Koelmethode Cool Chips doorstaat tests Boeing

Boeing heeft bekend gemaakt dat een nieuwe koelmethode, genaamd Cool Chips, een aantal tests heeft doorstaan. Het nieuwe koelsysteem werkt volgens het zogenaamde principe van 'quantum mechanical electron tunneling'. Het indrukwekkende is dat, naar eigen zeggen, een efficiëntie van zo'n 70 tot 80 procent behaald wordt, terwijl peltiers en conventionele koelsystemen een efficiëntie van respectievelijk 5 tot 8 procent en 50 procent behalen. Daarnaast is het koelsysteem relatief goedkoper en is door de hoge efficiëntie een enkel paneel van 2 bij 2 inches (5.08 cm) voldoende voor airconditioning van een kleine woonkamer. De tests zijn uitgevoerd door het onderzoeks- en ontwikkelingscentrum Boeing Phantom Works, in samenwerking met Cool Chips PLC, een dochteronderneming van Borealis Exploration Limited (BOREF). De tests hebben uitgewezen dat het werkingsprincipe van het koelsysteem klopt en dat verder onderzoek en ontwikkeling nodig is.

Cool Chips zijn een soort van vacuüm diodes die warmte van de een 'warme' kant naar een 'koude' kant transporteert. Dit warmtetransport wordt bereikt door uitwisseling van electronen met lage energie, van het element, met electronen met hoge energie, van het te koelen oppervlak. Doordat de Cool Chip en het te koelen oppervlak geen contact maken, vindt er geen uitwisseling van electronen in de omgekeerde richting plaats, en neemt de totale energie van het te koelen materiaal af. De technologie is solid-state, werkt geruisloos en maakt geen gebruik van milieu-onvriendelijke materialen of vloeistoffen. Als toepassing van het koelsysteem noemt het bedrijf onder andere processorkoeling. Doordat de Cool Chips kleiner en lichter zijn dan bestaande koelsystemen, zijn ze zeer geschikt voor het koelen van electronica in de lucht- en ruimtevaart:

Cool Chips are a form of vacuum diode that pumps heat from one side of the chip to the other to provide localized cooling and refrigeration. The technology is solid state and operates silently without the use of motors or environmentally unfriendly fluids.

Because they are smaller and lighter than competing technologies, and promise greater efficiency, Cool Chips have potential applications for thermal management in aircraft and spacecraft, where size, weight and power requirements are at a premium. Such applications include the cooling of avionics, sensors, environmental air and galleys.

Reacties (76)

[Verwijderd]

hier directe link: http://www.coolchips.com/index.shtml

[spacy]

Cool, airco in de auto, de zomer staat zo goed als voor de deur, dus dit komt mooi op tijd

maar als 1 chip in een normale kamer genoeg is om te koelen, dan is 1 chip op de cpu genoeg om die kamer ook op te warmen ??

[jesternl]

Toch zal, lijkt me, een cooler hiervan gemaakt nog altijd te complete die moeten beslaan. Maar het feit dat het ding geruisloos is vind ik wel enorm goed.

[Felicia]

Dat klopt inderdaad ook wel, maar als je met een plaatje van net iets meer als 5 cm2 een hele kamer kan koelen dan kan je met een net zo groot plaat je ook een processor koelen. Wie zegt ook dat die dingen niet groter gemaakt kunnen worden om nog meer te koelen

Misschien is het ook niet een id om dat ding omgekeerd te gebruiken. Dus zonne energie van buitenaf (= warmte) gebruiken om een huis te verwarmen...

[onno2]

Dit is een van de mooiste uitvinding die ik te horen kreeg dit jaar.
De normaal gesproken air-conditioned servers , kan misschien met een wat grotere kast gekoeld worden met deze dingen. Ook koel je alleen alles in de kast en niet de gehele ruimte, wat erg veel energie bespaard!

[Makkelijk]

Nee, want een airco kan de warme lucht die aan de warme kant van zo'n blokje ontstaat lozen, naar buiten... Je zult de kast ook nog met de buitenwereld moeten verbinden in dit geval. Dat kan nú ook al, door de warme lucht direct met buizen van kast naar buiten te vervoeren. Maar die buizen én de kast gaan warmte afstaan. En dat blijven ze doen, want de warme lucht van de processor gaat naar de andere kant van het blok. Juist, in de kast. En dus ben je net zo ver als nu eigenlijk . 'T is alleen een vervanging voor peltiers dus (want peltiers zijn nógal duur in stroomverbruik.) En servers gebruiken niet eens peltiers .

FF kort gezegd. Als je iets koelt gaat de warmte altijd ergens heen. Ook met dit systeem, hij gaat alleen naar de andere kant van het blokje
En het BLOKJE is misschien wel geluidsloos, maar je hebt toch echt ventilatoren nodig om de warme lucht af te voeren...

[CARman]

'T is nog steeds een paneel van 2 bij 2 inches, dat is dan nog altijd ruim 25 cm2, ipv 5 cm2. Neemt niet weg dat het nog steds een klein oppervlak is

[Verwijderd]

wat dacht je ervan om je kast van dat materiaal te maken joh
koude kant binnen natuurlijk. Foi wat gebeurt er dan wel niet met je onderdelen word het alleen wel gloeiend heet in je kamer maar toch.


Hoewel de prijs nog niet bekend is zou een kleine blik in de toekomst niet lelijk zijn.

[Verwijderd]

hmm het is net zo geruisloos als een peltier element he alleen is deze veel beter en heeft geen actieve koeling nodig

wel leuk bericht alles is beter dan het eerst was alleen zal nog wel iets kosten

leuk voor cpu's en airco's of een diepvries (ik weet niet of die zoveel warmte kan verplaatsen)

[kareltje21]

Dat hier geen actieve koeling nodig is is niet gezegd.

Wat dit ding kan is warmte verplaatsen. Daarmee is niet gezegd warmte laten overgaan naar een ander medium. Als de warmte niet wordt afgestaan van het element aan de lucht lijkt het me dat je op een gegeven moment of geen verplaatsing meer hebt of dat de warme zijde van het element gloeiend heet moet worden.

In het tweede geval zal je dan toch iets van actieve koeling nodig hebben.

[PowerFlower]

Dat is wat mijn boerenverstand me in eerste instantie ook al zegt. Wel mooi dat de onderkant van zo'n plaatje ijskoud is, maar de bovenkant wordt dan gloeiend heet en dat moet alsnog afgevoerd worden (zo snel mogelijk je kast uit). Maar als die warme kant het aan kan om ontzettend warm te worden, en je een "tunnel" naar buiten maakt die goed geisoleerd is, is daar imho niet zo veel voor nodig, klein fannetje oid

[MadMarky]

Leuk chipje, maar hoe gaat de hete kant van de chip gekoeld worden? Als er zovel warmte op zo'n klein oppervlak onttrokken wordt(bijv. van een processor), hoe warm wordt de andere kan dan wel niet?
Natuurlijk is de oppervlakte van de chip wel wat groter als de core van m'n athlon, maar de waterkoeling zal toch nodig blijven om het chipje koel te houden...

[Verwijderd]

Leuk chipje, maar hoe gaat de hete kant van de chip gekoeld worden? Als er zovel warmte op zo'n klein oppervlak onttrokken wordt(bijv. van een processor), hoe warm wordt de andere kan dan wel niet?

Dat was nu juist het probleem met peltiers. Met dit ding zou dat mee moeten vallen.

[Verwijderd]

jah omdat een peltier de warmte verplaatst maar nog wel vlak tegen elkaar zit moet je nog steeds de warmte snel afvoeren naar de lucht
bij water koeling moet dit uit eindelijk ook
alleen deze heeft het mooie dat ze geen contact maken en de warmte dus niet via een vast materiaal weer terug naar bv de cpu kan stromen (en vaste stof geleid warmte vaak erg goed (er zijn ook stoffen die dat heel slecht geleiden (zie tegels onder space shuttle))

Als er nou eens iets was dat de warmte omzet in elektrische energy ofzo dan hoefde dat ook niet meer dat afvoeren via lucht

oops dat bestaat dus ook al
http://www.powerchips.gi/index.shtml van link op de coolchips site hehe die gasten maken alles
met zoiets zou je de hitte ook nog kunnen afvoeren via een koperdraadje als elektrische energie

ik dacht dat de stof die het peltier element heeft dit kon (er zat ook deze stof in een voeler voor de waakvlam van een cv ketel deze regelt daar een sluis die dicht gaat als de waakvlam uit gaat (thermokoppelspoel )(andere komt het huis vol met aardgas))
maar ik kan dit ook fout hebben (kan ook iets zijn dat beter gaat geleiden bij warmte ofzo)

owja dit is de stof die ik bedoel
Bismuth Telluride (Bi2Te3)

[aTmosh]

Leuk chipje, maar hoe gaat de hete kant van de chip gekoeld worden?

Gewoon zoals voorheen, aangezien er nog steeds net zo veel warmte afgevoerd moet worden als de CPU core afgeeft (plus element verbruik) zit je nog net zo vast aan een HSF.

De truuk is aangezien in principe dat ding veel minder eigen hitte toevoegt en bovendien efficiënter moet zijn omdat hitte nauwelijks terugvloeit via het element zelf, je waarschijnlijk een veel minder grote HSF nodig hebt dan bij een Peltier.

Als er zovel warmte op zo'n klein oppervlak onttrokken wordt(bijv. van een processor), hoe warm wordt de andere kan dan wel niet?

Warmer dan 'normaal', maar (veel) minder warm dan bij een Peltier. Hoeveel precies is moeilijk te zeggen, dat blijft afwachten. Het komt er wel op neer dat er waarschijnlijk een iets grotere HSF nodig is dan bij standaard luchtkoeling.

Natuurlijk is de oppervlakte van de chip wel wat groter als de core van m'n athlon, maar de waterkoeling zal toch nodig blijven om het chipje koel te houden...

Het ligt voor de hand dat ze het element kleiner maken voor een CPU koeler, immers zou dit vele malen zo efficiënt moeten zijn als een Peltier b.v. Het kan echter wel zo zijn dat als je al waterkoeling gebruikt zonder Peltier je een lagere temperatuur kan bereiken, of CoolChip i.p.v. Peltier je de waterkoeling niet meer nodig hebt (tenzij voor nog extremer overklokken ).

Let wel dat dit een in Gibraltar gevestigd bedrijf is die aan het vissen is naar investeerders, dus een beetje voorzichtigheid is wel geboden. Ze hebben die 80% efficiëntie alleen als theoretische waarde gesteld en is alleen nog het electron tunnel principe getest, niet het koelen, efficiëntie daarvan of commerciële haalbaarheid in het algemeen.

Het zal volgens mij als ze dit echt van de grond krijgen nog wel een jaartje of 2-3 duren voordat je aan een CPU koeler mag denken. Tegen die tijd is een heatpipe achtig systeem misschien al lang en breed (beter) uitontwikkeld, wie weet.

[Mentalist]

Doordat de Cool Chip en het te koelen oppervlak geen contact maken,

Als het ding geen contact maakt met de processor, zit de core dan "bloot" in de computer? Dan moet dat systeem wel heel snel kunnen opstarten, want een amd processor zonder heatsink houd er in een paar sec mee op dan... (nofi hoor, tis nu eenmaal zo)
Of moet er dan toch nog een heatsink op de cpu

[Interstice]

Neee klopt niet. Ze bedoelen dat het koude deel en warme zo van elkaar gescheiden zijn dat het warm wordende deel zijn warmte niet terug kan geven aan het koele deel van de chip.

Dus je plaatst het koele deel van de chip op je cpu, en als een ventiel gaat het dan naar het warme deel maar kan niet terug. dat bedoelen ze met dat "Het te koelen oppervlak" en de (chip/cpu) los van elkaar zitten.

[Tadango]

Geen geleiden contact voor STROOM, wel Warmte natuurlijk.

[Verwijderd]

niet geleident voor warmte toch echt, het is een isolator, maar dan eenwegs, zoals je kan zien in de pic

[nAFutro]

gelukkig staat mijn heatsink niet onder stroom
het gaat over de warmte daarom is ook voor een rode kleur gekozen als warm en blauw als koud, dit systeem zorgt ervoor dat de onderkant van de cool chips koud is en dat het geen warmte van de bovenkant kan ontvangen

[BaatZ]

Goed bezig herman!
10 van die chippies in je huis en je hoeft niet meer bang te zijn voor +40 graden in de zomer
Ook fijn voor de overclockers onder ons natuurlijk, handig om je glas op te plaatsen op een terrasje, leuk voor minikoelkastjes en ga zo maar door.

Ik ben alleen nog benieuwd naar het stroomverbruik van deze apparaatjes, zou het net zo hoog zijn als bij conventionele koel-elementen zoals in koelkasten en zo, of is het verbruik net zo klein als de omvang ???

[Pooh]

...een efficiëntie van zo'n 70 tot 80 procent behaald wordt, terwijl peltiers en conventionele koelsystemen een efficiëntie van respectievelijk 5 tot 8 procent en 50 procent behalen...

Dat betekent dus dat bij gelijke hoeveelheid koeling (warmtetransport), er een stuk minder energie nodig is. Dus is het stroomverbruik een stuk lager.

Lijkt me dat het stroom verbruik laag is....
want als er in zo'n klein ding erg veel stroom zou worden verbruikt, wordt ie alleen maar onnodig heet

Dat is dus niet waar. Een peltier bijv. wordt inderdaad 'onnodig warm' door zijn lage efficientie, maar daar valt niet aan te ontkomen.

[Verwijderd]

Lijkt me dat het stroom verbruik laag is....
want als er in zo'n klein ding erg veel stroom zou worden verbruikt, wordt ie alleen maar onnodig heet

[henk jansen]

en word ie niet voor de ruimte vaart gebruikt waant daar moeten ze zo zuinig mogelijk doen met de energie van zonnepannelen

[Ali G]

't klinkt goed maar hoeveel gaat het kosten?

[Verwijderd]

Daarnaast is het koelsysteem relatief goedkoper

uit de text

relatief goedkoper als dat heatsinks+fans zijn of dat peltiers+heatsinks+fans of +vloestof koeling zijn

wat het precies gaat kosten is natuurlijk niet te zeggen
ze zijn niet alleen bezig om procs te koelen bij Boeing, maar vooral met motoren etc.
In general is het dus goedkoper.
en dat is mooi

[nAFutro]

veel

is het koelsysteem relatief goedkoper door de hoge efficiëntie

relatief goedkoper, dit zegt dus niet dat het goedkoper is. misschien is het wel 10x zo duur maar als het dan meer opbrengt kun je altijd nog zeggen relatief goedkoper

[schizofreen]

Marginal cost of Cool Chips, in production, could be
as low as pennies per watt capacity

dit staat op de website van coolchip, begrijp ik dus dat de productiekosten voor, zeg een 50 watt element, 50 pennies neergelegd moeten worden?

[Verwijderd]

Hoe bereken je het rendement van een koelmethode? Als het aan de hand van ingaande en verplaatste hitte oid gaat, dan werkt passief koelen rendements gezien het beste (error 405: deling door nul )
BDW: Dit ding doet me aan een transistor denken (1 way traffic).

[Mammoth]

Ik denk dat ze het berekenen op basis van de toevoer van warmte-energie en de hoeveel warmte-energie er verplaatst wordt.

Beter gezegd, de temperatuur (of energie-niveau) wordt gemeten zonder de extra passieve koeling (want een processor zonder iets erop wordt toch ook passief gekoeld), en de temperatuur met de koeler wordt gemeten. En met die info kunnen ze dan de efficientie meten.

Als dit niet zo is, reageer dan aub hierop zodat ik er ook van kan leren. BVD

[Verwijderd]

Het rendement van een koelmethode bepaal je door het te vergelijken met het ideale geval, het Carnot-rendement. Hiervoor geldt de volgende Coefficient Of Performance: 1/[T(hot)/T(cold)-1]
De COP van de werkelijke situatie is dan de koellast delen door de ingaande arbeid. In dit geval de warmtestroom die wordt afgevoerd delen door de elektrische energie die verbruikt wordt.
Door nu de werkelijke COP te delen door de ideale krijg je het rendement tov carnot.

hmm, ik zie net dat het ook allemaal wel op die site staat http://www.coolchips.com/technology/ccalc.shtml

[demonite]

een diode.... zoals ook al in het artikel staat

[Verwijderd]

Ja, bedoel ik, maar dan ook de one way eigenschap van een diode maar dan in warmteoverdracht ipv stroom.

[Verwijderd]

dus ze hebben eigelijk een zeer efficente peltier gemaakt. Maar dat neemt niet weg dat dat ding ook zijn warmte kwijt moet.
Toch?

[Fairy]

Voordeel van transport is dat je het kunt begeleiden naar een andere plaats (buiten de kast) en dan met een heeel groot koelblok en een hele grote fan op hele lage toeren kunt koelen. Das dus ideaal voor stille koeling

[Verwijderd]

je hebt volkomen gelijk, het is eigenlijk niet meer dan een efficiente peltier en wat het betekend is dat we weer ff verder kunnen, maar ook nu zullen we tegen een grens aan lopen en dit weer met water gaan koelen etc etc

[ArieProductions]

Ooit iets gelezen over een string van Polymeren die slechts een richting op hun energie konden afvoeren, door wel of niet trillen.
(Wetenschap bijlage van de NRC)
Misschien heeft dat iets met deze techniek te maken

[Verwijderd]

Ja, er is op tweakers ook al eens eerder wat over geweest, het princiepe van een eenwegs warmte pomp is al gedemonstreerd op de afgelopen CeBit in Hanover

[aTmosh]

.. string van Polymeren die slechts een richting op hun energie konden afvoeren ..
Misschien heeft dat iets met deze techniek te maken

Nee, het principe berust op een laag vacuum (of niet geleidend materiaal) die met behulp van een potentieel het overspringen van electronen vergemakkelijkt, van koude (CPU) naar warme (HSF) kant. Door diezelfde potentieel kunnen de 'warme' (energierijke) electronen niet meer terugspringen en hun energie afgeven wat bij een Peltier in bepaalde mate wel het geval is (of preciezer gezegd moet er een veel grotere potentieel opgewekt worden om terugmigratie te voorkomen waardoor dat zelf extra opwarming veroorzaakt).

De vraag is alleen hoe ze de toegevoegde hitte aan de koude kant op gaan lossen, er moeten immers weer electronen 'bijgevuld' worden, en als die uit dezelfde batch komen die zojuist overgesprongen is zijn die nog steeds behoorlijk energierijk. Misschien moet er een stroomnetje door de hele HSF of zo. Op papier een mooi principe maar hoe efficiënt het gemaakt kan worden is weer iets anders.