Ни для кого не секрет, что высокое быстродействие современных компьютеров имеет свою цену: они потребляют огромную мощность, которая рассеивается в виде тепла. 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, 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. Мы привыкаем к всё более высоким температурам процессора, чипа видеокарты и других компонентов компьютера. Некоторые современные жёсткие диски также разогреваются до заметных температур.

Большинство компьютеров оборудуется охлаждением по принципу минимизации стоимости: устанавливается один, два шумных корпусных вентилятора, процессор оборудуется штатной системой охлаждения. Такой подход имеет право на жизнь: охлаждение получается достаточным, дешёвым, но очень шумным. Существует другая крайность - сложные технические решения: жидкостное (обычно водяное) охлаждение, фреоновое охлаждение, специальный алюминиевый корпус компьютера, который рассеивает тепло по всей своей поверхности (по сути, работает как радиатор).

1. Виды охлаждения

охлаждение компьютер радиаторный

Есть три вида систем охлаждения:

џ радиаторное;

џ воздушное охлаждение;

џ жидкостное охлаждение;

Следует указать, что все эти три класса объединяет одно, в основном тепловая энергия проходит непосредственно от самого охлаждаемого элемента через термопасту на металлическую плитку, с которой эта энергия рассеивается одним из выше перечисленных способов, а термопаста является одним из важнейших элементов любой С.О., потому что без неё тепло не передастся на плитку и заданный элемент охлаждаться не будет. Ещё следует следует заметить, что в практике немало комбинаций этих классов, таких как: радиатор и вентилятор, радиатор и тепловые трубки.

Радиаторные

Чаще всего они представляют собой металлическую пластину с большой теплопроводностью, на которой перпендикулярно припаяны металлические рёбра, Т.о. конструкция монолитна, подвижных узлов не имеет, и, как описано выше может комбинироваться с устройствами других классов, в основном используются только они. Изготавливаются радиаторы из меди, алюминия и других композитных материалов. На сегодняшний день применение радиаторов становится всё менее эффективным, потому что охладить даже самые простые и дешёвые процессоры или видеокарты при помощи радиаторов не представляется возможным. Именно поэтому чаще всего они охлаждают второстепенные компоненты, наименее нуждающиеся в охлаждении. Радиаторные системы

1. В первую очередь - это линейные размеры, т.е. длина, ширина, высота.

2. Металл - в основном алюминий, медь. Их теплопроводность.

3. Площадь рассеивания тепловой энергии в квадратных сантиметрах. Это площадь граней всех рёбер. На рисунке 1.1 изображена радиаторная система.

4.

Рис. 1.1 Радиаторная система

По конструкции делятся на три типа:

1. С постоянным сечением воздушного канала

Как видно на изображении рёбра радиаторов прямые и пространство между ними тоже.

2. С переменным сечением канала

Увеличивается площадь поверхности теплообмена благодаря изгибам рёбер. Это наиболее эффективный вид радиаторов.

3. Штыревые

Расчеты и практика показывают, что штыревые радиаторы имеют более высокую эффективность по сравнению с обычными радиаторами с постоянным сечением канала. Эффективность штыревого радиатора, в зависимости от конкретных условий, в 1,5-2 раза выше, потому что таким образом увеличена площадь теплообмена радиатора.

Воздушное охлаждение

Этот класс представлен специальными вентиляторами с лопастями соответствующей формы. В ПК могут использоваться для всех охлаждаемых компонентов, но в основном это в комбинации с радиатором для более эффективного охлаждения. Штатный кулер с радиатором для сокета LGA 775 для ПК с процессорами Intel. Лопасти приводятся в движение при помощи двигателей разных типов и конструкций. Кулеры не потребляют много энергии и стоят довольно дёшево. Но в минусы таких систем может входить высокий уровень шума.

1. Так как это вентиляторы, то одной из ключевых характеристик является количество оборотов в минуту.

2. Производительность вентилятора можно измерить в количестве подаваемого воздуха в минуту, т.е. в кубических метрах / дециметрах за определённое количество времени. Или количество рассеиваемой тепловой энергии.

3. Уровень шума, измеряемый в децибелах. Так как используются в подшипниковые двигатели, то следует указать тип подшипника:

Подшипник качения - имеют целый ряд преимуществ - меньшие потери на трение, большая долговечность, большая развиваемая скорость вращения, имеет большой срок службы 50 000-100 000 часов.

Подшипник скольжения - дешевизна, простота изготовления, малая восприимчивость к механическим воздействиям. Двойной подшипник качения - характеризуется средним уровнем шума, имеет большой срок службы 60 000-120 000 часов. Гидродинамический подшипник - характеризуется низким уровнем шума и долгим сроком службы до 150 000 часов. Подвеска на магнитной левитации - характеризуется отсутствием подшипникового узла как такового, по заявлению производителя Sunon трение есть только о воздух.

Также могут комбинироваться подшипники разных типов.

На рисунке 1.2 изображено воздушное охлаждение.

Рис. 1.2 Воздушное охлаждение

Разъём подключения, при помощи которого вентилятор подключаются к материнской плате. Сейчас существует два стандарта подключения - MOLEX и устаревший PC-Plug. MOLEX имеет преимущества - он позволяет управлять скоростью вращения вентилятора (при достаточном охлаждении материнская плата, обладающая такими функциями, может замедлить вентилятор, снизив тем самым шум и потребляемую мощность), измерять скорость вращения вентилятора (если он сам поддерживает такие замеры - содержит датчик Холла). Но на устаревших моделях такие разъёмы могут отсутствовать - это единственный минус. Plug - разъём, через который можно подключить винчестер, оптический привод для CD-дисков, недостаток как раз в его универсальности, поэтому возможности современных кулеров остаются нереализованными - измерение частоты вращения и управление ею невозможны.

4. Вольт - амперные характеристики, потребляемая мощность.

5. Отсутствие или присутствие счётчика оборотов.

6. Используются вентиляторы, выполненные на основе двухфазного вентильного двигателя постоянного тока с внешним ротором. Применение обычного коллекторного двигателя постоянного тока в компьютере недопустимо, он является источником электромагнитных помех и требует систематического ремонта, связанного с механическим износом щеток. Поэтому применяются вентильные двигатели в бесколлекторном варианте исполнения.

7. Двигателя постоянного тока в компьютере недопустимо, он является источником электромагнитных помех и требует систематического ремонта Вольт - амперные характеристики, потребляемая мощность.

8. Отсутствие или присутствие счётчика оборотов.

Используются вентиляторы, выполненные на основе двухфазного вентильного двигателя постоянного тока с внешним ротором. Применение обычного коллекторного, связанного с механическим износом щеток. Поэтому применяются вентильные двигатели в бесколлекторном варианте исполнения.

Воздушное охлаждение или кулеры

Вентиляторы - с ними, чаще всего используется радиатор, тепловые трубки или комбинация того и другого, типовых конструкций нет, разве только сами вентиляторы являются сами по себе типовыми, есть только распространённые модели или линейки, производимые в больших количествах. Штатные кулеры Intel, AMD - наглядный тому пример. Но в любом случае - это кулер с теми или иными характеристиками (линейные размеры, издаваемый шум, тип подшипника и т.д.).

Жидкостное охлаждение

Представлены самым разнообразным перечнем устройств, поэтому следует отметить основной принцип охлаждения. Охлаждение производится за счёт циркулирования жидкости по так называемому контуру охлаждения, т.е. по всей ёмкости, по которой может циркулировать жидкость. Жидкость поступает к охлаждаемому элементу, нагревается или доводится до кипения, затем отводится или конденсируется в области контура, где может стоять радиатор или комбинация радиатора и кулера. Без комбинирования жидкостной С.О. с системами других классов её эффективность резко падает или сводится к нулю.

Жидкость должна обладать высокой теплопроводностью, используются жидкости: чаще всего - дистиллированная вода, часто с добавками, имеющими бактерицидный или антигальванический эффект.

Типовые жидкостные С.О. могут состоять из:

· Помпы - насоса для циркуляции воды;

· Теплообменника (ватерблока, водоблока, головки охлаждения) - устройства, отбирающего тепло у охлаждаемого элемента;

· Специального радиатора для рассеивания тепла охлаждающей жидкости;

· Резервуара с жидкостью;

· Шлангов или труб;

· Контурные тепловые трубы.

Ни одна активная С.О. не обходится термопасты

Жидкостные системы охлаждения

К характеристикам следует отнести:

1. Жидкость, а точнее её теплопроводные свойства, температура кипения и испарения.

2. К характеристикам помпы (насоса) следует отнести количество перекачиваемой жидкости, измеряется литрами в час.

3. Объём резервуара с жидкостью, измеряется в литрах.

На рисунке 1.3 изображена классическая система водяного охлаждения.

Рис. 1.3 Классическая система водяного охлаждения

4. По источнику циркуляции жидкостей, есть два типа:

Конвективные - системы, в которых теплоноситель протекает через нагреватель только за счет тепловой конвекции.

Циркуляционные - системы, в которых для перемещения теплоносителя используется насос.

5. Вольтамперные характеристики, потребляемая мощность.

6. Рассеиваемое количество тепловой энергии.

Основные параметры, по которым можно судить об эффективности кулера:

4. Составление схемы охлаждения для ЦП Core i7

Asetek LCLC - система водяного охлаждения для процессоров Core i7.

Cистема водяного охлаждения (СВО), которая ориентирована на работу с Intel Core i7, и обещает повысить разгонный потенциал новых и без того неслабых процессоров Intel.

Система крепежа водоблока содержит новый элемент крепления, который в паре с задней ответной частью, устанавливаемой с обратной стороны системной платы, совместим с четырехточечным креплением процессоров для сокета LGA-1366. Отмечается, что установка СВО Asetek в корпус очень проста и удобна.

Рис. 3.1. Жидкостная система охлаждения

При этом Asetek LCLC, понижает не только общий уровень шума, обильно придаваемый штатной системой охлаждения воздушного типа, но и снижает температуру 130-Вт процессора Core i7 на 7єС. Водоблок устройства полностью бесшумный. Наработка на отказ составляет 50 тыс. часов.

Рис. 3.2. Принцип работы жидкостного охлаждения

Заключение

Не один компьютер не обойдется без системы охлаждения, как мы выяснили, она необходима практически везде. Все компоненты компьютера охлаждаются различными способами, естественными или с помощью различных систем охлаждения (вентиляторов, радиаторов, кулеров и т.д.) Важно следить за ней с помощью BIOS либо каких либо других программ, для того чтобы не нанести урон другим частям персонального компьютера, могут произойти замыкания или частые зависания всей операционной системы.

Размещено на Allbest.ru