Системе охлаждения системного блока компьютера

 
3.  Криогенные системы (фреон)

 
   Эти системы отличаются от гидрогенных только тем, что в качестве теплоносителя вместо воды используется термальный агент — фреон. Соответственно, контур полностью и обязательно герметичен, а насос и теплообменник отличаются улучшенным качеством.  
 
            4.  Аэрогенные системы с элементами Пельтье (воздух)

 
   Элемент Пельтье — это небольшая пластинка, играющая роль «прокладки» между кристаллом процессора и кулером. Не вдаваясь в физические основы явления Пельтье, можно отметить, что эта пластинка позволяет поддерживать разность температур сторон пластинки в районе 40°C при отдаваемых кристаллом процессора десятках ватт тепла. Компания Ultra Products представила уникальное решение для охлаждения центрального процессора – кулер TEC, который, помимо стандартных на сегодня радиатора и теплопроводящих трубок, оснащается элементом Пельтье.

                                            Рис. 2.2.

Основные характеристики кулера TEC от Ultra Products рис. 2.2.: 
- поддержка процессорных разъёмов: Intel Socket 775, AMD Socket AM2/754/939/940; 
- размеры кулера:128x104x147мм; 
- размеры алюминиевого радиатора: 90х90х160 мм; 
- размеры вентилятора: 92х92х25 мм; 
- скорость вращения вентилятора: 2000 об./мин, 2400 об./мин, или

2800об./мин; 
- уровень шума: от 20 дБ, до 28 дБ (в зависимости от скорости вращения вентилятора);  
- вес кулера: 985 граммов.

   Согласно информации от разработчиков, их решение позволяет заметно повысить рабочую температуру центрального процессора, особенно при высокой нагрузке, когда в дело вступает элемент Пельтье. Так, максимальная температура ЦПУ может быть снижена на 10 – 20 градусов по шкале Цельсия, в сравнении со стандартными системами охлаждения. Однако не обошлось и без недостатков: стоимость кулера TEC составляет $150, что для подобного рода устройств довольно немало.

5.  Аэрогенные (воздушные) системы охлаждения.

 

При всех его недостатках, оно обладает главным преимуществом — простотой  и дешевизной реализации. Определенные же доработки позволяют по-новому взглянуть на дальнейшие перспективы  воздушного охлаждения применительно к охлаждению все более мощных процессоров.

 
6.  Система охлаждения с подающим  патрубком

 
   Небольшой патрубок квадратного сечения герметично закрепляется на процессорном кулере. В боковой панели системного блока вырезается отверстие соответствующих габаритов (как правило, нечто подобное уже имеется, и даже, возможно, с посадочным местом под вентилятор). Патрубок монтируется горизонтально, и на другом его торце обеспечивается воздушная герметизация при установке панели корпуса в нормальное положение. Это может быть полоска поролона, приклеенная по периметру торца патрубка, либо что-то еще. Воздух в кулер поступает только из внекорпусной среды, где температура, как правило, на 10-20°C ниже, чем внутри системного блока. Таким манером осуществляется эффективный подвод холодного теплоносителя к процессорному кулеру.

 
7.  Система охлаждения с подсосом  и выхлопом воздуха

 
   В корпусе прорезается отверстие прямоугольного сечения, в которое вставляется патрубок, один конец которого упирается (или закрепляется с некоторым промежутком, см. ниже) в системную плату, а на другом конце закрепляется большой тихий вентилятор на выдув (предполагается типоразмер 120х120 мм) с небольшим наклоном вверх. Коаксиально (т.е. внутри патрубка) монтируется уже известная нам труба с вентилятором на вдув, герметично нахлобученная на кулер. Она загибается на выходе из корпуса и выходит вниз в специализированное отверстие основного патрубка.  
Таким образом, холодный воздух подсасывается снизу за счет процессорного кулера и вспомогательного вентилятора. Засасыванию способствует и выдувной большой вентилятор, создающий воздушное разрежение в основной трубе. Это же разрежение заставляет отработавший воздух активно выходить наружу. Поскольку выдувной вентилятор достаточно мощный, можно оставить промежутки между материнской платой и основной трубой, и тогда он будет подсасывать воздух еще и с материнской платы, способствуя охлаждению преобразователя напряжения питания процессора и других теплонагруженных элементов.

 

1.3. Охлаждение компонентов принтеров,

копиров и других устройств

 

 

   Охлаждение принтеров и копиров происходит только при печати документов. Охлаждение, прежде всего, требуется тем частям, которые непосредственно принимают участие в печати. Остальные составные части принтера не требуют активного охлаждения и их охлаждение происходит посредством естественного остывания.  

 

 1 2

Рис. 2.3.

1. Кулер охлаждения

2. Порты

 

Как видно на рис. 2.3. с обратной стороны принтера помимо разнообразных портов подключения имеются отверстия, через которые воздух от нагретых частей выдувается вентилятором наружу.

Поступает воздух для охлаждения через  приёмный лоток для бумаги и другие не герметичные части принтера.

1.4. Воздушные системы  охлаждения

 

Вентиляторы, которые наиболее часто используются в современной жизни, их технические характеристики описаны в таблице 1.1.

Таблица 1.1.

Кулер	Нагрузка, %	Средняя температура процессора, °С	Средняя частота вращения вентилятора, об./мин	Уровень шума, дБа
Cooler Master Hyper 48	0	50,4	610	<30,5
	50	54,2	1186	31,8-33,4

	75	56,9	1418	32,5-33,9
	100	59,4	1599	34,9-46,5
Cooler Master Vortex TX	0	58,7	996	30,8-31,5
	50	61,4	2110	38,8-50,6
	75	62,6	2698	39,4-51,7
	100	63,5	3289	48,7-54
Gigabyte Neon 775 Pro	0	50,4	931	30,3-31,0
	50	57,4	1702	33,0-45,9
	75	59,0	2781	39,0-55,0
	100	60,3	3775	42,0-63,0

 

 

 

 

 

Рис 2.4.

Сooler Master Hyper 48 (КНС-L91) рис. 2.4.. Кулер Нурег 48 относится к разряду универсальных систем охлаждения — входящий в комплект поставки набор крепежа позволяет применять его для охлаждения процессоров как Intel (Socket 478/LGА775), так и АМD (Socket 754/939/940). Крепление выполняется с использованием наладки жесткости на обратную сторону материнской платы, что требует снятия платы для установки кулера, но снижает ее деформацию. Нурег 48 полностью изготовлен из меди (исключение составляет алюминиевая рамка для крепления вентилятора). Основание представляет собой толстую медную пластину с выступом в форме круга. Поверхность выступа хорошо отполирована, Радиатор образован отходящими вертикально от основания 23 тонкими медными пластинами, к которым в верхней части добавляется еще восемь пластин меньшего размера (по четыре с двух сторон).

Для улучшения распределения тепла  по радиатору основание соединено с верхней частью пластин четырьмя тепловыми трубками диаметром 6 мм. Кулер имеет не очень большие размеры —105*94*97 мм, но довольно значитальную массу — 828 г (с учетом вентилятора и защитной решетки).

   В конструкции применяется вентилятор типоразмера 92*92*25 мм с регулировкой скорости вращения (по паспорту — от 1400 до 3200 об/мин), который подключался к материнской плате четырехконтактным разъемам. Вентилятор выполнен на подшипнике скольжения улучшенной конструкции (со спиральной канавкой для улучшения смазки, Rifle bearing) и имеет срок службы 50 тыс ч.

Cooler Master Vortex TX (RR-UMR-P9U1) рис 2.5.. В комплект поставки универсального кулера Vortex ТХ входит крепеж для установки на процессорные разъемы Socket А/370/462/478/754/939/940/LGА 775, что позволяет применять его для охлаждения широкого спектра процессо                                      Рис. 2.5.                   ров Intel и АМD. Крепление выполняется с использованием накладки жесткости на обратную сторону материнской платы, что требует снятия платы для установки кулера. но снижает ее деформацию. Накладка сделана универсальной и имеет большую площадь. При установке на некоторых материнских платах под нее могут попасть сильно выступающие выводы конденсаторов и. несмотря на имеющуюся на накладке защитную пленку, такие выводы во избежание короткого замыкания нужно обрезать.

Радиатор состоит из медного  сердечника с круглым основанием и расходящихся во все стороны 184 тонких, слегка изогнутых медных ребер. Основание не отполировано но обработано достаточно хорошо. Вентилятор из прозрачного пластика имеет размер 95*95*25 мм, оснащен четырехконтактным разъемом. Скорость вращения (по паспорту от 1800 до 3200 об./мин). Вентилятор выполнен на подшипнике скольжения улучшенной конструкций (со спиральной канавкой для улучшения смазки, Rifle bearing) и имеет срок службы 40 тыс. часов, а его масса — около 470 г (с учетом вентилятора).

Gigabyte Neon 775 Pro (GH-ED521-MF) рис. 2.6.. Кулер Neon Сооlег 775 Рго предназначен для работы исключительно с процессорами Intel с разъемом LGА775. Он представляет собой модернизированную версию боксовых кулеров. поставляемых в комплекте с процессорами Intel. Суть модернизации заключается в неРис. 2.6.                большом увеличении высоты радиатора и использовании другого вентилятора с плавным регулятором скорости вращения (ло паспорту — от 1700 до 3500 об./мин). В остальном все то же самое: массивный медный сердечник, алюминиевый радиатор с раздваивающимися на концах ребрами, пластиковые пистоны-крепления Регулятор оборотов представляет собой переменный резистор с выключателем, установленный на планке дня монтажа вместо платы расширения.

   Вентилятор из голубой пластмассы на шарикоподшипнике имеет размер 115x115x25 мм, его ресурс работы составляет 40 тыс. ч. К материнской плате он подключается посредством четырехконтактного разъема. На вентиляторе установлены четыре синих светодиода, яркость свечения которых увеличивается с ростом скорости вращения.

1.5. Водяное охлаждение

 

    Рассеивание тепла выделяемого электронными компонентами становится для конструкторов ПК нетривиальной задачей, поскольку традиционный метод воздушного охлаждения близок к исчерпанию своих возможностей. Чтобы остаться в рамках ограничений по шуму, приходиться увеличивать размеры радиаторов и вентиляторов, но и здесь фактически уже достигнут предел. Выход из этого тупика давно известен, — жидкостное охлаждение гораздо эффективнее воздушного, и серийно производимые системы жидкостного охлаждения уже продаются. Первые попытки использования жидкостного охлаждения в серийных продукции уже есть: компания NEC представила в мае 2003 года ПК VALUESTAR TX. При рассеиваемой тепловой мощности в 75 Вт уровень шума ПК не превышает 33 дБ. Аналогичная по производительности система воздушного охлаждения производила шум в 43 дБ. NEC использовала технологию и компоненты японской компании Hitachi Cable и тайваньской Forward Electronics. Hitachi стала изготовителем и первого в мире ноутбука с жидкостным охлаждением,  который был представлен в сентябре 2002 года. Разработки в этой области ведет и тайванская Chaun Choung Technology, которая уже ведет переговоры

с несколькими  производителями ноутбуков. Также  как и Forward Electronics, Chaun Choung лицензировала  технологию Hitachi, которая включает защиту от протечек и позволяет использовать систему охлаждения без технического обслуживания в течение пяти лет. Hitachi разрабатывает технологию для использования в серверах, монтируемых в стойки (блейд-серверы). Такой жидкостный охладитель представляет собой отдельный блок с размерами 2U, который автоматически подключается к теплообменникам сервера, при установке сервера в стойку. Прототип системы демонстрировался на весеннем Intel Developer Forum 2002 года. Система охлаждения для компьютеров разрабатываются и специалистами из Стенфордского университета в США. Эта технология ориентирована на охлаждение локальных участков микросхем, в которых происходит наиболее сильное

 тепловыделение. Система включает  теплоотвод, объем которого пронизан  миниатюрными каналами, по которым  подается охлаждающая жидкость. Давление, которое заставляет циркулировать жидкость, создается электрокинетическим насосом, который не имеет движущихся деталей, — ионы жидкости двигаются под воздействием разности электрических потенциалов. Для коммерциализации научных разработок была создана фирма Cooligy, которая уже представила первые изделия, предназначенные для работы в серверах и компактных настольных компьютерах. Эта система охлаждения способна пропустить через себя до 200 Вт тепла, при этом она способна удалять тепло из весьма ограниченных по размеру зон, в которых теплоотдача достигает 500 ватт на квадратный сантиметр.

Воздушные системы охлаждения неспособны (особенно в летний сезон) обеспечить функционирование CPU в соответствии с указанным производителем тепловым режимом работы, в отличии от  систем водяного охлаждения.

Преимуществами данной системы  по сравнения с традиционными  воздушными являются:

• Большая, по сравнению с воздушными системами, эффективность;
• Возможность использования вычислительных мощностей компьютера в полном объеме;
• Меньший, по сравнению с воздушными системами, уровень шума, создаваемый системой во время работы;
• Больший, по сравнению с воздушными системами, ресурс работы.

Примером такой системы является этот компьютер рис.3.1 , овалом выделена система водяного охлаждения:

 

                                 Рис 3.1.

 

Основными компонентами системы являются: