Автор: Субхангулов И.И. Башкортостан Стерлитамак 2011

Назначение и принцип действия Высокое быстродействие современных компьютеров имеет свою цену: они потребляют огромную мощность, которая рассеивается в виде тепла. Основные устройства центральный процессор, графический процессор требуют собственных систем охлаждения; прошли те времена, когда эти микросхемы довольствовались маленьким радиатором. Новый системный блок оборудуется несколькими вентиляторами: как минимум один в блоке питания, один охлаждает процессор, мало-мальски серьёзная видеокарта комплектуется своим вентилятором. Несколько вентиляторов установлены в корпусе компьютера, встречаются даже материнские платы с активным охлаждением микросхем чипсета. 30°C, 40°C, 50°C, 60°C… Некоторые современные жёсткие диски также разогреваются до заметных температур. Все системы охлаждения используют общий принцип действия: перенос тепла от более горячего тела (охлаждаемого объекта) к менее горячему (системе охлаждения). При постоянном нагреве охлаждаемого объекта, рано или поздно прогреется также и система охлаждения, температура её сравняется с температурой охлаждаемого объекта, передача тепла прекратится это вызовет перегрев. Чтобы этого не случилось, необходимо организовать подвод некоего холодного вещества (воздух или жидкость), способного охлаждать саму систему охлаждения.

Радиаторы Для организации переноса тепла необходимо организовать тепловой контакт системы охлаждения с воздухом. Для этого конструируют различные радиаторы. Очевидно, чем больше площадь теплового контакта, тем интенсивнее передаётся тепло. Используют два метода увеличения площади радиатора: Первый: увеличение площади рёбер при сохранении размера радиатора; оребрение получается более густым, сами рёбра более тонкими. Теплообмен в таком радиаторе улучшается, но растёт его гидравлическое сопротивление: необходимо создать бóльшее давление, чтобы прокачать через радиатор заданный объём воздуха. Для организации переноса тепла необходимо организовать тепловой контакт системы охлаждения с воздухом. Для этого конструируют различные радиаторы. Очевидно, чем больше площадь теплового контакта, тем интенсивнее передаётся тепло. Используют два метода увеличения площади радиатора: Первый: увеличение площади рёбер при сохранении размера радиатора; оребрение получается более густым, сами рёбра более тонкими. Теплообмен в таком радиаторе улучшается, но растёт его гидравлическое сопротивление: необходимо создать бóльшее давление, чтобы прокачать через радиатор заданный объём воздуха. Второй метод: увеличение геометрических размеров радиатора, что позволяет вовлечь в процесс теплообмена больший объём воздуха, также снижается гидравлическое сопротивление радиатора. Таким образом, предпочтительными оказываются радиаторы больших размеров.

Организация воздушных потоков Начиная ещё с систем на базе Intel Pentium II, выпуск которых был начат в 1997 году, внедряется технология охлаждения компьютера сквозным воздушным потоком, направленным от передней стенки корпуса к задней. Обязательно нужно следовать правилу: на передней и левой боковой стенке воздух нагнетается внутрь корпуса, на задней стенке горячий воздух выбрасывается наружу. Начиная ещё с систем на базе Intel Pentium II, выпуск которых был начат в 1997 году, внедряется технология охлаждения компьютера сквозным воздушным потоком, направленным от передней стенки корпуса к задней. Обязательно нужно следовать правилу: на передней и левой боковой стенке воздух нагнетается внутрь корпуса, на задней стенке горячий воздух выбрасывается наружу.

Жидкостное охлаждение

Охлаждение ЦП Центральный процессор системы - важнейший элемент вашего персонального компьютера, требующий серьезного охлаждения и комфортных условий рабочей среды. Именно поэтому покупка системы охлаждения представляется важной задачей, возникающей перед пользователем. Рассмотрим следующие параметры и характеристики систем охлаждения, от которых зависит производительность их работы: - тип системы охлаждения, - материал радиатора, - скорость вращения вентилятора, - уровень шума, - размер вентилятора, - тип подшипника, - габариты и вес системы, - тип соединения. Рассмотрим следующие параметры и характеристики систем охлаждения, от которых зависит производительность их работы: - тип системы охлаждения, - материал радиатора, - скорость вращения вентилятора, - уровень шума, - размер вентилятора, - тип подшипника, - габариты и вес системы, - тип соединения.

Тип системы охлаждения Существует два основных принципа: водяное (СВО) и воздушное. Первый тип функционирует за счет жидкости. Принцип работы прост: благодаря мощной помпе вода циркулирует по шлангам СВО и попадает в водоблоки, установленные на охлаждаемом устройстве, после чего перемещается в радиатор, где и остужается с помощью одного или двух кулеров. Второй тип охлаждения - воздушный, осуществляемый, соответственно, посредством движения воздушных масс в районе нахождения остужаемого устройства. Существует два основных принципа: водяное (СВО) и воздушное. Первый тип функционирует за счет жидкости. Принцип работы прост: благодаря мощной помпе вода циркулирует по шлангам СВО и попадает в водоблоки, установленные на охлаждаемом устройстве, после чего перемещается в радиатор, где и остужается с помощью одного или двух кулеров. Второй тип охлаждения - воздушный, осуществляемый, соответственно, посредством движения воздушных масс в районе нахождения остужаемого устройства.

Тип системы охлаждения Здесь следует выделить два подтипа: активное и пассивное охлаждение. В первом случае снижение температуры девайса достигается путем вращения лопастей вентилятора, который направляет воздух к радиатору или непосредственно к устройству. Пассивное охлаждение - наличие одного лишь радиатора, который отводит тепло от девайса и рассеивает его внутри корпуса компьютера. Наиболее распространенный и доступный вариант системы охлаждения центрального процессора - воздушный активный тип. Здесь следует выделить два подтипа: активное и пассивное охлаждение. В первом случае снижение температуры девайса достигается путем вращения лопастей вентилятора, который направляет воздух к радиатору или непосредственно к устройству. Пассивное охлаждение - наличие одного лишь радиатора, который отводит тепло от девайса и рассеивает его внутри корпуса компьютера. Наиболее распространенный и доступный вариант системы охлаждения центрального процессора - воздушный активный тип.

Материал радиатора Наиболее подходящий вариант, обеспечивающий достижение оптимальных температур - медь, которая обладает отличной теплопроводностью. Не стоит отказываться и от алюминиевых аналогов, которые также весьма и весьма эффективны. Для достижения эстетики и зрелищности пластины радиатора покрывают различными составами (никелировка, хромирование ), что практически не снижает КПД системы охлаждения, а напротив, подобный ход производителя лишь улучшает внешний вид устройства. Наиболее подходящий вариант, обеспечивающий достижение оптимальных температур - медь, которая обладает отличной теплопроводностью. Не стоит отказываться и от алюминиевых аналогов, которые также весьма и весьма эффективны. Для достижения эстетики и зрелищности пластины радиатора покрывают различными составами (никелировка, хромирование ), что практически не снижает КПД системы охлаждения, а напротив, подобный ход производителя лишь улучшает внешний вид устройства.

Скорость вращения вентилятора Характеристика, от которой зависит эффективность работы всей системы охлаждения. Измеряется представленный параметр сочетанием «об/мин» (оборотов в минуту), и чаще всего встречается диапазон от 1000 до Некоторые кулеры оснащены автоматическим регулятором скорости вращения: специальный термощуп замеряет температуру рабочей среды, в зависимости от которой осуществляется построение работы системы охлаждения. Характеристика, от которой зависит эффективность работы всей системы охлаждения. Измеряется представленный параметр сочетанием «об/мин» (оборотов в минуту), и чаще всего встречается диапазон от 1000 до Некоторые кулеры оснащены автоматическим регулятором скорости вращения: специальный термощуп замеряет температуру рабочей среды, в зависимости от которой осуществляется построение работы системы охлаждения.

Уровень шума и размер вентилятора Показатель важный не для комплектующих персонального компьютера и его центрального процессора, а для вас лично. Речь идет о количестве децибел, сопровождающих работу системы охлаждения. Оптимальный вариант - до 20 Дб. Средний уровень шума - от 20 до 30 Дб. И, наконец, крайне непривлекательный показатель - более 30 Дб. Показатель важный не для комплектующих персонального компьютера и его центрального процессора, а для вас лично. Речь идет о количестве децибел, сопровождающих работу системы охлаждения. Оптимальный вариант - до 20 Дб. Средний уровень шума - от 20 до 30 Дб. И, наконец, крайне непривлекательный показатель - более 30 Дб. Если речь идет о корпусном кулере, то наиболее распространенными вариантами являются роторы с размерами 80x80 мм и 120x120 мм. Реже встречаются кулеры 92x92 мм, 140x140 мм, а также вентиляторы менее 70x70 мм, размер которых кратен десяти.

Тип подшипника Следует отметить два наиболее распространенных варианта: «Sleeve» (подшипник скольжения) и «Balt» (шариковый подшипник). Более предпочтительным выглядит второй вариант, так как шариковые подшипники обладают долгим сроком службы и отличной функциональностью в отличие от подшипников скольжения, которые могут выйти из строя из-за высыхания смазки, да и срок полезного использования у этого варианта гораздо менее продолжителен. Следует отметить два наиболее распространенных варианта: «Sleeve» (подшипник скольжения) и «Balt» (шариковый подшипник). Более предпочтительным выглядит второй вариант, так как шариковые подшипники обладают долгим сроком службы и отличной функциональностью в отличие от подшипников скольжения, которые могут выйти из строя из-за высыхания смазки, да и срок полезного использования у этого варианта гораздо менее продолжителен.

Охлаждение видеокарт Для охлаждения современных производительных графических процессоров применяют большие радиаторы, медные сердечники систем охлаждения или полностью медные радиаторы, тепловые трубки для переноса тепла к дополнительным радиаторам. Обычно вентиляторы систем охлаждения видеокарт лишь перемешивали воздух внутри системного блока, что не очень эффективно, с точки зрения охлаждения всего компьютера. Лишь совсем недавно для охлаждения видеокарт стали применять системы охлаждения, которые выносят горячий воздух за пределы корпуса.

Термопаста Теплопроводная паста (термопаста) – пластичное вещество с высокой теплопроводностью, используемое для уменьшения теплового сопротивления между двумя соприкасающимися или близко расположенными объектами.