News „Pumpenlose Wasserkühlung“ bewältigt 550 W/cm²

[BobbyBest]

Im Prinzip ist das tatsächlich nur eine verbesserte Heatpipe, in einer normalen HP ist auch nur Wasser drin.

Ein Fortschritt ja, aber man muss bedenken, dass der Durchmesser nur ein Fünftel von dem einer normalen HP ist, daher ist die Fläche nur 1/25 (ein Fünfundzwanzigstel), gemessen an normaler Kühlleistung bräuchte man also 2.5x so viele von diesen Heatpipes um die Leistung eines aktuellen Kühlers zu erreichen.
Solange die Röhren starr sind (sind sie?) hat man auch nicht den Vorteil der Wasserkühlung die Wärme an einem beliebigen Punkt im Gehäuse abzugeben.

 

[aemonblackfyre]

interessante idee und auch defintiv hilfreich aber nicht im comsumer markt...

es ist total egal wie schnellm an die wärme irgendwohin bekommt sie muss so oder so per kühler abgeführt werden. der einzige vorteil hier ist, dass man den kühler weiter vom rechner entfernen kann. bei pcs ist das ntürlich irrelevant aber bei servern kann das schon ganz interessant sein. stellt euch nur mal vor, dass alle server in einem rechenzentrum über eine kühlung gekühlt werden... oder die wärme wird einfach an einen riesigen wassertank geleitet. das ganze wird dann zur heizung oder stromgewinnung genutzt.

 

[Vidy_Z]

@Ricker

Hast du (fast)recht, 70° laut Wikipedia und kochen mag ich auch nicht

Aufgrund der großen Höhe beträgt der Luftdruck auf dem Mount Everest mit 326 mbar nur knapp ein Drittel des Normaldrucks auf Meeresspiegelniveau (temperaturabhängige barometrische Höhenformel). Hierdurch verschiebt sich der Siedepunkt des Wassers von 100 °C bei Normalbedingungen auf nur 70 °C und der Sauerstoffpartialdruck der Luft beträgt nur noch ein Drittel des Meeresspiegelniveaus.

Hauptsache ist aber,dass das Prinzip funktioniert.

Das beruht ja auf natürlicher Konvektion...

Nein, jedenfalls nicht nur, vielmehr macht sich der Kühlkörper auf so geschickte Weise die Kapillarwirkung zu nutze, das eine Pumpe sich erübrigt.

Durch die winzigen Poren in der Kupferschicht, die ähnlich wie bei einem Schwamm wirken, entsteht der kapillare Sog. Je kleiner diese Öffnungen sind, desto stärker ist er. Die zusätzlichen Kohlenstoffnanoröhren mit einem Durchmesser von nur 50 Nanometern verstärken diesen Effekt. Da Kohlenstoff naturgemäß wasserabweisend ist, überzog man die Röhren mit Kupfer.

Ich vermute, dass das Wasser welches von der durchlöcherten Kuferschicht angezogen wurde, auch genau auf dem Kupfer verdampft, so das sofort wieder neues Wasser vom kapillare Sog. dorthin gezogen wird.

 

[NMB]

ja aber wenn das Wasser erst den Siedepunkt erreichen muss is meine CPU schon abgeraucht oder? =)

Das stimmt zwar, aber das gilt nur für normal druck... bei einer Heatpipe handelt es sich aber um ein geschlossenes System, und das kann ja bei beliebigen druck betrieben werden. dann kocht Wasser auch schon bei sehr viel geringeren temps.
Viel wichtiger ist aber der Einfluss der Natotechnik, immerhin vergrößert man damit das Oberfläche zu Volumenverhältnis um Potenzen.
Bei Nanopartikeln hat man z.b. etwa 100.000 m²/kg und die Nanotubes haben ein Durchmesser/Längen Verhältnis von etwas 1:1000. Letztendlich verdunstet das Wasser an der Oberfläche und wenn diese in einer definierten Schicht so stark anwächst spielt die Siedetemperatur des Wasser überhaupt keine rolle mehr!

 

[Shaav]

gibts sicherlich in 10 Jahren für ca. 100.000€ zu kaufen und in 20 Jahren dann für 1.000€

Dass diese nanotechnologie immer so anspruchsvoll sein muss

 

[Fabian228]

gibts sicherlich in 10 Jahren für ca. 100.000€ zu kaufen und in 20 Jahren dann für 1.000€

Dass diese nanotechnologie immer so anspruchsvoll sein muss

Die Ironie in dem Satz kann ich leider nicht finden deshalb hoffe ich sie ist vorhanden.

Einfach irgendwelche Zahlen aus der Luft greifen hat noch keinem geholfen.

 

[Vidy_Z]

Die Nanotubes müssen ja keine keine besonderen elektrichen Eigenschaften besitzen oder eine besondere Reinheit, sie müssen einfach nur klein sein und viel, theoretisch also auch nicht besonders teuer . Eine wasserabweisende Nanopartikelschicht auf der PkW-frontscheibe ist ja auch finanzierbar.

 

[agraaaaa]

Bin ja echt jedes Mal aufs Neue begeistert, was Forscher mittlerweile alles mit Kohlenstoffnanoröhrchen anstellen. :-)

 

[TRON-X-2K]

Nett

Hoffe ich muß in Zukunft den PC suchen weil keine Pumpe oder Lüfter mehr drin ist

 

[estros]

Das hört sich gut an, leistungsstarke Recheninstrumente wären somit für das Militär weitaus mobiler zu transportieren.
Wie das in der Praxis ausschauen wird, ich bin gespannt.

 

[Nilpferd]

warum mobiler? Es kann nur mehr Wärme vom Chip abgeführt werden, kühlen kann man die nachher damit noch nicht besser. Man spart sich damit doch auch keine Lüfter oder Pumpen, weil das Ding kühlt doch nix.

Die Technik lohnt sich damit nur für Bereiche, wo extrem viel Wärme von kleinstem Raum abgeführt werden muss, damit ist sie eigentlich für Heim PCs völlig uninteressant. Denn da hat man andre Probleme beim Kühlen.

 

[Dragon45]

sorry Leute aber bei 47 Posts die ich mir durch lass sind ja einige an der Geistigen Schmerzgrenze ...

aber darüber hinaus gab es auch sehr treffende Erklärungen ...

Ich denke mal so:
1. warum zur hölle soll ich wasser ab 20°C (bei Unterdruck) kochen lassen, welche meine Componente kühlt soll, wenn die Umgebung so schon 30°C Warm ist ... Denkt mal darüber nach

2.

Kühlsysteme auf Basis dieser Technik könnten zunächst in Bereichen wie Hybrid- und Elektro-Fahrzeugen zum Einsatz kommen, wo bei der Wandlung von Strom enorme Wärme entsteht und Geräte somit vor dem Überhitzen bewahrt werden müssen. Zudem sehe man auch bei militärischer Technik wie Radarsystemen, Lasertechnik und Flugzeugelektronik Bedarf an entsprechend potenter Kühlung, da die dort eingesetzten Mikrochips oft 300 Watt Wärmeenergie pro Quadratzentimeter und mehr generieren.

Viele dieser Möglichkeiten halten 100°C und mehr ab.

3.Prinzip ist einfach Wasser zum kochen bringen (Energie aufnehmen) und wieder abkühlen lassen (Energie abgeben) wie die vorredner schon sagten "Eine Heatpipe"
Darüber hinaus denke ich das die Technologie erstmal entwickelt worden ist, das heißt noch lange nicht, das diese vollends ausgereift ist.

MfG Dragon

 

[onesix9]

is das ganze bis auf die Verwendung von Nano-Materialien das gleiche wie bei Sapphire's Vapor-X-Kühlkörpern?

 

[RubyRhod]

Vor wenigen Tagen erst hat sich jemand drüber lustig gemacht, dass ich gefordert hab, alternative Kühllösungen zu erforschen statt einfach immer riesigere Kühlmonster zu bauen.

Wer auch immer das war: IN YOUR FACE!

ja aber wenn das Wasser erst den Siedepunkt erreichen muss is meine CPU schon abgeraucht oder? =)

Es ist in der Tat schwer vorstellbar, dass Wasser auch bei Raumtemperatur fest oder gasförmig sein kann, aber die Physik macht sowas möglich.

 

[Vidy_Z]

@Dragon45

Vorausgesetzt der Unterdruck ist so bemessen, dass das Wasser in der Pipe bereits bei 20° anfängt zu sieden. Nun setzt du das 20° warme Kühlsystem einer 30° warmen Umgebung aus. Dann fängt das System willkürliche an verschiedenen Stellen im Innern an zu kochen. Durch das Kochen wird immer mehr Wasser zu Wasserdampf. Dieser Dampf steigert den Druck im Innern des Systems immer weiter.

Durch den steigenden Druck steigt aber ebenfalls die Grenze, ab der Wasser anfängt zu Sieden. Irgend wann überholt diese Grenze den Innendruck, dann hört das Kochen plötzlich auf. Das System hat sich sozusagen auf das neues Energieniveau eingependelt. Das 30° Niveau.

Sieden wird es nur noch dort, wo man es noch weiter erwärmt, und diese Stelle ist sinnvoller Weise der CPU Kühler. Genau dort steigen dann wieder Bläschen auf, und dank der Aggregatzustandsänderung entzieht es der CPU dabei jede Menge Wärmeenergie.

Und schon wir das erwärmte Wasser wieder weggesaugt, von den hungrigen Kappilarlöchern und Nanopartikeln im Kupferverdampfer, auf dem das Wasser dann, seitens der immensen Oberfläche, total erschrickt und völlig verdampft. Und wenn der Dampf früher oder später die metallernen Innenwände des Radiators kennen lernt, dann tritt er gleich so viel Wärme an diese ab, das er total Cool wird und voll flüssig wieder runter kommt, bis zur CPU. Die ist natürlich ziemlich heiß, und das Spiel beginnt von vorn...

Kann man das so verstehen?

 

[blub1991]

das ist noch mehr oder weniger grundlagen forschung. was man damit am ende machen kann wird sich noch zeigen. wie kommt ihr eigentlich darauf immer das problem darin zu suchen, was man mit der wärme macht? das ist sicherlich, zumindest erstmals, nichts für unsere kleinen 50-150w chips. das ist was für batteriepacks die einige kw loswerden müssen, leistungselektronik, da gehen auch einige kw rein. hat von euch scho mal jemand gesehen was für ne kühlung hinter nem großen richtfunk-verstärker hängt? die im mittleren format haben schon gerne 15kw tehmische leistung pro schrank, die muss man erstmal wegbringen, da ist es dan auch kein problem 4qm radilatoren an die außenwand zu hängen. bisher mussten die pumpen für die systeme etstprechend groß und redundant sein, könnte sich ändern. und die angesprochennen laser erst, hat irgenteiner auch nur ne vorstellung davon was da für energien durchlaufen? das mit der lage wird nicht so das problem sein, bei den größenordungen von nanomaterialien sind die um größenordungen größer als 1G.

 

[HITCHER_I]

eine normale Vakuum-Kammer wie bei aktuellen modernsten Grafikkartenkühlern reicht für viele aktuelle Anwendungen wohl schon vollauf aus. Diese kann auch schon zumindest 200W vom GPU-Die abführen und macht das auf div. Grafikkarten auch schon erfolgreich. Aber wahrscheinlich kann man jetzt durch den Einsatz der Nano-Technologie diese Kammern in der Grundfläche noch entscheident größer bauen, und so eben noch mehr Wärme zu den auf der anderen Seite angebrachten Kühllamellen transportieren. Denn je größer die Fläche der aktiv belüfteten Kühllamellen, desto mehr Wärme kann abgeführt werden. Und diese Kühllamellen müssen für optimale Leistung auch möglichst über die ganze Länge im direkten Kontakt mit der Vakuum-Kammer sein.
Der Vorteil sind dann wohl vor allem kompaktere Kühler auf der Grafikkarte,
also das man wieder eher mit 1-Slot Kühlern auskommt, wo jetzt noch dicke Heatpipe-Monster auf 2-Slot Kühlern verwendet werden. (6-Heatpipes für 300W brauchen eben auch sehr viel Platz, und die kann man auch nicht optimal direkt auf die GPU montieren, wie eine Vakuumkamer sondern benötigt einen gebohrten, dicken Kupfer-Sockel wo sie rein gesteckt und verlötet werden).

 

[Vidy_Z]

wie kommt ihr eigentlich darauf immer das problem darin zu suchen, was man mit der wärme macht? das ist sicherlich, zumindest erstmals, nichts für unsere kleinen 50-150w chips.

Da haben aber unzählige CPU-Küllerhersteller ne ganz andere Meinung. Und ohne den Wettbewerb und so klasse Entwicklungen wie der Headpipe, Kufperkühlkernen, Kühlpasten aus Flüssigmetall, flüssig gelagerten 12" Lüftern und noch vieles mehr, würden wohl auch heute noch quäkende Intel-Boxed Lüfter aus Vollalu in Harplaplastikhülle versuchen, die stetig steigende Abwärme im Computergehäuse hin und herzurühren.

Toztdem kannst du mir so was erzählen, sowa wie man 15kw(=ca. 20 PS!!!) weggekühlt bekommt. Ich hör dir da gerne zu.

 

[NMB]

Einfach mal der Vorstellung halber, was 550W/cm² bedeutet. Es handelt sich hierbei um die Wärmestromdichte. Ein Brennstab in einem Kernkraftwerk mit Druckwasserreaktor hat eine Kritische Wärmestromdichte von ca. 200W/cm² mehr geht nicht, da es sonst zur Siedekriese kommt... naja wenn man nun 550W/cm² sicher abführen kann, dann kann man damit wirklich eine menge dinge Kühlen!! Anwendungen wie Super Kompakte Wärmeübertrager usw. währen denkbar.

 

[MEDIC-on-DUTY]

Ein Interessanter Ansatz. Warten wir ab, ob die "Physik" hier auch serientauglich ist. Denn nichts ist schlimmer, wenn das Matieral am Ende nicht mitspielt und das System ausfällt, ohne dass man es bemerkt.

Wenn die Pumpe defekt ist, merkt man das wenigstens.