Umm, así como dices, tal vez funcione, pero no creo que consigas bajar más de 2 o 3 grados. Un buen bloque de RL puede tener una delta de unos 2-3 grados (incluso menos) entre la temperatura del agua y la del bloque. Aparte, en tu sistema tienes una resistencia enorme entre la parte fría de la peltier y la cpu.
Como idea me parece estupenda y muy innovadora, pero sinceramente no creo que de resultado. Si tienes tiempo y ganas para experimentar, estupendo, tal vez me esté equivocando y el sistema funcione realmente bien. Como bien dices, en este campo hasta que no se hacen pruebas no se puede afirmar nada, pero sabiendo como van las cosas y habiendo montado varios sistemas con los mismos componentes se puede intuir cual va a ser el funcionamiento de un sistema.
Por cierto, la base que has elegido esta bien para lo que quieres hacer.