Neuvorschläge zur Verbesserung eines CPU-Kühlers ?

BeneBurg

Full Member

Dienstag, 29. Oktober 2002, 23:38

1

Hallo!

Bin hier ein absoluter Neueinsteiger. Hab mir gestern erst meine Wakü bestellt. Physik ist eines meiner Hobbys und ich hab da noch ein paar Ideen, die man vielleicht in die Diskusion aufnehmen könnte ( Haut mich nicht, wenn ich schwachsinn schreibe ):

Eine relativ Dicke Bodenplatte ist ja wichtig, um die Wärme auf eine möglichst große Flaäche zu verteilen, eine Dünne leitet aber die Wärme besser ab. Wie wär's, wenn man das ganze kombiniert, d.h. außen eine Dicke von ca. 5-6 mm hat und dann das Ganze nach innen hin immer dünner macht, und in der mitte dann sagen wir noch ca.1-2 mm hat. Von der Stabilität sollte das ja kein Problem sein, da das Materiel nur innen so dünn ist, oder?

Dann nochmal was:
Bin mir nicht sicher, aber ist es nicht so, dass Kupfer die Wärme sehr gut leitet, aber Aluminium die Wärme besser aufnimmt bzw. abgibbt? Bei manchen Luftkühlern wurde das Prinzip schon verwendet ( Alpha Pal, Kupferboden, Alukühlstäbe ). Wenn man nun einen ganz normalen Kupferkühler mit Alluminium beschichten würde, hätte man dann nicht eine Prima Abgabe bzw. Aufnahme durch das Alluminium + Prima Wärmeleitung durch den Kupferkern?
Ich weiß auch, dass Kupfer edler ist als Alu ( betreffend Oxidation usw. ) aber mir geht's da nur um das Prinzip der Verwendung der zwei Materialien.

Ist alles nur Theorie, hab leider noch keine praktischen Erfahrungen mit Wasserkühlung. Schreibt einfach mal eure Meinung, und wenn ich was falsches geschrieben habe könnt ihr mich ja berichtigen bzw. meine Idee weiterentwickeln, oder auch neue Ideen posten.

MFG
Bene

Zitat von »thetruephoenix«

PS: als mein Kühler kam [...] und mein Vater gesehen hat dass der 4-lochhalterung hat wollte der ne Bohrmaschine holen um Löcher ins Board zu bohren"weil der Dremel zu schnell dreht"! :o :o :o

yappa

Senior Member

Re: Neuvorschläge zur Verbesserung eines CPU-Kühle

Mittwoch, 30. Oktober 2002, 00:11

2

Hei
man will beim Kühler ja keine Wärme speichern sondern sie so schnell wie möglich vom Die zum Wasser transportieren.
Am besten ist ein nicht zu dicker Boden (ca 5-10mm) und eine große Fläche (viele Kanäle) damit das Wasser viel aufnehmen kann
Das gleich sollte beim Radi sein ,viel Wärme rasch an die Luft abgeben ,darum bauen viele jetzt einen CU_Radi(AP2)

Gruß Yappa www.yappadappadu.de.vu www.laspeedway.de längste RC-Offroadbahn

BeneBurg

Full Member

Re: Neuvorschläge zur Verbesserung eines CPU-Kühle

Mittwoch, 30. Oktober 2002, 01:05

3

Hallo!

Ja, das ist mir klar, ich glaub du hast mich falsch verstanden. Zuerst muss sich die Wärme ja in der Bodenplatte gut verteilen, um sie dann durch Kühlrippen noch weiter zu verteilen. Eine Dicke Bodenplatte sorgt für eine gute Verteilung. Je dicker aber das Materiel, desto schlechter ( langsamer ) wird die Wärme jedoch geleitet. Wenn man nun in der Mitte eine Dünne Platte hat wird die wärme hier schnell abgeführt, und durch den langsamen Anstieg der Platte nach außen wird die Wärme gut verteilt. Ich hab versucht das mal zu skizieren. Mann muss bei dem ganzen von einer Sternförmigen verbreitung der Wärme ausgehen.

Hochkannt gestellter Querschnitt:

Kühler-- I /----
I /----
I /-----
Die-- II I /------
II I \------
I \ -----
I \-----
I \---- -- Kühlrippen

Draufsicht ( von oben,ohne Kühlrippen )
____
I\ /I
I \ / I
I \ / I
I \/ I
I /\ I
I / \ I
I / \ I
I/____\I

Hab leider keine Möglichkeit Bilder reinzustellen, deshalb musste ich das jetzt so machen, hoffe man begreift es einigermaßen.

MFG
Bene

Zitat von »thetruephoenix«

PS: als mein Kühler kam [...] und mein Vater gesehen hat dass der 4-lochhalterung hat wollte der ne Bohrmaschine holen um Löcher ins Board zu bohren"weil der Dremel zu schnell dreht"! :o :o :o

Peterle

Senior Member

Gute Idee

Mittwoch, 30. Oktober 2002, 01:40

4

Ja, ich denke das ist eine gute Idee, das entspräche, durch die Rippen, ja ganz vielen kleinen parallelen Kanälen. Sowas gibt es (so wie ich die Fotos davon deute) schon bei einem Konkurenzprodukt, ich schick dir das Bild mal per Kurznachricht zu.

Andere Idee:
Wenn man das Kupfer über dem Die extrem Dünn macht und dann das Wasser schnell genug durchjagt, müßte man auf dem Die doch eigentlich genau Wassertemperatur haben. Oder liegt da ein Denkfehler vor?

BeneBurg

Full Member

Re: Neuvorschläge zur Verbesserung eines CPU-Kühle

Mittwoch, 30. Oktober 2002, 02:02

5

Hallo!

Ich kenn das Konkurenzprodukt. Mir kommt es hier aber weniger auf die Kühlrippen als auf die "neue" Bodenplatte an. Ich glaube, dass mit gleichem bzw. ähnlichen Kühlrippensystem wie dem des cuplex ein wesentlich besseres Kühlergebniss erreicht werden könnte.

Zu der Dünne Kupferplatte+schnellem Wasser. Hab ich mir auch schon überlegt. Das Problem ist nur

1. Der Anpressdruck ( zu instabiel )
2. Die viel zu geringe Fläche, auf dieser kleinen Kontaktfläche kann das Wasser gar nicht so viel Ennergie aufnehmen ( zumindest nicht mit den Handelsüblichen Pumpen )

Es wurde auch schon eine Wasserkühlung direkt auf der Die gebaut, aber das ergebniss war auch nicht viel besser als bei den normalen Waküs, der Aufwand dagegen riesig.
Hoffe ich hab die weitergeholfen. Danke für deinen Beitrag!

MFG
Bene

Zitat von »thetruephoenix«

PS: als mein Kühler kam [...] und mein Vater gesehen hat dass der 4-lochhalterung hat wollte der ne Bohrmaschine holen um Löcher ins Board zu bohren"weil der Dremel zu schnell dreht"! :o :o :o

Dino

Administrator

Re: Neuvorschläge zur Verbesserung eines CPU-Kühle

Mittwoch, 30. Oktober 2002, 10:19

6

hi

nette diskussion! ich höre euch gern zu

dino

Videtis hic hommunculum qui verrit suum stabulum. Quid ibi homo invenit? Pulchrum cuplexum areum!

tobias

Administrator

Re: Neuvorschläge zur Verbesserung eines CPU-Kühle

Mittwoch, 30. Oktober 2002, 10:56

7

Guten Morgen,

bevor Ihr weiterdiskutiert, empfehle ich allen, die es noch nicht gelesen haben, die zweite Hälfte von "Durchflussmenge und Auswirkungen". Hier haben sich schon eine Leute Gedanken über das optimale Design gemacht und sind dabei zu lesenswerten Ergebnissen gekommen.
Um die Ergebnisse dort zusammenzufassen: 1. Es wird eine mehrere mm dicke Bodenplatte aus einem gut wärmeleitfähigen Material (z.B. Kupfer benötigt) benötigt.
2. Die direkte Umspülung des Dies mit Wasser bringt nicht so viel.
Weitergehende Posts sollten in diesem Thread landen, da dieser eher den richtigen Titel hat.

Gruß, Tobias

454-bigblock

Senior Member

Re: Neuvorschläge zur Verbesserung eines CPU-Kühle

Mittwoch, 30. Oktober 2002, 12:21

8

Oh, der Thread war noch nicht verschoben, als ich mit meinem Gesülze angefangen habe. Ich will es Euch trotzdem nicht vorenthalten, in der Hoffnung, daß nicht allzuviel davon in den anderen Thread schon geschrieben wurde:

[Gehirnschmalz ON]
Also ich denke, daß Dein Grundgedanke nicht so ganz richtig ist. Alle konventionellen Kühlkörper die mir so einfallen, haben extra viel Material über dem Die. Selbst der Evo hat sehr viel Material über dem Die. Kupfer leitet offensichtlich besser als Wasser. Wasser transportiert die Energie aber sehr gut. (Ich hoffe das war jetzt korrekt).
Ich habe meinen Thermo-Schein nur schnell abgehakt, da ist nicht viel hängengeblieben. Aber meistens merkt man immer erst später, daß man das eine oder andere noch mal gebrauchen könnte :-)
Ideale Form einer Grundplatte wäre IMHO eine Kuppel über dem Die, die nach aussen ausläuft und am Rande dann gleich dick bleibt. Eventuell könnte man noch einen besseren Effekt erzielen, wenn man auf der Kuppel Wellenlinien anbringt, ähnlich denen bei einer Zitronenpresse. Aber das ist technisch kaum noch zu bewerkstelligen. Das ganze dann noch aus massivem Silber und besser geht es dann glaube ich nicht mehr. Müsste man sich dann noch was als "Deckel" überlegen.
Oberfächenbeschaffenheit ist auch so ein Thema .... da müsste man sich auch mal Gedanen machen. Eine Rauhe Oberfläche hat zwar einen geringen Stämungswiderstand, aber ich glaube, daß das wegen den unzählichen kleinen Wirbeln kommt, auf denen das restliche Wasser dann "gleitet".
Die Wirbel wären dann Wärmeleittechnisch gesehen aber wieder ein Isolator, weil man darauf angewiesen wäre, daß diese Wirbel die Wärme wieder abgeben, wofür Wasser nun wiederum nicht so berühmt ist.
Aber das sind alles absolut marginale Effekte, die in der Technik stets als vernachlässigbar angesehen werden. In °C kann man das alles nicht mehr ausdrücken.
[/Gehirnschmalz OFF]

Aktuelle Statistiken von aquacomputer bei seti@home gibt´s hier
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god0815

Senior Member

Re: Neuvorschläge zur Verbesserung eines CPU-Kühle

Mittwoch, 30. Oktober 2002, 14:34

9

Bei nem Halbkugelförmigen Kühlerdings müsste die Wärme doch nen relativ großen Weg im Kupfer zurücklegen, daher wäre die DeltaTemp zw. Kühlerunter- und Oberseite wieder größer. Wie wäre es mit einem 'halbe-optische-Linse-förmigen' Boden? In der Mitte Dick, an den Rändern schmaler. Oder einem 'porösen' Kupferblock mit gigantischer Oberfläche?

god0815

BeneBurg

Full Member

Re: Neuvorschläge zur Verbesserung eines CPU-Kühle

Mittwoch, 30. Oktober 2002, 15:04

10

@Tobias

Genau das habe ich gemacht, ich habe mich durch diesen 9 Seiten Thread durchgewälzt und bin zu meinem Ergebniss gekommen.

@454-bigblock

Das mit der Kuppel ist ja genau das was ich angreife. Die Halbkugel ist Ideal zur Wärme Verteilung, aber nicht für schnelle abführung der Wärme Bei meiner Bodenplatte kann die Wärme am Die durch die dünne Schicht ( kurzer Weg )effektiv abgeführt werden, verteilt sich aber auch auf die andere Fläche. Überleg's dir noch mal durch, wenn du davo ausgehst, dass die Wärme sich Sternförmig verteilt.

@god0815

Halbkugel hab ich schon oben was dazu gesagt, poröse Kupferoberfläche, hab ich mir auch schon überlegt, aber da hat ja 454-bigblock schon was dazu gesagt. Scheint nicht so besonders toll zu sein.

Mir ist grad noch ne neue Idee gekommen. Die Außenseite ( siehe Skizze ) wird ja auch relativ Warm und diese Wärme kann nicht abgeführt werden.

Außenseite
\
I /----
I /----
I /-----
II I /------
II I \------
I \ -----
I \-----
I \----

Man könnte doch nun folgendes machen:

I \-----
I \----
I /----
I /-----
II I /------
II I \------
I \ -----
I \-----
I / ----
I /-----

Natürlich nicht gerda, wie gezeigt ( geht nicht anders ), sondern rund ( sernförmige Verbreitung )

Wie kann ich den Bilder einfügen? Würde die Diskusion unheimlich erleichtern.

Gruß,
Bene

Zitat von »thetruephoenix«

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electrip_flip

Full Member

Re: Neuvorschläge zur Verbesserung eines CPU-Kühle

Mittwoch, 30. Oktober 2002, 15:33

11

Zitat von »BeneBurg«

@454-bigblock

Das mit der Kuppel ist ja genau das was ich angreife. Die Halbkugel ist Ideal zur Wärme Verteilung, aber nicht für schnelle abführung der Wärme. Bei meiner Bodenplatte kann die Wärme am Die durch die dünne Schicht ( kurzer Weg )effektiv abgeführt werden, verteilt sich aber auch auf die andere Fläche. Überleg's dir noch mal durch, wenn du davo ausgehst, dass die Wärme sich Sternförmig verteilt.

Dein zweiter Satz ist ein (technisches) Oxymoron ;-).
Wenn Du weißt,
wieviel Oberfläche Du für eine bestimmte
Durchflußmenge/Leistungsmenge benötigst,
dann kannst Du die entsprechende Halbkugel
ja berechnen und herstellen,
diese wird immer besser sein als
eine flache Platte des gleichen Oberfläche.
Faustregel:
Die Radiusvergrößerung auf das Doppelte
erhöht den Rth des KüKös nur marginal.
Beispiel:
Erhöhst Du den Radius von 10 auf 20 mm,
so erhöht sich der Wärmewiderstand des KüKös nur um 3%,
die Oberfläche aber vervierfacht sich.
Das bezieht sich jetzt aber nur auf den KüKö selbst.

Noch Fragen?

Philipp

Athlon XP 2000 + Shuttle AK35GTR + 1 GB Crucial DDR-RAM + Enermax 431Watt + Matrox G550 DH + Teratec EWX 24/96 + Realdreck 100MBit + Toshiba SD1612 DVD + LiteOn 32X CDRW + AP + Cuplex + 2x Twinplex + Eheim 1048

BeneBurg

Full Member

Re: Neuvorschläge zur Verbesserung eines CPU-Kühle

Mittwoch, 30. Oktober 2002, 15:42

12

@Phillip

Das nenn ich mal ne kompetente Antwort. Danke, damit haben sich im Prinzip alle Fragen gelöst.

Andere Frage, wie wären den sternförmige Kühlrippen und in der Mitte massiver Kupferkern?

Ach ja , hat denn niemand was zu meinem anderen Vorschlag mit Alluminium + Kupfer?

Bene

Zitat von »thetruephoenix«

PS: als mein Kühler kam [...] und mein Vater gesehen hat dass der 4-lochhalterung hat wollte der ne Bohrmaschine holen um Löcher ins Board zu bohren"weil der Dremel zu schnell dreht"! :o :o :o

electrip_flip

Full Member

Re: Neuvorschläge zur Verbesserung eines CPU-Kühle

Mittwoch, 30. Oktober 2002, 15:54

13

Zitat von »BeneBurg«

@Phillip
Das nenn ich mal ne kompetente Antwort. Danke, damit haben sich im Prinzip alle Fragen gelöst.

Danke für das Kompliment, allerdings sind nur einige Fragen
beantwortet, aber kaum ein Problem gelöst ;-)

Zitat

Andere Frage, wie wären den sternförmige Kühlrippen und in der Mitte massiver Kupferkern?

Saugeil, Du bauen, ich kaufen ;-).

Philipp

Athlon XP 2000 + Shuttle AK35GTR + 1 GB Crucial DDR-RAM + Enermax 431Watt + Matrox G550 DH + Teratec EWX 24/96 + Realdreck 100MBit + Toshiba SD1612 DVD + LiteOn 32X CDRW + AP + Cuplex + 2x Twinplex + Eheim 1048

454-bigblock

Senior Member

Re: Neuvorschläge zur Verbesserung eines CPU-Kühle

Mittwoch, 30. Oktober 2002, 16:00

14

Hi, mit Oxymoron meinst Du

Zitat

Die Halbkugel ist Ideal zur Wärme Verteilung, aber nicht für schnelle abführung der Wärme

?
Meiner Meinug nach ist eine Kugel optimal, weil der Abstand zur Mitte (wenn man den Die mal als Punkt idealisiert) bei maximaler Oberfläche minimal wird.
Und das mit Wärme "abführen" darf man IMHO nicht so einseitig betrachten. Letztendlich wird nicht nur Wärme vom Prozessor weg- sondern auch Kälte vom Wasser zum Die transportiert.
Dementspreched dürfte es einen optimalen Radius der Kugel geben, die dieser Betrachtung Rechnung trägt. Wäre die Kugel zu groß, würde die Strecke, die die "Kälte" zurücklegen müsste, zu groß.
Die Form, die ich mir vorstelle, ist aber nicht wirklich eine Kugel, sondern eher eine Sinus-Kurve. Damit könnte man an den Seiten noch viel Wärme abtransportieren, wo es auf einen längeren Weg der Wärme nicht mehr so drauf ankommt.
Hab keinen Scanner, sonst würde ich mal eine kleine Zeichnung machen.

@ BeneBurg: Bilder kann man nur einfügen, wenn sie "extern" auf einem Webserver liegen.

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electrip_flip

Full Member

Re: Neuvorschläge zur Verbesserung eines CPU-Kühle

Mittwoch, 30. Oktober 2002, 16:14

15

Zitat von »454-bigblock«

Hi, mit Oxymoron meinst Du
?
Meiner Meinug nach ist eine Kugel optimal, weil der Abstand zur Mitte (wenn man den Die mal als Punkt idealisiert) bei maximaler Oberfläche minimal wird.

Da will ich Dir mal nicht widersprechen, aber eine Halbkugel
ist für unsere Anwendung doch etwas besser geeignet

Zitat

Und das mit Wärme "abführen" darf man IMHO nicht so einseitig betrachten. Letztendlich wird nicht nur Wärme vom Prozessor weg- sondern auch Kälte vom Wasser zum Die transportiert.

Sorry, es gibt keine Kälte außer morgens im Badezimmer.

Zitat

Dementspreched dürfte es einen optimalen Radius der Kugel geben, die dieser Betrachtung Rechnung trägt. Wäre die Kugel zu groß, würde die Strecke, die die "Kälte" zurücklegen müsste, zu groß.

Ich kann Dir ab hier nicht mehr folgen :-/.

Philipp

Athlon XP 2000 + Shuttle AK35GTR + 1 GB Crucial DDR-RAM + Enermax 431Watt + Matrox G550 DH + Teratec EWX 24/96 + Realdreck 100MBit + Toshiba SD1612 DVD + LiteOn 32X CDRW + AP + Cuplex + 2x Twinplex + Eheim 1048

Peterle

Senior Member

Was ist das Problem bei Direktumspülung?

Mittwoch, 30. Oktober 2002, 16:34

16

Kann mir mal jemand sagen was das Problem (bei ausreichendem Durchfluss) ist wenn man den Die (heißt es eigentlich der, die oder das Die?) direkt mit Wasser umspült? Die CPU gibt die Wärme ja direkt und ohne Umwege ans Wasser ab und das ist direkt Weg, also ist die Wärmeleitfähigkeit von Wasser egal. Die CPU müßte so doch immer auf Wassertemperatur sein, oder nicht?

454-bigblock

Senior Member

Re: Neuvorschläge zur Verbesserung eines CPU-Kühle

Mittwoch, 30. Oktober 2002, 16:43

17

Oh no!!! Ich hab doch echt eine Fette Erläuterung geschrieben und dann auf "Zurücksetzen" statt "Vorschau" geklickt

Ich bin jetzt frustriert und gebe für heute auf - zu viele Stunden vor dem Rechner heute ....

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BeneBurg

Full Member

Re: Neuvorschläge zur Verbesserung eines CPU-Kühle

Mittwoch, 30. Oktober 2002, 16:46

18

Hab eine hammergeile Idee für nen CPU-Kühler, ist 100% besser als alles was es bis jetzt auf dem Markt gibt. Muss jetzt zumm Zahnarzt

Schreib nachher noch genaueres

Bene

Zitat von »thetruephoenix«

PS: als mein Kühler kam [...] und mein Vater gesehen hat dass der 4-lochhalterung hat wollte der ne Bohrmaschine holen um Löcher ins Board zu bohren"weil der Dremel zu schnell dreht"! :o :o :o

454-bigblock

Senior Member

Re: Neuvorschläge zur Verbesserung eines CPU-Kühle

Mittwoch, 30. Oktober 2002, 16:49

19

OK - einen noch ...
@ Peterle: Ich hab mal eine Weile einen Thread über offene Kühlsysteme (Twister) verfolgt. Dort hat einer mal mit einer solchen "Dieumspülung" experimentiert. Das Problem ist wohl, daß Wasser die Energie zwar gut transportiert, aber nicht gut leitet.
Die Kontaktfläche vom Die zum Wasser ist also zu klein.

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Peterle

Senior Member

Durchfluss

Mittwoch, 30. Oktober 2002, 17:07

20

Ja das mit der schlechten Leitfähigkeit weiß ich. Das ist aber nur ein Problem wenn der Durchfluss zu gering ist. Wenn der hoch genug ist braucht das Wasser ja keine Wärme zu leiten, da es ja direkt weg ist.