Wissenswertes

Was man wissen muss:

Physikalisch
Prozessoren erzeugen beim Betrieb Wärme, welche abgeführt werden muss, damit diese nicht überhitzen. Die hier vorgestellte Wasserkühlung übernimmt diese Aufgabe indem Wasser, welches mittels einer Pumpe zur Zirkulation gezwungen wird zuerst einen aus Wärmeleitendem Kupfer bestehenden Block passiert, der mit dem zu kühlenden Prozessor verbunden ist.
Steigt die Temperatur des Prozessors, so gibt dieser seine Energie in Form von Wärme an den mit ihm verbundenen kälteren Kühlblock weiter wobei also ein Energieaustausch erfolgt (wie dies etwa beim Einschalten des Computers der Fall ist). Dabei sinkt die Temperatur des Prozessors, da dieser Wärmeenergie an den Kühlblock weitergibt während die des Kühlblocks weiter ansteigt, weil dieser die Wärme des Prozessors aufnimmt.
Würde jetzt kein Wasser durch den Kühlblock strömen, glichen sich die Temperaturen des Prozessors und des Kühlblocks aneinander an, bis sie mit der Zeit identisch sein würden.
Wird weiterhin Wärme vom Prozessor erzeugt, steigt natürlich dessen Temperatur und die des Kühlblocks weiter an, bis der Prozessor seine maximale Betriebstemperatur überschreitet und schließlich beschädigt werden kann.
Wird statt dessen nun Wasser (oder irgendeine andere möglichst wärmeleitfähige Flüssigkeit) durch den Kühlblock gepumpt, so gleicht sich die Temperatur des zunächst kühleren Wassers an die des Kühlblocks und die des Prozessors an, wobei also wiederum ein Energieaustausch erfolgt und der Kühlblock sowie auch der Prozessor an Temperatur an das Wasser weitergben, was sie kälter werden lässt. Ab jetzt ist die Kühlung des Prozessors sichergestellt, jedoch müsste man immer weiter ausreichend kaltes Wasser "heranschaffen" und das warme abführen, wie es etwa aus dem Wasserhahn zu erhältlich ist. Dies wäre jedoch zu teuer, sowie auch aus Umweltschutzgründen schwer realisierbar.
Um jedoch dem zu engehen, muss das Wasser auf eine möglichst niedrige Temperatur wieder abgekühlt werden, damit es wieder für diesen Zweck verwendet werden kann, wofür der Wärmetauscher zuständig ist.
Dieser nimmt die Wärme des durch ihn fliessenden Wassers auf und gibt sie an die ihn umgebende Luft wieder ab. Durch den dabei entstehenden Energieaustausch in Form von Wärme zwischen Wasser und Wärmetauscher sinkt die Wassertemperatur, was bedeutet, dass es für diesen Zweck wieder verwendet werden kann.
Anschliessend fliesst es in einen kleinen Sammelbehälter, der gleichzeitig zum Volumenausgleich des Wassers bei steigenden Temperaturen, sowie auch zur Aufnahme der von uns verwendeten Tauchpumpe dient, welche dann das Wasser erneut in den geschlossenen Kreislauf pumpt.
Für die Auswertung
Wir haben bei unseren umfangreichen Messungen eine derart große Zahl an Meßwerten erhalten, dass diese mit normalen Mitteln nicht vernünftig auszuwerten sind. Wir mussten eine Tabellenkalkulationssoftware verwenden (in unserem Fall Microsoft Excel). Eine solche Software ist in fast jedem Office-Paket enthalten. Nicht nur im verbreiteten Microsoft Office, sondern auch in Applixware Office, Staroffice und Word Perfect (dies sind nur einige wenige Beispiele). Gelegentlich werden solche Programme aber auch einzeln angeboten. Sie bieten alle eine Tabellenartige Arbeitsoberfläche auf der Wertetabellen angelegt werden können. Auch kann ein Wert eines Feldes z.B. durch Multiplikation der Inhalte zweier anderer Felder automatisch ermittelt werden. Sind die Werte eingetragen können sie auf verhältnismäßig einfache Weise z.B. grafisch in verschiedenen Diagrammen ausgewertet werden. Den Umgang mit solchen Programmen lernt man nicht in der Schule und wir mussten ihn uns selbst aneignen. Mit der Hand wäre die Auswertung von so vielen Werten zu langwierig.Hier ein Bildscirmausschnitt:
screenshot aus Excel

Für das Verständnis
Das Wasser nimmt die durch den Prozessor erzeugte Wärme beim Passieren des Kühlers auf und gibt sie an den Wärmetauscher wieder ab, welcher sie wiederum an die Luft weitergibt. Danach wird das Wasser in einem kleinen Sammelgefäß aufgefangen und von der Pumpe wieder in den Kreislauf gepumpt. Die Leistung haben wir bestimmt, indem wir das Produkt aus Strom und Spannung genommen haben und davon ausgegangen sind, dass die Gesamte Wärme durch das Wasser abgeführt wird.

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