Kompressorkühlung
Was tun wenn man Kälte braucht? Über einen längeren Zeitraum und/oder zum abführen von viel Abwärme aus Halbleitern? Genau, eine Kompressorkühlung muss her!
Da kaufen ja praktisch jeder kann, kaufen teuer ist und sich für gelegentlich mal eben schnell irgendwas kühlen absolut nicht lohnt und solche Anlagen zudem meist fest installiert werden, muss ein Selbstbau her (wer hätte das gedacht?).
Also frisch ans Werk! Nur wie anfangen? Zuerst einmal muss man wissen, wie ein Kompressorkühlsystem aufgebaut ist...
Hier mal eine grundlegende Zusammenfassung:
Ein Kompressorkühlsystem ist ein Geschlossener Kreislauf, in dem ein Kältemittel (meist ein Gas) zirkuliert. Das grundlegende Prinzip dahinter: Gase geben beim Komprimieren die in ihnen gespeicherte Wärmeenergie an die Umgebung ab, und nehmen beim expandieren Wärmeenergie aus der Umgebung auf. Dieses Kältemittel wird von einem Kompressor durch einen Radiator gepumpt, in dem es die enthaltene Wärmeenergie an die Umgebung abgibt. Da hinter dem Radiator das sog. Drosselrohr sitzt, welches eine Engstelle bildet, baut sich in diesem Bereich Druck auf. Vor dem Drosselrohr befindet sich der sog. Trockner, eine verdickte stelle mit doppelter Wand, in der sich eine stark hygroskopische Substanz befindet, die dem Kältemittel die Restfeuchtigkeit entzieht.
Das Drosselrohr endet im Verdampfer. Das ist auch nur ein Radiator, der Seine Namensgebung daher hat, dass das flüssige Kältemittel in ihm aufgrund des steigenden Leitungsquerschnitts (im Vergleich zum extremst dünnen Drosselrohr) expandieren kann und somit verdampft. Der Ausgang des Verdampfers hängt an der Ansaugseite des Kompressors – der Kreislauf ist geschlossen.
Da es viel zu viele Details gibt, die man beim Bau einer solchen Anlage beachten muss, verweise ich für weitere Informationen diesbezüglich einfach mal auf die Suchmaschine des geringsten Misstrauens ;)
Kommen wir zurück zum Selbstbau!
Die Anforderungen die an das Kältesystem gestellt werden:
- Es muss zum kühlen von Luft und Halbleitern geeignet sein
- Leistung... Viel hilft viel
- Preis... Kostenlos wäre ideal, billig gerade noch ihm Rahmen
Mit dieser Anforderungsliste wurde dann mal der Bastelkeller befragt, und offerierte einen halbwegs neuen Kältekompressor für R600a mit einer Leistung von 95W. Wikipedia hat schnell verraten, dass es sich bei R600a um Butan handelt – Das wohl am billigsten zu besorgende Kältemittel schlechthin. (Stichwort Feuerzeuggas...) Aufgrund des niedrigen Druckes, ab dem es flüssig wird, ideal als Kältemittel für Bastler geeignet.
Da dem Kompressor praktischer weise noch eine Trockner-Drosselrohr Kombination beilag, fehlte nur noch ein Radiator und ein Verdampfer der sowohl zum kühlen von Luft (→ Finnen) als auch zum kühlen von Halbleitern o.ä. (→ Plane, massive Oberfläche) taugt. Glücklicher weise ließ sich ein ausgedienter P4 Vollalukühler mit 1cm Bodenplatte mit der Standbohrmaschine dazu überreden, bei unserem Konstrukt den Verdampfer zu spielen...
Hierzu haben wir „S“-Förmig einen Kanal in die Bodenplatte gebohrt, und die überschüssigen Öffnungen mit Schrauben und als geeignet definiertem Dichtmaterial verschlossen (Teflonband und Gummidichtungen, doppelt hält besser).
Das Drosselrohr haben wir direkt in ein Stück Gewindestange eingelötet, die wir zuvor mittig mit einem passendem Loch versehen haben. Eine weitere Gewindestange dient am Ausgang des Verdampfers als Schlauchkupplung.
Zu guter Letzt fehlte noch ein Radiator, der sich beim Schrotthöker des Vertrauens freiwillig für dieses Projekt gemeldet hat und prompt an den Auslass des Kompressors angelötet wurde.
Um das ganze noch vor Beschädigung zu schützen und um dem hoffnungslos unterdimensionierten Radiator mit einem überdimensionierten Lüfter auf einer zulässigen Temperatur zu halten, haben wir das ganze zum Schluss noch in ein schickes Designergehäuse aus hochwertigem MDF gebaut.
Als Lüfter kam ein 230V Papst der Marke Allesschredder2000 (Vollmetallausführung) zum Einsatz, weswegen das Lüftergitter ausnahmsweise nicht nur zier ist ;)
Natürlich musste das neue Kühlsystem gleich ausgiebig bei einer mehr oder weniger sinnvollen Anwendung getestet werden. Und was eignet sich zum testen eines Kühlsystems besser, als ein übertakteter Pentium 4?
Nach erreichen der Betriebstemperatur ging´s dann ans Übertakten. Ein Lag-grad-da TM Pentium 4 mit einem Originaltakt von 2GHz musste für diesen Test her halten.
Die erzielten Temperaturen waren vielversprechend... Also los gehts, FSB und Vcore hoch ziehen. Nein. Nicht in kleinen Schritten.
Bis knapp über 3GHz lief die CPU stabil. Bis knapp über 3,5GHz kamen wir immerhin bis ins BIOS.
Weitere Übertaktungsversuche folgen, sobald wir zeit haben, ein Mainboard umzurüsten um mehr als nur 2Vcore anzulegen...