Sustavi za hlađenje računala. Otvoreni sustavi isparavanja

Instalacije u kojima se kao rashladno sredstvo (radni fluid) koristi suhi led, tekući dušik ili helij koji isparava u posebnom otvorenom spremniku (staklu) ugrađenom izravno na hlađeni element. Uglavnom ih koriste računalni entuzijasti za ekstremno overclocking opreme ("overclocking"). Omogućuju postizanje najnižih temperatura, ali imaju ograničeno vrijeme rada (zahtijevaju stalno dopunjavanje stakla rashladnim sredstvom).

Isparivač je uređaj za izmjenu topline ugrađen u rashladnu prostoriju, komoru ili odjeljak i omogućuje hlađenje plinovitog ili tekućeg medija. U unutarnjem volumenu isparivača rashladno sredstvo vrije na niskoj temperaturi, primajući toplinu ohlađene okoline. Prema vrsti hlađenog medija razlikuju se isparivači za hlađenje tekućih rashladnih sredstava i za hlađenje zraka. Vodene otopine soli NaCl i CaCl2 naširoko se koriste kao međusredstva za hlađenje na negativnim temperaturama. Ove otopine, nazvane "slanice", imaju minimalnu (eutektičku) temperaturu: -21,20C za NaCl, -550C za CaCl2. Postoje isparivači s prirodnom cirkulacijom zraka i hladnjaci zraka (s prisilnim kretanjem zraka koje stvara ventilator).

Vrenje rashladnog sredstva u isparivaču događa se kada se toplina prenosi s ohlađenog medija kroz čvrstu, hermetički zatvorenu pregradnu stijenku koja se naziva površina za prijenos topline isparivača. Izrađen je od materijala koji provode toplinu, npr. bakrene cijevi. Radi intenziviranja izmjene topline, površina cijevi isparivača u dodiru s ohlađenim zrakom je rebrasta. Površinsko orebrenje se najčešće izvodi nanizanjem metalnih ploča tankih stijenki na cijevi s određenim razmakom između njih. 17

Najjednostavniji dizajn je za isparivače otvorenog tipa. Isparivač se sastoji od pravokutnog spremnika napunjenog rashladnom tekućinom unutar kojeg su smještene ploče isparivača.

Kod korištenja panelnih isparivača za vodeno hlađenje moguća je ekspanzija funkcionalnost uređaja. Povećava se razmak između ploča, a hlađenjem vode nastaje sloj leda na vanjskoj površini ploča. Sloj leda djeluje kao akumulator topline. Nedostatak panelnih isparivača otvorenog tipa je značajna korekcija panela i spremnika, tj. elementi namočeni rashladnom tekućinom i u dodiru s okolnim zrakom. Zatvoreni sustav cirkulacije rashladnog sredstva ima veće karakteristike performansi. Vanjska površina cijevi je površina za prijenos topline kroz koju se toplina iz rashladnog sredstva koje teče unutar cijevi prenosi na rashladno sredstvo koje ključa u međucijevnom prostoru. Cijevne ploče su zatvorene poklopcima, au poklopcu se nalaze cijevi za dovod i odvod rashladne tekućine (voda, slana otopina). Tekuće rashladno sredstvo (amonijak) dovodi se kroz ventil u prsten isparivača. Kontrola plovka održava razinu rashladnog sredstva na približno 0,8 promjera. Isparivači ove vrste imaju samo jednu cijevnu ploču na koju su pričvršćene cijevi u obliku slova U. Rashladno sredstvo ključa unutar cijevi, a ohlađeno rashladno sredstvo pumpa se kroz međucijevni prostor. Za intenziviranje izmjene topline kada rashladno sredstvo ključa, unutar cijevi je ugrađen poseban umetak koji obavlja funkcije unutarnjih peraja. 18

Kaskadni sustavi isparavanja.

Dvije ili više freonskih jedinica povezanih u seriju. Za postizanje nižih temperatura potrebno je koristiti freon nižeg vrelišta. Kod jednostupanjskog rashladnog stroja u ovom je slučaju potrebno povećati radni tlak upotrebom snažnijih kompresora. Alternativni način je hlađenje instalacijskog radijatora drugim freonom (tj. povezivanjem u seriju), zbog čega se smanjuje radni tlak u sustavu i postaje moguća uporaba konvencionalnih kompresora. Kaskadni sustavi omogućuju puno niže temperature od jednokaskadnih sustava i, za razliku od otvorenih sustava isparavanja, mogu raditi neprekidno. Međutim, oni su također najteži za proizvodnju i postavljanje. Koristi se za izmjenu topline između dva rashladna sredstva. Pogotovo kada se koristi CO2 kao jedan od njih. Kaskade kombiniraju kondenzator i isparivač (potopljen). Izmjenjivači topline su izvrsni za kaskadne procese zbog svoje visoke toplinske učinkovitosti. Oni mogu osigurati minimalnu temperaturnu razliku između medija za kondenzaciju i isparavanja, smanjujući tekuće operativne troškove:

 Rashladna sredstva NH3, CO2, R404, R134a, propan, metan itd.;

 Raspon snage 5-10.000 kW;

 Kompaktna veličina + niska potrošnja rashladnog sredstva;

 Visoki koeficijent prolaza topline;

 Mali gubitak tlaka;

 Mogućnost korištenja različitih materijala.

ZAKLJUČAK

Napredak ne stoji mirno. Razvoj računalne opreme u svijetu, napredujući velikim koracima. Rađaju se sve naprednija računala sa snažnim komponentama. Povećava se kapacitet rasipanja topline središnjih procesora i procesora video kartice. Hlađenje svakako zahtijeva učinkovitije sustave. Hlađenje zrakom zamjenjuju drugi, napredniji i ponekad egzotičniji sustavi. Oni su u stanju ukrotiti generiranu toplinsku energiju iz moćne opreme, čime se sprječava pregrijavanje osobnog računala. 20

Računalni sustav sastoji se od elektroničkih komponenti kao što su središnja procesorska jedinica, RAM, matična ploča i drugo. Ove elektroničke komponente stvaraju puno topline, posebice CPU, što je uvijek razlog za zabrinutost jer... Prekomjerna toplina može nepovoljno utjecati na performanse CPU-a, uzrokujući ozbiljne kvarove, pa čak i oštećenja. Raspršivanjem viška topline kroz hlađenje i ventilaciju, održavate rad komponenti na sigurnim radnim temperaturama (sigurni temperaturni raspon razlikuje se od proizvođača do proizvođača). Pregrijavanje skraćuje vijek trajanja računalnih komponenti i perifernih uređaja i može uzrokovati gubitak podataka, uzrokujući nepopravljivu štetu.
Za hlađenje komponenti računala koriste se različiti sustavi hlađenja.

Otvoreni sustavi isparavanja

Sustavi zračnog hlađenja

Sustavi vodenog hlađenja

Sustav hlađenja računala- skup sredstava za odvođenje topline s komponenti računala koje se zagrijavaju tijekom rada.

Toplina se na kraju može povratiti:

1. U atmosferu (sustavi hlađenja radijatora):
   1. Pasivno hlađenje(toplina se od radijatora odvodi toplinskim zračenjem i prirodnom konvekcijom)
   2. Aktivno hlađenje (toplina se odvodi iz radijatora zračenjem (zračenjem) topline i prisilnom konvekcijom (puhanjem ventilatora))
2. Zajedno s rashladnom tekućinom (protočni sustavi vodenog hlađenja)
3. Zbog faznog prijelaza rashladnog sredstva (otvoreni sustav isparavanja)

Sustave hlađenja prema načinu odvođenja topline grijaćih tijela dijelimo na:

1. Zračni (aerogeni) sustavi hlađenja
2. Sustavi hlađenja tekućinom
3. Ugradnja freona
4. Otvoreni sustavi isparavanja

Postoje i kombinirani sustavi hlađenja koji kombiniraju elemente sustava različite vrste:

1. Hladnjak vode
2. Sustavi koji koriste Peltierove elemente

Sustavi zračnog hlađenja

Princip rada je izravan prijenos topline od grijaće komponente do radijatora zbog toplinske vodljivosti materijala ili pomoću toplinskih cijevi (ili njihovih varijanti, kao što su termosifon i komora za isparavanje). Radijator emitira toplinu u okolni prostor toplinskim zračenjem i kondukcijom predaje toplinu okolnom zraku, što uzrokuje prirodnu konvekciju okolnog zraka. Kako bi se povećala toplina koju emitira radijator, koristi se crnjenje površine radijatora.

Površine grijaće komponente i radijatora nakon brušenja imaju hrapavost od oko 10 mikrona, a nakon poliranja - oko 5 mikrona. Ove hrapavosti sprječavaju tijesno dodirivanje površina, što rezultira tankim zračnim rasporom s vrlo niskom toplinskom vodljivošću. Za povećanje toplinske vodljivosti, praznina je ispunjena toplinski vodljivim pastama.

Najčešći tip rashladnih sustava danas. Vrlo je svestran - radijatori su instalirani na većini računalnih komponenti s visokim stvaranjem topline. Učinkovitost hlađenja ovisi o efektivnoj površini rasipanja topline radijatora, temperaturi i brzini protoka zraka koji prolazi kroz njega. U pravilu se najjednostavniji pasivni radijatori ugrađuju na komponente s relativno niskim stvaranjem topline (čipseti, tranzistori za napajanje, RAM moduli). Teško je ugraditi radijator na neke komponente računala, posebno na tvrde diskove, pa se hlade puhanjem ventilatora. Uglavnom aktivni radijatori (hladnjaci) ugrađeni su na središnji i grafički procesor. Pasivno zračno hlađenje centralnog i GPU-ovi zahtijeva upotrebu posebnih radijatora s visokom učinkovitošću uklanjanja topline pri maloj brzini protoka zraka i koristi se za izgradnju tihog osobnog računala.

Sustavi hlađenja tekućinom

Načelo rada je prijenos topline od grijaće komponente do radijatora pomoću radnog fluida koji cirkulira u sustavu. Kao radni fluid najčešće se koristi destilirana voda, često s dodacima koji djeluju baktericidno i/ili antigalvanski; ponekad - ulje, antifriz, tekući metal ili druge posebne tekućine.

Sustav tekućeg hlađenja sastoji se od:

• Pumpe - pumpe za cirkulaciju radne tekućine
• Odvodnik topline (vodeni blok, vodeni blok, rashladna glava) - uređaj koji oduzima toplinu od hlađenog elementa i prenosi je na radni fluid.
• Radijator za odvođenje topline radnog fluida. Može biti aktivan ili pasivan
• Spremnik s radnim fluidom koji služi za kompenzaciju toplinskog širenja fluida, povećanje toplinske inercije sustava i povećanje pogodnosti punjenja i pražnjenja radnog fluida.
• Crijeva ili cijevi
• (Opcija) Senzor protoka tekućine

Tekućina mora imati visoku toplinsku vodljivost kako bi se smanjila temperaturna razlika između stijenke cijevi i površine isparavanja, kao i visok specifični toplinski kapacitet kako bi se osigurala veća učinkovitost hlađenja pri nižoj stopi cirkulacije tekućine u krugu.

Freonske instalacije

Rashladna jedinica u kojoj je isparivač montiran izravno na komponentu koju treba hladiti. Ovakvi sustavi omogućuju dobivanje negativnih temperatura na hlađenoj komponenti tijekom kontinuiranog rada, što je neophodno za ekstremno overklokiranje procesora.

Mane:

• Potreba za toplinskom izolacijom hladnog dijela sustava i suzbijanjem kondenzacije (ovo je čest problem kod rashladnih sustava koji rade na temperaturama ispod temperature okoline)
• Poteškoće s hlađenjem više komponenti
• Povećana potrošnja energije
• Složenost i visoka cijena

Hladnjaci vode

Sustavi koji kombiniraju sustave tekućeg hlađenja i freonske jedinice. U takvim sustavima, antifriz koji cirkulira u sustavu tekućeg hlađenja hladi se freonskom jedinicom u posebnom izmjenjivaču topline. Ovi sustavi omogućuju korištenje negativnih temperatura, koje se mogu postići uz pomoć freonskih jedinica, za hlađenje nekoliko komponenti (u konvencionalnim freonskim jedinicama hlađenje nekoliko komponenti je otežano). Nedostaci takvih sustava su njihova veća složenost i skupoća, kao i potreba za toplinskom izolacijom cijelog sustava za hlađenje tekućinom.

Otvoreni sustavi isparavanja

Instalacije u kojima se kao rashladno sredstvo (radni fluid) koristi suhi led, tekući dušik ili helij koji isparava u posebnom otvorenom spremniku (staklu) ugrađenom izravno na hlađeni element. Uglavnom ih koriste računalni entuzijasti za ekstremno overclocking opreme ("overclocking"). Omogućuju postizanje najnižih temperatura, ali imaju ograničeno vrijeme rada (zahtijevaju stalno dopunjavanje stakla rashladnim sredstvom).

Kaskadni sustavi hlađenja

Dvije ili više freonskih jedinica povezanih u seriju. Za postizanje nižih temperatura potrebno je koristiti freon nižeg vrelišta. Kod jednostupanjskog rashladnog stroja u ovom je slučaju potrebno povećati radni tlak upotrebom snažnijih kompresora. Alternativni način je hlađenje instalacijskog radijatora drugim freonom (tj. povezivanjem u seriju), zbog čega se smanjuje radni tlak u sustavu i postaje moguća uporaba konvencionalnih kompresora. Kaskadni sustavi omogućuju postizanje puno nižih temperatura od jednokaskadnih sustava i, za razliku od otvorenih sustava isparavanja, mogu raditi neprekidno. Međutim, oni su također najteži za proizvodnju i postavljanje.

Sustavi s Peltierovim elementima

Peltierov element se nikada ne koristi samostalno za hlađenje komponenti računala zbog potrebe hlađenja njegove vruće površine. Obično se Peltierov element postavlja na komponentu koju treba hladiti, a njegova se druga površina hladi drugim sustavom hlađenja (obično zrakom ili tekućinom). Budući da se komponenta može ohladiti na temperature ispod temperature okolnog zraka, moraju se poduzeti mjere za kontrolu kondenzacije. U usporedbi s freonskim jedinicama Peltier elementi su kompaktniji i ne stvaraju buku i vibracije, ali su osjetno manje učinkoviti.

vidi također

Bilješke

Književnost

• Scott Mueller Nadogradnja i popravak osobnih računala = Upgrading and Repairing PCs. - 17. izdanje - M.: "Williams", 2007. - S. 1299-1328 . - ISBN 0-7897-3404-4

Linkovi

• DIY vodeno hlađenje za sve komponente računala

Zaklada Wikimedia. 2010.

Tečajni rad

po disciplini: Rad objekata mrežne infrastrukture

Predmet: "Nadogradnja sustava hlađenja vašeg stolnog računala"

Ispunio student grupe D-KS-31

V. N. Reshetnikov _______________

(ime i prezime, potpis studenta)

"__" ____________ 201___

Nadglednik __________________

Otkidač Natalija Viktorovna

(ime i prezime, potpis voditelja)

Nastavni rad zaštićen

s ocjenom ____________________

Datum obrane "___" ________ 201__

Jaroslavlj 2017

Uvod

Jedno od važnih područja u radu osobnog računala je njegov sustav hlađenja. Sustav je odgovoran za održavanje optimalne temperature za rad svih komponenti. Ponekad, zbog velikog opterećenja ili modernizacije samog računala, standardno hlađenje nije dovoljno za hlađenje komponenti na potrebnu temperaturu, već se u tu svrhu ugrađuje ili nadograđuje dodatno hlađenje.

Prilikom sastavljanja snažnih osobnih računala koriste se mnogi hladnjaci za aktivno hlađenje ili se postavljaju dodatni bakreni radijatori za pasivno hlađenje, u nekim slučajevima to nije dovoljno, za te slučajeve postoji tekući sustav hlađenja koji koristi vodu, dušik ili suhi led kao rashladna tekućina.

Relevantnost nastavnog projekta

Ovaj predmetni rad je aktualan, budući da sam problem hlađenja računala postaje sve urgentniji s povećanjem njegovih performansi, jer veće performanse znače veliku potrošnju energije, što naravno dovodi do povećanja temperature njegovih komponenti. Glavni potrošači energije, a time i izvori topline u računalu su središnji procesor, grafički procesor i napajanje. Oni su ti koji zahtijevaju vlastite sustave hlađenja.

Svrha nastavnog projekta

Krajnji cilj ovog rada je istraživanje i ugradnja dodatnog vodenog hlađenja za stolno računalo kako bi se oslobodila akumulirana toplina i spriječilo pregrijavanje komponenti kao što su CPU, video kartica i matična ploča.

Ciljevi nastavnog projekta

1.Dati opći koncept različitih rashladnih sustava.

2.Opišite osnovne principe njihovog rada.

3.Instalirajte na stolno računalo sustav vodenog hlađenja.

Analitička zbirka na temu "Sustav hlađenja osobnog računala"

Sustav za hlađenje računala skup je sredstava za odvođenje topline s komponenti računala koje se zagrijavaju tijekom rada.

Toplina se na kraju može povratiti:

· U atmosferu (sustavi hlađenja radijatora):

1. Pasivno hlađenje (toplina se odvodi iz radijatora toplinskim zračenjem i prirodnom konvekcijom)

2. Aktivno hlađenje (toplina se odvodi iz radijatora zračenjem [zračenjem] topline i prisilnom konvekcijom [puhanjem ventilatora])

· Zajedno s rashladnom tekućinom (sustavi tekućeg hlađenja)

Zbog faznog prijelaza rashladnog sredstva (otvoreni sustav isparavanja)

Sustave hlađenja prema načinu odvođenja topline grijaćih tijela dijelimo na:

Zračni (aerogeni) sustavi hlađenja

· Sustavi tekućeg hlađenja

· Ugradnja freona

· Otvoreni sustavi isparavanja

Postoje i kombinirani sustavi hlađenja koji kombiniraju elemente različitih vrsta sustava:

Hladnjak vode

· Sustavi koji koriste Peltierove elemente

Sustavi zračnog hlađenja

Pasivno

Pasivni sustavi bili su prvi rashladni uređaji u evoluciji računalnog hlađenja. Ime su dobili zbog nedostatka pokretnih mehanizama i izvora energije.

Konvencionalni radijator (slika 1) je najčešći pasivni sustav hlađenja, koji radi na principima izmjene topline s okolnim zrakom i prirodne konvekcije strujanja zraka (vrući zrak se diže, hladni spušta). Učinkovitost radijatora ovisi o dva čimbenika: površini i materijalu izrade.

Riža. 1. Radijator

Što je veća površina rebara hladnjaka, veća je količina topline koju može raspršiti u okolinu. Ali temperature komponenti su rasle, rasla je i radijator, prijeteći ispuniti cijeli unutarnji volumen sistemske jedinice i pretvoriti računalo u grijač. U tom su se trenutku počeli pojavljivati ​​radijatori s valovitom rebrom, višeslojna rebra, igličasti radijatori itd.

Materijal korišten za izradu prvih radijatora bio je aluminij jednostavan za obradu, jeftin i prilično toplinski vodljiv. Ali tijekom "globalnog zagrijavanja procesora" pokazalo se da sposobnost aluminija da rasipa toplinu nije dovoljna. I tada je korišten skuplji, ali toplinski vodljiviji bakar. Najprije su se od njega izrađivale samo radijatorske jezgre s prešanim aluminijskim lamelama, a zatim su se radijatori počeli u potpunosti izrađivati ​​od bakra.

Kada su čak i potpuno bakreni radijatori dosegli impresivne veličine i težinu, takozvane cijevi hladnjaka počele su se koristiti za uklanjanje vrućih komponenti. Predstavljaju zatvorenu metalnu cijev (kao materijal cijevi najčešće se koristi bakar) s evakuiranim zrakom unutar koje se nalazi određena količina tekućine i kapilarni sustav. Tekućina, koja isparava na vrućem kraju cijevi, trenutačno prenosi toplinu, ravnomjerno je raspoređujući duž cijele duljine cijevi, a kondenzira se na hladnom kraju, vraćajući se u prvobitno tekuće stanje. Učinkovitost toplinskih cijevi višestruko je veća od učinkovitosti metalne šipke istog promjera, ali nisu prikladne za izravno hlađenje. Toplinske cijevi služe samo za odvođenje topline u prostraniji i hladniji dio kućišta računala, gdje je moguće ugraditi masivni radijator koji odvodi toplinu donesenu cijevima. Na najnovijim modelima extreme matičnih ploča radijatori toplinskih cijevi koji hlade čipset postavljeni su tako da dolaze u kontakt sa zrakom izvan kućišta računala.

U moderna računala Zbog visokog stvaranja topline komponenti, hlađenje samo pomoću pasivnih sustava nije moguće. Stoga su pasivni sustavi hlađenja stalni pratioci aktivnih sustava i djeluju kao autonomni hladnjak samo na najmanje toplim mjestima.

Prednosti: ekonomičnost, pouzdan rad, sigurnost, nedostatak buke

Nedostaci: niska učinkovitost za moderna oprema

Aktivan

Hlađenje zrakom (slika 2) još je uvijek najpopularniji način rješavanja temperaturnih viška. Bit ove metode svodi se na organiziranje ispravnog protoka zraka - vrući zrak mora biti učinkovito uklonjen izvan jedinice sustava. Obično se postavlja jedan ili više ventilatora koji cirkuliraju protok zraka od prednje stijenke kućišta prema stražnjoj strani. Loše projektiran sustav hlađenja zraka može uzrokovati stagnaciju zraka ili migraciju vrućeg zraka s jedne komponente na drugu, što znači da sustav hlađenja postaje sustav grijanja.

Riža. 2. Zračno hlađenje vašeg računala

Pravilo učinkovitosti hlađenja zraka vrlo je jednostavno: što je strujanje zraka intenzivnije, toplina se bolje odvodi od grijaćih komponenti. Kako biste poboljšali kvalitetu protoka zraka, možete koristiti jednu ili više metoda:

Povećanje broja obožavatelja;

Povećanje brzine rotacije impelera;

Ugradnja ventilatora većeg promjera;

Povećanje broja lopatica, kao i promjena njihovog oblika (tj. zamjena postojećih ventilatora "naprednijim" modelima);

Razvoj učinkovitije sheme za kretanje zračnih masa;

Uklanjanje prepreka na putu ispuha zraka.

Vrlo često se učinkovitost ventilatora povećava dodavanjem radijatora (pasivni sustav hlađenja).

Prednosti: niska cijena; jednostavnost ugradnje i održavanja

Nedostaci: glavni izvor buke u računalu; skroman u odnosu na druge aktivni sustavi, indikator performansi; mali potencijal za pokrivanje sve većih potreba za hlađenjem.

Sustavi hlađenja tekućinom

Sljedeća faza u razvoju rashladnih sustava bila je uporaba tekućine za "snižavanje temperature vrućih točaka" u jedinici sustava. Tekućina u takvim sustavima najčešće je destilirana voda s dodatkom alkohola (za borbu protiv stvaranja "zelenog") ili antifriza. U sustavima za ekstremno hlađenje, voda ili antifriz se zamjenjuju tekućim dušikom. Sustav tekućeg hlađenja (slika 3) sastoji se od tri komponente - izmjenjivača topline, radijatora i pumpe, spojenih cijevima u jedan zatvoreni krug. Izmjenjivač topline, poznat i kao vodeni blok, prenosi toplinu s grijaćeg elementa na protok tekućine, pumpa cirkulira protok, a tekućina se hladi u radijatoru. Dalje, s ostalim elementima cijeli se proces ponavlja.

Riža. 3. Tekuće hlađenje računala

Postoje i sustavi vodenog hlađenja bez pumpi, čiji se rad temelji na principu isparavanja.

Kvalitetu tekućeg sustava određuju dva ključna faktora: brzina cirkulacije tekućine i učinkovitost hlađenja radijatora (čitaj - veličina radijatora).

Prednosti SVO: gotovo nečujan rad; visoka učinkovitost hlađenja, nema prijenosa topline s jedne jedinice na drugu (kao što je slučaj kod zračnog hlađenja)

Nedostaci SVO: visoka cijena; složenost instalacije, velika veličina sustava, velika vjerojatnost oštećenja niza ključnih komponenata računala kada se tlak u sustavu smanji ili pumpa ne uspije.

Unatoč svim nedostacima ovakvih sustava, oni postaju sve rašireniji zbog stalnog povećanja zahtjeva za hlađenjem novih računala.

Freonske instalacije

Rashladna jedinica (slika 4), čiji je isparivač ugrađen izravno na komponentu koju treba hladiti. Ovakvi sustavi omogućuju dobivanje negativnih temperatura na hlađenoj komponenti tijekom kontinuiranog rada, što je neophodno za ekstremno overklokiranje procesora.

Riža. 4. Ugradnja freona

Mane:

· Potreba za toplinskom izolacijom hladnog dijela sustava i suzbijanjem kondenzacije (ovo je čest problem u rashladnim sustavima koji rade na temperaturama ispod temperature okoline);

· Poteškoće u hlađenju nekoliko komponenti;

· Povećana potrošnja energije;

· Složenost i visoka cijena.

Hladnjaci vode

Sustavi koji kombiniraju sustave tekućeg hlađenja i freonske jedinice (slika 5).

Riža. 5. Hladnjak vode

U takvim sustavima, antifriz koji cirkulira u sustavu tekućeg hlađenja hladi se freonskom jedinicom u posebnom izmjenjivaču topline. Ovi sustavi omogućuju korištenje negativnih temperatura, koje se mogu postići uz pomoć freonskih jedinica, za hlađenje nekoliko komponenti (u konvencionalnim freonskim jedinicama hlađenje nekoliko komponenti je otežano). Nedostaci takvih sustava su njihova veća složenost i skupoća, kao i potreba za toplinskom izolacijom cijelog sustava za hlađenje tekućinom.

Problem s hlađenjem računala

Rad suvremenih elektroničkih komponenti visokih performansi koje čine osnovu računala popraćen je značajnim stvaranjem topline, osobito kada rade u režimima prisilnog overclockinga. Učinkovit rad Takve komponente zahtijevaju odgovarajuća sredstva za hlađenje kako bi se osigurali potrebni temperaturni uvjeti za njihov rad. U pravilu, takva sredstva za održavanje optimalnih temperaturnih uvjeta su hladnjaci, koji se temelje na tradicionalnim radijatorima i ventilatorima.

Pouzdanost i performanse takvih uređaja kontinuirano se povećavaju zbog poboljšanja u njihovom dizajnu, upotrebi najnovije tehnologije te korištenje raznih senzora i upravljačkih sredstava u njihovom sastavu. To vam omogućuje integraciju takvih alata u računalni sustavi, osiguravajući dijagnostiku i upravljanje njihovim radom u cilju postizanja najveće učinkovitosti uz osiguranje optimalnih temperaturnih uvjeta za rad računalnih elemenata, čime se povećava pouzdanost i produljuje razdoblje njihovog besprijekornog rada.

(grije se zbog rada mikroelemenata kao što su tranzistori)

Glavni izvori topline

U osobno računalo su: video kartica, procesor, elementi matična ploča(napajanje procesora, čipset, itd.), kao i napajanje. Ostali elementi računala se ne zagrijavaju toliko kao gore navedeni.

Prosječni procesor proizvodi između 60 i 130 vata topline. Standardna igraća video kartica zagrijava se do 70-100 stupnjeva Celzija tijekom rada i to je apsolutno normalno; Napajanje se lako zagrijava do 60 stupnjeva; chipset u mat. ploča se također grije na 55-65 stupnjeva itd.

Mora se imati na umu da je snaga proporcionalna zagrijavanju sustava; što je sustav jači, to se više topline stvara.

Toplina se može povratiti:

1. U atmosferu (sustavi hlađenja radijatora):

1.Pasivno hlađenje (toplina se odvodi iz radijatora toplinskim zračenjem i prirodnom konvekcijom)

2. Aktivno hlađenje (odvođenje topline s radijatora vrši se zračenjem (zračenjem) topline i prisilnom konvekcijom (puhanje ventilatora))

2. Zajedno s rashladnom tekućinom (sustav tekućeg hlađenja)

3. Zbog faznog prijelaza rashladnog sredstva (otvoreni sustav isparavanja)

Vrste rashladnih sustava računala

1. Zračni (aerogeni) sustavi hlađenja

2. Sustavi hlađenja tekućinom

3. Ugradnja freona

4. Otvoreni sustavi isparavanja

Zračni (aerogeni) sustavi hlađenja

Princip rada je izravan prijenos topline od grijaće komponente do radijatora zbog toplinske vodljivosti materijala ili pomoću toplinskih cijevi. Radijator emitira toplinu u okolni prostor toplinskim zračenjem i kondukcijom predaje toplinu okolnom zraku, što uzrokuje prirodnu konvekciju okolnog zraka

Površine grijaće komponente i radijatora nakon brušenja imaju hrapavost od oko 10 mikrona, a nakon poliranja - oko 5 mikrona. Ove hrapavosti sprječavaju tijesno dodirivanje površina, što rezultira tankim zračnim rasporom s vrlo niskom toplinskom vodljivošću. Za povećanje toplinske vodljivosti, praznina je ispunjena toplinski vodljivim pastama.

Najčešći tip rashladnih sustava danas. Vrlo je svestran - radijatori su instalirani na većini računalnih komponenti s visokim stvaranjem topline. Učinkovitost hlađenja ovisi o efektivnoj površini rasipanja topline radijatora, temperaturi i brzini protoka zraka koji prolazi kroz njega. Za komponente s relativno niskim stvaranjem topline (čipseti, tranzistori za napajanje, moduli RAM memorija), u pravilu se ugrađuju jednostavni pasivni radijatori. Osobito za neke računalne komponente tvrdih diskova, teško je ugraditi radijator pa se hlade puhanjem ventilatora. Uglavnom aktivni radijatori (hladnjaci) ugrađeni su na središnji i grafički procesor. Pasivno zračno hlađenje središnjeg i grafičkog procesora zahtijeva korištenje posebnih radijatora s visokom učinkovitošću odvođenja topline pri malim brzinama protoka zraka i koristi se za izgradnju tihog osobnog računala.

Sustavi hlađenja tekućinom

Načelo rada je prijenos topline od grijaće komponente do radijatora pomoću radnog fluida koji cirkulira u sustavu. Kao radni fluid najčešće se koristi destilirana voda, često s dodacima koji djeluju baktericidno i/ili antigalvanski; ponekad - ulje, antifriz, tekući metal ili druge posebne tekućine.

Sustav tekućeg hlađenja sastoji se od:

Pumpe - pumpe za cirkulaciju radne tekućine

Odvodnik topline (vodeni blok, vodeni blok, rashladna glava) - uređaj koji oduzima toplinu od hlađenog elementa i prenosi je na radni fluid.

Radijator za odvođenje topline radnog fluida. Može biti aktivan ili pasivan

Spremnik s radnim fluidom koji služi za kompenzaciju toplinskog širenja fluida, povećanje toplinske inercije sustava i povećanje pogodnosti punjenja i pražnjenja radnog fluida.

Crijeva ili cijevi

(Opcija) Senzor protoka tekućine

Tekućina mora imati visoku toplinsku vodljivost kako bi se smanjila temperaturna razlika između stijenke cijevi i površine isparavanja, kao i visok specifični toplinski kapacitet kako bi se osigurala veća učinkovitost hlađenja pri nižoj stopi cirkulacije tekućine u krugu.

Freonske instalacije

Rashladna jedinica, isparivač koji se postavlja izravno na komponentu koju treba hladiti. Ovakvi sustavi omogućuju dobivanje negativnih temperatura na hlađenoj komponenti tijekom kontinuiranog rada, što je neophodno za ekstremno overklokiranje procesora.

Mane:

Potreba za toplinskom izolacijom hladnog dijela sustava i suzbijanjem kondenzacije (ovo je čest problem u rashladnim sustavima koji rade na temperaturama ispod temperature okoline)

Poteškoće s hlađenjem više komponenti

Povećana potrošnja energije

Složenost i visoka cijena

Otvoreni sustavi isparavanja

Instalacije u kojima se kao rashladno sredstvo (radni fluid) koristi suhi led, tekući dušik ili helij koji isparava u posebnom otvorenom spremniku (staklu) ugrađenom izravno na hlađeni element. Uglavnom ih koriste računalni entuzijasti za ekstremno overclocking opreme ("overclocking"). Omogućuju postizanje najnižih temperatura, ali imaju ograničeno vrijeme rada (zahtijevaju stalno dopunjavanje stakla rashladnim sredstvom).

Poluvodički Peltier hladnjaci

Dakle, suština otvorenog efekta je sljedeća: prilikom dodavanja električna struja kontaktom dvaju vodiča od različitih materijala, ovisno o njegovom smjeru, osim Jouleove topline oslobađa se ili apsorbira dodatna toplina koja se naziva Peltierova toplina. Stupanj manifestacije ovog učinka uvelike ovisi o materijalima odabranih vodiča i korištenim električnim modovima.

Pasivni sustavi

Ne postoje rashladni sustavi bez ventilatora - toplina mora otići negdje iz zatvorenog kućišta. Dobra stvar u vezi s pasivnim sustavom hlađenja je ta što većinu vremena ne zahtijeva prisilni protok zraka: ventilator priključen na njega uključuje se samo u kritičnom načinu rada.

Toplinska cijev, toplinska cijev

element rashladnog sustava, čije se načelo rada temelji na činjenici da zatvorene cijevi od metala koji provodi toplinu (na primjer, bakra) sadrže tekućinu niskog vrelišta. Prijenos topline nastaje zbog činjenice da tekućina isparava na vrućem kraju cijevi, apsorbirajući toplinu isparavanja, i kondenzira se na hladnom kraju, odakle se vraća natrag na vrući kraj.

Toplinske cijevi dolaze u dvije vrste: s glatkim stijenkama i s poroznim premazom s unutarnje strane. U cijevima s glatkim stijenkama, kondenzirana tekućina se vraća u zonu isparavanja samo pod utjecajem gravitacije - drugim riječima, takva cijev će raditi samo u položaju gdje je zona kondenzacije iznad zone isparavanja i tekućina može teći u zonu isparavanja. Toplinske cijevi s punilom (fitilji, keramika itd.) mogu raditi u gotovo svakom položaju, jer se tekućina vraća u zonu isparavanja kroz svoje pore pod djelovanjem kapilarnih sila, a gravitacija u tom procesu igra sporednu ulogu.

Materijali toplinskih cijevi i sredstva za hlađenje odabiru se na temelju primjene, od tekućeg helija za ultra niske temperature do žive, pa čak i indija za primjene na visokim temperaturama. Međutim, većina modernih cijevi koristi amonijak, vodu, metanol i etanol kao radni fluid.

Aktivni sustavi Paddle hladnjaci

Molex konektor ima tri žice: crnu (uzemljenje), crvenu (pozitivnu) i žutu (signal). PC-Plug ima četiri žice: dvije crne (uzemljenje), žute (+12 V) i crvene (+5 V). Molex konektori se ugrađuju na matične ploče kako bi sustav sam mogao kontrolirati brzinu ventilatora primjenom različitih napona na crvenu žicu (obično od 8 do 12 V), te je po potrebi mijenjati. Preko žute signalne žice matična ploča dobiva informacije od ventilatora o brzini njegovih lopatica. Danas je to postalo vrlo relevantno, budući da zaustavljeni ventilator na hladnjaku procesora može oštetiti procesor. Stoga moderne matične ploče paze da se ventilator stalno vrti, a ako stane, gase računalo. Povezivanje putem Molexa ima jedan nedostatak: opasno je na matične ploče pričvrstiti ventilatore s potrošnjom energije većom od 6 W. PC-Plug konektor može izdržati desetke vata, ali kada se spojite na njega, nećete moći saznati radi li vaš ventilator ili ne. Danas ventilatori sve češće dolaze s PC-Plug - Molex adapterima za spajanje na napajanje ili čak s oba konektora odjednom: PC-Plug i Molex za primanje napajanja iz napajanja računala i komunikaciju putem Molex signala žica matična ploča o brzini motora.

Programi za praćenje temperature

SpeedFan je program namijenjen za praćenje različitih računalnih senzora koji prikazuju: temperaturu tvrdi disk, čipset, procesor, ventilatori, kao i njihova brzina, napon itd.

CPU-Z Besplatni uslužni program, koji prikuplja i prikazuje informacije o glavnim hardverskim komponentama vašeg računala.

OpenHardwareMonitor

AIDA64

Marke hladnjaka

Thermalright

SilverStone

Zalman

Thermaltake

Duboko hlađenje