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TALENTED TEAM


在今年的高温下,很多生活在帝都的小伙伴们都惊呼:我这条命就是空调给的!而你尚不知,本辣条这一个夏天是一直处于无空调状态的!之前买的水床....睡着有点像奇寒无比的冰石一般,感觉再睡在上面没多久,就会变得体弱多病,于是乎,一台空调的需求就再所难免了。

自制半导体空调 编辑奋力抵抗北京酷暑

在京东上一台正常一些品牌的空调至少需要1500块软妹币,这对月月降薪的辣条来说简直要了狗命了。有一个东西叫空调扇,是通过内部的水帘利用蒸发吸热的原理工作的,也就是说只有在水蒸发的情况下才能制冷,本辣条已经在别人家体验到湿热湿热的室内环境了,空调扇绝对是PASS的!于是乎制作一台空调的想法就逐渐浮出水面了,如果制作传统空调,就需要到空调压缩机巨大的散热器等等,最主要是需要复杂的计算。比如压缩机启动功率需要对应多大的电容器,还有中控PCB,专业的管路密封等等,实在是过于复杂,而且最后的价格有可能超过成品空调。

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你们有空调续命,那我呢?

另外一种能够比较容易获得的制冷器就剩下半导体制冷片了,然而这种东西对于电源的需求比较高,制冷散热比也比较低,就是说得到的冷量通常需要释放数倍能量的热量才可以。半导体制冷片的另一个特点就是只要薄薄的一片,冷热分别在两面。除了散冷散热器之外,体积是十分小巧的。作为DIY的一名编辑,脑子里仿佛内置水冷方案一般。

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辣芬奇”手稿初版(不会有其他版本了)

这种东西在淘宝上十分容易被找到,不同的型号有着不同的制冷功率和电流需求,因此在选择半导体制冷片的时候需要计算好所需电源12V的输出功率。辣条通过各种对比最后选择的是型号为12709的半导体制冷片,制冷功率最大为82W,最大电流为9A,一共购买了八片,因此制冷片的总功耗为656W,使用输出为1000W功率的电源让负载达到60%左右比较合适。正好某编手里有一台鑫谷昆仑电源,能达到1080W的输出功率,用在这个空调上最合适不过了。

2花钱不手软 装备疯狂买

花钱不手软 装备疯狂买

一般普通空调的制冷功率在1100W左右,而本辣条的制冷片总制冷功率也在656W,虽然只有1P空调的一半,但好在睡的房间不是很大,理论上应该够用了。用过半导体制冷片的人都知道,影响到它的制冷效果的因素除了功率外,还有就是散热,因此在散热系统的打造上,本辣条设计了一个非循环式冷却系统。

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八片半导体制冷片

传统的水冷系统无论分体还是一体,水冷液都仅仅限于内部循环,处于封闭状态下进行导热。而本辣条设计的非循环式冷却系统是将水冷排省去,直接将水管内的水注入水冷头,而后不需要进行循环,直接将热水排放掉(大部分情况下都是收集起来二次使用)。水虽然是是比较容易获取的高比热容液体,但是如果使用循环冷却系统,将导致水温越来越高,并且如果跟空调室外机一样的话,整个系统将面临着更麻烦的水路和需要防水的风扇,大型冷排和高扬程水泵,无疑增加了巨大的成本,因此使用小水流自来水还是比较划算的。水管内的自来水压力非常大,完全不用担心扬程问题。

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水箱兼水泵

在散冷方面,就一定要使用循环式了,DIY常用的水冷排是最好的选择,具有价格低易操作的特点,为了达到最好的效果,本辣条选择了360mm冷排的同时还选择了一体式水箱水泵,能够达到5M的扬程。然而显卡频道的主管吉吉知道本辣条的空调制造计划之后,就又祭出了ZOL祖传360mm纯铜水冷排,这样子冷排数量就达到了两个,理论上散冷效果也会有所增加。

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祖传360mm冷排

水冷头选择的是长度为200mm的M型水道,相对于U型水道有了更大的接触面积,能够让导热介质更充分的传递热量。由于是冷热两面都需要温度传导,因此每组制冷器需要两个冷头,一共四个。至于什么三通啊、宝塔啊什么的就按需求购买吧,算好一共有多少个接口就行,最好能全局脑补一下具体数量。

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350m3/H的滚筒风扇

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M型水道水冷头

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鑫谷昆仑1080W电源

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误差比较大的热电偶传感器

虽然散热采用非循环式冷却系统,但是散冷的话,就需要一个像室内机一样的滚筒风扇了,为了能够更加静音,滚筒风扇只选择了风量为350m3/H规格的,在扇叶两端的轴承上都设置有减震胶环,试运行时候比600m3/H风量的空调室内机安静多了,在购买时候还选择了带调速器的套餐,在温度和噪音之间有一个更平衡的调节。为了能够检测效果,温度计自然是必不可少的东西,还好只要五元钱,一口气买了仨!

3运行试车 震惊结果

运行试车 效果惊人

接下来就可以先进行初步的试机组装了,最先开始的就是制冷模块的组装,只要有DIY基础的人都知道最低的成本的导热方式就是使用硅脂,求助于吉吉这个土豪的时候,眼睛都不眨的甩给我一瓶信越7783,虽然传说效果不错,但真的是难涂的货!

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被稀释了的信越7783

这时候只好使用悟空制作液冷主机时候剩下的硅油了,用来稀释硅脂刚刚好。在对比了数次之后,本辣条选择贴在铣过的那一面,因为看上去纹路比较正常。剩下的工作基本无脑了,用这种高端硅脂涂了4mm*4mm*8的面积之后,我的内心是痛的.....但转念一想,反正不是我的,也就释然了。

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另一个冷头被当成灰板了

装配半导体制冷片的时候,要注意带字的一面为冷面,在导冷水冷头上用马克笔标注C(cold)为冷面。然后用购买的卡扣螺丝锁紧,用手挪动下制冷片,看看是否能被移动,用工具再次锁紧,不必担心大力出奇迹,半导体散热片能够经受得住85N/cm2的压力。

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用力!锁紧!

由于本次是试车,冷面不做散冷处理,热面使用循环式冷却方式,组装过程变得简单了许多。装机经常注意的小伙伴可能知道,显卡的额外供电接口和CPU供电接口都是提供10V和GND的,一个正极对应好一个负极直接插进去就可以了,接通之前先去百度一下接线定义,万万不得反接。

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随便那么一捅就行了

试车的时候只带了一组制冷器,360mm冷排散热器也能比较轻松的应对270W左右的发热。按照理论接好线之后,怀着忐忑的心情短接了电源上的启动线,最明显的就是冷排上风扇灯亮起,紧接着就是水泵的嗡嗡嗡,最害怕的起火冒烟还是没有出现。

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开车!

制冷速度非常之快,几秒钟就能感觉到冷面开始冰手了,为了获得准确的冷面温度,本辣条决定直接将热电偶传感器塞进冷头的菊花里,以获得最核心的温度。最终单冷排的散热功力让制冷模块达到-13℃,理论上如果疏热介质温度能够更低的话,冷面温度也会低一些,虽然暂且不知道制冷量,但是这一次试车总算还没翻车。

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零下12.3℃,已经开始接霜

由于制作半导体空调是个大工程,辣条并不能在短时间内全部完成,本次也只能够让大家看到半导体制冷片的效果了,在下一次,文章中将把最初的设计给还原并完成总装,并根据公式粗略的计算出制冷量,从而判断后期是否需要继续升级。如果有小伙伴对此感兴趣,欢迎通过li.xiang1@zol.com.cn邮箱与辣条取得联系研究讨论。

来源: 中关村在线    时间:2017-08-12

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