여름을 시원하게 - 쿨러 이야기 #2 ::: bcpark.net

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여름을 시원하게 - 쿨러 이야기 #2

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여름을 시원하게 - 쿨러 이야기 #2

	2002.07.09

지난 구매가이드로 좋은 쿨러를 고르는 요령을 어느 정도 아셨는지요? 이번에는 그 다음의 이야기입니다. 좋은 쿨러의 조건을 다시 한 번 알아보도록 하겠습니다.

오버클럭하면 가장 먼저 떠오르는 것이 무엇일까요? 기본적으로 펜티엄4 1.6A 같은 오버클럭이 잘 되는 CPU가 있어야 할 것이고, 오버클록에 강하다는 메인보드와 그래픽카드, 그리고 메모리도 필요할 것입니다. 이와 함께 꼭 챙겨야 할 것이 바로 CPU 쿨러입니다.


» 다양한 쿨러들. 최고의 냉각효과를 얻기 위한 노력의 산물입니다.

좋은 쿨러가 오버클록의 성공을 좌우한다는 말이 나올 정도로 쿨러의 중요성은 남다릅니다. 반드시 오버클록을 하지 않더라도, CPU클록이 높아지는 지금 효과적인 발열의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않습니다.
보통 히트싱크라고 불리는 방열판에 팬을 달아서 CPU의 온도를 식히는 것이 가장 기본적인 쿨러의 형태입니다.

하지만 아이스 쿨러라는 획기적인 쿨러가 나오면서 기본적인 쿨러에 관한 생각을 싹 바꾸어 놓았습니다. 펠티어소자라고 불리는 것에 전류를 흘리면 그 면이 차갑게 느껴집니다. 보통 도체에 전류가 흐르면 저항 때문에 온도가 올라간다는 기본 상식을 깨버렸기 때문에 더욱 신기해 보일 수밖에 없습니다. 그렇기에 아이스쿨러의 원리에 관한 질문도 참 많이 받았습니다. 이번 기회에 아이스쿨러의 모든 것을 알아보기로 하지요.
도체에 전류를 흐르게 하면 줄열의 법칙에 의해 온도가 올라가게 됩니다. 물론 도체라고 해도 그 저항 값이 다르기 때문에 똑같은 양의 전류를 흘려도 온도가 다르게 변합니다. 기본적으로 도체에 전류를 흘리면 온도가 올라간다는 법칙은 성립합니다.

그렇다면 펠티어소자라고 불리는 것은 이 법칙에 어긋난다는 것일까요? 결론은 그렇지 않다는 것입니다. 펠티어소자는 하나의 원소로 이루어진 도체가 아니라 2가지 이상의 도체가 합쳐진 결합물입니다. 펠티어소자의 원리는 거창하게 보일지는 모르지만 사실은 아주 간단합니다. 이제부터 펠티어소자에 대해 알아보도록 하겠습니다.

펠티어소자는 그럼 어떤 원리로 동작을 하기 때문에 전류가 흐르면 온도가 낮아지는 것일까요? 펠티어소자로 가장 많이 쓰이는 안티몬-비스프스 펠티어소자를 예로 들어 보도록 하지요.

그림A와 같이 안티몬 A와 비스프스 B를 접합하여 A에서 B의 방향으로 전류를 흘리면 접합점 C에서 발열합니다. 반대로 이 반응은 비가역반응도 성립합니다. 역으로 그림B와 같이 B에서 A방향으로 전류를 흘리면 접합면 C에는 주위의 열을 흡수합니다.

이와 같이 종류가 서로 다른 두 금속을 접합하여 그 접합면에 전류가 흐를 때 생기는 열 발생이나 열 흡수 현상을 펠티어효과(Peltier Effect)라고 합니다.
조금 더 자세히 말하면 금속과 n형 반도체 또는 금속과 p형 반도체를 접합하여 그림 방향으로 전류를 흘리면 한쪽에는 열을 흡수하는 냉각면이 되고 다른 쪽에는 열을 발생하는 발열면이 되므로 필요에 따라서 어느 쪽 이라도 선택하여 쓸 수 있습니다.

펠티어소자는 n형 반도체와 p형 반도체만 접합한다면 누구든지 만들 수 있습니다. 하지만 효율성에 문제가 되기 때문에 비스프스와 안티몬이 가장 많이 쓰입니다.

이런 펠티어효과는 생각보다 우리 생활에 아주 많이 쓰이고 있습니다. 펠티어효과를 이용하면 냉각, 가열 등의 자동 온도 조절이 매우 쉬워 전자 냉동 장치(항온조)에 이용되고 있습니다. 냉동장치라고 하면 컴프레서와 압축기, 응축기, 여과기, 증발기 등으로 구성된 일반적인 냉동장치를 쓰지 않고 펠티어효과의 흡열 반응과 발열 반응을 이용해 온도를 낮추거나 높이는 것입니다.

쿨러의 히트싱크에서 CPU와 접촉하는 면에 펠티어소자를 붙여 쿨러로 쓴다면 CPU의 열이 좀더 낮아지지 않을까 하는 해서 만들어진 것이 바로 아이스쿨러입니다. 펠티어소자를 쓴 쿨러는 성능은 당연히 뛰어납니다.

하지만 치명적인 단점이 있습니다. 흡열 반응이 일어날 때 온도차 때문에 펠티어소자의 표면에 수증기가 생길 수 있다는 것이죠. 만일 메인보드에 수증기가 맺혀 이슬이라도 생긴다면 CPU는 물론 메인보드에 치명적인 영향을 미칠 수 있습니다. 펠티어소자를 쓴 아이스 쿨러를 쓴다면 가장 조심해야 하는 문제입니다. 열을 낮추는 것도 좋지만 그보다 더욱 중요한 CPU를 망가트리는 어리석음을 범해서는 안되기 때문입니다.