Для чего нужен кулер отвода горячего воздуха
Перейти к содержимому

Для чего нужен кулер отвода горячего воздуха

  • автор:

TITAN | TITAN Technology Limited

Компания Titan основанна в 1989 году в Тайване, является выдающимся лидером в области охлаждения процессора с энтузиазмом и элитной инженерной командой. Под лозунгом «Прохлада в жизни» мы постоянно предоставляем инновационные охлаждающие продукты, вдохновленные жизненными потребностями, необходимостью в процессоре охлаждении. Обладая более 30-летним опытом, Titan разработала различные решения для вентиляции во всех тепловыхобластях, такие как вентилятор для дома на колёсах, процессорный кулер и любые виды охлаждаюжие вентиляторы.

  • Главная
  • О нас
    • Titan-эксперт вентилятора для автодома
    • Процесс расценок для товара вентилятора
    • Услуг после покупок
    • О нашей фабрике
    • Обслуживание продажи
    • Процесс услуга
    • Применение
    • Политика конфиденцианальности
    • Новость
    • ЧАВО
    • Охлаждающий вентилятор
      • вентилятор охлаждения постоянного тока
      • вентилятор охлаждения переменного тока
      • специальный кулер
      • система центробежного вентилятора
      • водонепроницаемый кулер
      • вентилятор с портом USB
      • вентилятор с алюминиевой рамой
      • мобиольный вентилятор
      • светодиод LED/прозрачный вентилятор
      • универсальный кулеры для процессора
      • процессорный кулер поддерживаемые сокеты; Intel LGA 2011/2066
      • Процессорный кулер Intel LGA 1700
      • процессорный кулер поддерживаемые сокеты; Intel LGA 1150/1151/1155/1156/1200
      • процессорный кулер поддерживаемые сокеты; Intel LGA 1366
      • процессорный кулер поддерживаемые сокеты; Intel LGA 775
      • процессорный кулер поддерживаемые сокеты; AMD AM4
      • процессорный кулер поддерживаемые сокеты; AMD AM5
      • процессорный кулер поддерживаемые сокеты; AMD AM2/AM3/K8
      • низкопрофильный процессорный кулер 1U/2U
      • мобиотный кулер
      • кулер для внутренного жётского диска
      • кулер для оперативной памяти
      • кулер для ноутбука
      • кулер для систем/чипсета
      • Термопаста
      • кабель и адаптер
      • Регулятор скорости
      • сетка/решётка для вентилятора
      • охладитель
      • кулер для процессора
      • кулер для охлаждения
      • аксессуары
      • Вентилятор для автодома
        • вентилятор для холодильника
        • вентилятор для окна
        • вентилятор для ванной
        • вентилятор для туалета

        С какой стороны вентилятор выдувает воздушный поток? Может ли он изменить направление воздушного потока?

        Компания Titan основанна в 1989 году в Тайване, является выдающимся лидером в области охлаждения процессора с энтузиазмом и элитной инженерной командой. Под лозунгом «Прохлада в жизни» мы постоянно предоставляем инновационные охлаждающие продукты, вдохновленные жизненными потребностями, необходимостью в процессоре охлаждении.

        С какой стороны вентилятор выдувает воздушный поток? Может ли он изменить направление воздушного потока?

        Обычный холодильник на автодоме имеет два боковых вентиляционных отверстия: верхнее и нижнее. Правильный способ установки заключается в том, что нижнее боковое отверстие устанавливает вентилятор для подачи свежего воздуха, а верхнее боковое отверстие устанавливает вентилятор для отвода тепла. Способ монтажа соответствует правилам циркуляции воздуха: горячий воздух поднимается вверх, а холодный — входит. Это ключ к быстрой циркуляции воздуха в холодильнике.

        Как работает холодильник на автодоме?

        Общая работа холодильника RV называется абсорбционным холодильником. В абсорбционном холодильнике используется химическая реакция с аммиаком и газообразным водородом, вызванная теплом, испарением и конденсацией. Холодильник RV работает, используя тепло для отправки жидкостей (аммиак, газообразный водород) по различным трубам, и у него нет движущихся частей, которые используют только гравитацию, чтобы тянуть химикаты вниз. Испарение и конденсация проходят через эти трубы и создают прохладу внутри холодильника или, скорее, поглощают тепло из холодильника.

        Смонтировал решетку вентилятора стороной наружу, чтобы отводить тепло на верхней стороне вентиляционного отверстия холодильника.

        Невозможно одновременно создать разные потоки воздуха (как выходящий, так и входящий) в одном и том же месте холодильника на колесах. Обычный способ установки — это размещение двух вентиляторов для увеличения циркуляции системы охлаждения жилого дома. Один находится на верхнем отверстии, а другой — на нижнем. Если вы хотите выпустить воздух, при установке необходимо установить решетку вентилятора наружу и на верхней стороне холодильника рядом с верхом.

        Смонтировал сторону решетки вентилятора внутрь, чтобы втягивать воздух на нижней стороне вентиляционного отверстия холодильника.

        Если вы используете абсорбционный холодильник, подумайте о вентиляторе холодильника, чтобы циркулировать больше воздуха внутри холодильника. Это помогает поддерживать более постоянную температуру и помогает поддерживать более равномерное охлаждение. Если вы хотите втянуть свежий воздух, вам необходимо установить решетку вентилятора внутрь и на нижней стороне холодильника.

        Технология охлаждения процессоров

        Сегодня, уже немыслимо представить, что новый процессор может появиться без анонсирования характеристик тепловыделения и энергопотребления. Почему вообще возникают претензии к теплу и почему процессор не может работать при температуре градусов в 200? Физика, конечно же. Начнем с того, что тепло никогда не сказывалось положительным образом на надежности электронных компонентов. Впрочем, пора перейти к более практическим вопросам. Однако, сперва, волей-неволей, нам придется затронуть некоторые теоретические основы предмета. И поговорить об отводе тепла от процессора. Речь пойдет о термопастах и радиаторах.

        Суть радиатора: Здесь, на всякий случай стоит коснуться разницы между теплом и температурой. Радиатор не снижает температуру чипа! Он просто увеличивает поверхность, соприкасающуюся с воздухом, за счет чего улучшается отвод тепла. Достаточно простая вещь, но, почему-то, не всегда очевидная. Ну так вот — радиатор позволяет сделать так, что тот же процессор для воздушных потоков, грубо говоря, выглядит как пластина площадью не в 100 квадратных миллиметров, а, например, в 1000. Впрочем, на подобные плошади в компьютере вам вряд ли кто-то позволит претендовать, так что сегодняшний радиатор для мощных процессоров — это весьма вычурная трехмерная вещица, чей эквивалент в двухмерном виде порой мог бы с легкостью растянуться на всю площадь корпуса вашего PC.

        Впрочем площадь, как ни крути, и как эффективно объем радиатора не используй, все же является весьма ограниченным ресурсом. Когда он заканчивается, в действие вступает следующий эшелон обороны — использование теплопроводных свойств различных материалов. В свое время стандартом в этой области являлся аллюминий, прекрасно справлявшийся с отводом тепла от относительно холодных чипов вплоть до конца 90-х годов.

        Однако, с годами, с чипами происходила одна характерная метаморфоза: их площадь непрерывно сокращалась, а температура так же непрерывно росла. В результате, если раньше мы имели дело с большим чипом под большим радиатором, т.е., источник тепла по отношению к радиатору был примерно равномерно распределен по всей его площади, а скорость потока воздуха была относительно слабой, поскольку речь шла либо о радиаторе самом по себе, либо о простеньком слабеньком вентиляторе. В таких условиях, конечно же, алюминий был неплохим вариантом.

        Медь здесь было использовать просто бессмысленно — медный радиатор тут обеспечивал бы примерно те же параметры, будучи втрое тяжелее, а также труднее в обработке и дороже. Однако, когда чипы начали меняться вышеописанным образом, а вентиляторы в кулерах начали становиться все мощнее и мощнее, медь явно стала вырываться вперед. При относительно высоких скоростях потока воздуха, и малой площади чипа, разница в термальном сопротивлении одинаковых радиаторов из меди и алюминия может составлять до 30 с лишним процентов. Хотя, конечно, троекратная разница в весе при этом остается:

        Впрочем, существуют и более интересные в этом смысле материалы. Например, разнообразные формы углерода. От природного графита до искусственных алмазов. Естественные пока в радиаторах никто еще применять не додумался, хотя, с позолоченными материнскими платами, кто его знает, до чего может дойти дело: А вот искусственные, между прочим, давно уже стали нормой в прецизионных системах охлаждения полупроводниковых лазеров. В PC же можно обойтись и графитом, во всех его формах: при весе меньшем, чем у алюминия, термические свойства у него скорее соответствуют меди.

        Это особенно актуально, учитывая текущий тренд развития микроэлектроники — уменьшение размеров чипов на фоне увеличения их мощности и, соответственно, тепловыделения. Так что производителям решений для их охлаждения придется использовать все имеющиеся у них в распоряжении средства. И новые материалы, так что графит, скорее всего, в обозримом будущем в радиаторах появится, и новые формы, обеспечивающие более эффективное охлаждение.

        С самим агентом — воздушной средой, сделать ничего не получится. В плане изменения ее физических свойств, вроде слишком низкой теплопроводности. Так что приходится изменять те вещи, которые все же можно изменить — коэффициент теплопередачи и площадь поверхности, участвующей в обмене тепла.

        Вообще, как рассеивается тепло? Количество рассеиваемого системой тепла равно коэффициенту теплопроводности, помноженному на площадь соприкасающейся с воздухом поверхности, все это помножено на разницу между температурой окружающего воздуха и температурой радиатора. Весьма очевидно, не так ли? Последний параметр контролю явно не поддается, так что в нашем распоряжении остаются лишь два первых.

        Коэффициент теплопроводности можно изменить целым набором различных способов, где на первом месте по распространенности стоит увеличение скорости потока воздуха, омывающего радиатор. Что тоже, в общем то, вполне очевидно. Правда, больше 10 метров в секунду обычно этот параметр все же поднимать не рискуют — уж слишком громким получается кулер. Тогда в действие вступает второй доступный конструкторам фактор — вариации с формой радиаторов, дабы увеличить эффективную площадь рассеяния, при этом, желательно, учтя конфигурацию воздушных потоков, чтобы, к примеру, скорость воздуха в результате не снизилась на большую величину, нежели увеличится площадь радиатора.

        Здесь, впрочем, тоже есть свои традиционные методы. Например, «ежик», когда на квадратном сантиметре поверхности пытаются разместить максимальное количество пластин-иголок, в результате чего действительно площадь, соприкасающаяся с воздухом, увеличивается максимально, но при недостаточно эффективной конструкции есть шансы значительно снизить скорость продирающегося сквозь них потока воздуха. С каждым годом технологии прессовки все совершенствуются, так что и плотность ребер на ту же площадь непрерывно растет, и форма их непрерывно усложняется — от прямых выступов здесь уже давно перешли к изогнутым плоскостям различных конфигураций.

        Впрочем, и с вентиляторами вопрос еще до конца явно не решен — есть куда стремиться и создателям моторов, и дизайнерам лопастей. И в плане повышения эффективности основной функции и в плане снижения шума. В области традиционных кулеров вообще есть еще к чему стремиться. Тут и сочетания различных материалов в одном радиаторе, когда, допустим, основа делается из одного материала, а ребра — из другого, и вентиляторы с повышенной в разы мощностью, и пьезоэлектрические ребра охлаждения: В ближайшие годы мы увидим еще не одно поколение этих продуктов.

        Однако, как бы не совершенствовались кулеры, а еще одно звено во всей системе от них не зависит, так что уже другие производители прикладывают усилия к тому, чтобы оно не стало слабым звеном. Речь идет о интерфейсе между чипом и радиатором. Воздух, как мы уже говорили, не является идеалом по теплопроводности, так что для наилучшего охлаждения требуется еще один фактор: чтобы радиатор максимально плотно прилегал к поверхности чипа, и чтобы между ними нигде не возникало даже мельчайших воздушных прослоек. Для этого требуется либо идеальная полировка их поверхностей, либо же какой-то посредник, способный заполнить все впадины и обеспечить, в то же время, пристойную теплопередачу.

        Речь, конечно же, идет о разнообразных пастах, гелях, и тому подобных вещах. Сегодняшние материалы подобного рода обладают теплопроводностью до 13 Вт/квадратный метр/градус Цельсия, что более чем достаточно для сегодняшних устройств, но если сбудутся прогнозы на конец этого десятилетия: Этот параметр должен будет вырасти раза в три, но здесь физических проблем тоже не наблюдается — потенциал имеется и выше 100 Вт/квадратный метр/градус Цельсия, а значит, химики и физики в этом направлении наверняка продвинутся.

        По мере их работы, несомненно, применение будет находиться все новым и новым материалам. Как это было, например, с материалами с изменяющимся фазовым состоянием, описанными еще двадцать лет назад, но в охлаждении чипов начавших применяться только тогда, когда появились достаточно горячие процессоры, уровня Pentium. Изменяющееся фазовое состояние имеет, например, вода, которая, в зависимости от температуры, может, не меняя своего химического состава, переходить из одного фазового состояние в другое — твердое, жидкое, газообразное.

        Воду, конечно, в качестве прослойки между чипом и радиатором не применяют, но есть и другие варианты, представляющие из себя смесь полимерной основы и керамического наполнителя, повышающего термопроводимость смесей — например, Al2O3, BN, AlN или ZnO. Подобные смеси при комнатной температуре представляют из себя весьма вязкую субстанцию, в промежутке 40-70 градусов по Цельсию переходящую в жидкое состояние, вытесняя воздух между чипом и радиатором, и уменьшая термосопротивление этого участка. В таком состоянии материалы с изменяющимся фазовым состоянием работают не хуже гелей и жидких термопаст, в то же время, будучи заметно более удобными в обращении.

        Есть и еще один любопытнейший интерфейс между чипом и радиатором, основанный на открытом еще в первой половине 19-го века эффекте, по имени его первооткрывателя получившего название эффекта Пельтье. Эффект заключается в том, что напряжение, поданное на два противоположных друг другу материала вызывает разницу температур. Перетекая в один, электроны переходят в более высокое энергетическое состояние, поглощая тепло, возвращаясь в другой, они это тепло выcвобождают. Типичный термоэлектрический модуль, таким образом, состоит из двух хорошо пропускающих тепло керамических пластинок, являющихся его оболочкой, и расположенных между ними пар из прилегающих друг ко другу P and N doped bismuth-telluride semiconductor material.

        При подаче напряжения одна из сторон охлаждается, другая — нагревается. Это ни в коем случае не средство охлаждения, как зачастую относятся к элементам Пельтье не разбирающиеся в теме люди. Это тепловой насос, который не превращает тепло в холод, а просто, фактически, эффективно передает его с одного своего конца на другой. Объем совершаемой работы, естественно, полностью зависит от напряжения и силы тока и в существующих сегодня на рынке моделях, разница между холодной и горячей сторонами элемента может составлять весьма внушительную величину. До 65-70 градусов в случае использования одной пары термоэлектриков, и еще больше — если такие пары в одном элементе накладываются друг на друга.

        Да, мы спокойно можем сделать температуру стороны, прилегающей к процессору, скажем, 0 градусов по Цельсию. Весь вопрос в том, каких затрат энергии нам это будет стоить, и какова будет температура горячей стороны, которую придется охлаждать привычными методами. Элемент Пельтье способен несколько облегчить жизнь чипу, поскольку, будучи малой площади, способен отвести непосредственно от чипа куда больше тепла, чем любой радиатор куда более крупных размеров, но количество тепла в системе чип-радиатор он снизить не может по определению. Это всего лишь тепловой насос.

        Так что дальше с отводом тепла придется сражаться либо все тому же классическому кулеру, либо же чему-нибудь несколько более мощному. Мощному — читай, имеющему лучшую теплопроводность, чем воздух. Да, речь идет о жидкостном охлаждении во всех его проявлениях. За счет своей более высокой теплопроводности жидкость лучше поглощает тепло от его источников, а принудительное ее охлаждение в отведенном для этого месте может не ограничиваться доведением ее до комнатной температуры, тогда как в случае с воздухом нам приходится пользоваться тем, что дают.

        Классическая схема в этом случае выглядит следующим образом: с чипом соприкасается полая внутри металлическая пластина, через которую протекает охлаждающая жидкость. Поглотив тепло от стенок пластины, нагретых чипом, она попадает в специальный резервуар. Из него, с помощью насоса, нагретая жидкость перемещается в теплообменник, где у нее производится отъем тепла помощью воздуха. Вновь охлажденная жидкость попадает все в ту же пластину, соприкасающуюся с чипом.

        Круг замкнулся. Лучше всего он знаком автомобилистам, у которых по примерно такому же принципу работает охлаждение двигателя. Да и теплообменник очень напоминает автомобильный радиатор — множество тонких трубочек, выполняющих ту же цель, что и ребра охлаждения у обычного воздушного радиатора: увеличить площадь соприкасающейся с воздухом поверхности. Здесь напора набегающего воздуха, как в автомобиле, разумеется, нет, так что вентилятор — обязательное условие. Естественно, что в этом случае температура воды никогда не будет ниже, чем температура окружающего воздуха. Что, впрочем, не слишком важно, учитывая куда большую теплоемкость воды.

        Тем не менее, никто не запрещает использовать в теплообменнике более комплексные технологии охлаждения — это исключительно вопрос стоимости системы. Например, можно рассмотреть такой вариант, как пульсирующие тепловые трубки, они же — циклические.

        Берем тонкую трубку, и изгибаем ее так, чтобы она создавала множество U-образных переходов. Трубка заполнена жидкостью не полностью, а так, что остается свободное место. В результате того, что одной стороной вся эта система примыкает к источнику тепла, а другую ее сторону охлаждает воздушный поток, внутри начинаются испарения и осаждения жидкости, с образованием пузырьков пара и превращением их обратно в жидкость по мере постоянного пульсирующего изменения давления в системе. Эти процессы и являются единственной движущей силой внутри системы, перемещающей жидкость от теплого ее конца к холодному, и обратно! То есть, ряд лишних в данном случае вещей, вроде гидравлического насоса, мы просто-напросто вычеркиваем.

        Эта технология пока что еще изучена довольно слабо для доведения ее до массового использования, но перспективы, судя по первым опытам, у нее самые что ни на есть оптимистические. Вот такая вот ажурная «коронка», установленная на основе 80х80х2 мм, способна пропускать через себя до 450 Вт тепла при разнице температур на разных своих сторонах до 40 градусов, будучи обдуваемой потоком воздуха со скоростью всего в 3 м/с.

        Можно вспомнить и о других интересных и, возможно, перспективных методах отвода тепла. Например, чем-то похож на только что описанный процесс метод переноса жидкостью тепла внутри пластины радиатора, когда в ней используется капиллярная структура, по которой жидкость переносит тепло от нагретого конца пластины к холодному, возвращаясь затем обратно. В результате снижается термосопротивление пластины по сравнению с тем, если бы она была сделана из чистого металла, в результате чего улучшается перенос тепла с одной стороны на другую. Это позволяет некоторым производителям видеокарт делать решения с подобными радиаторами, не нуждающиеся в принудительном охлаждении потоком воздуха.

        Более того, появляются предложения использовать этот подход более, если можно так выразиться, интегрировано. То есть, делать чипы, в которых капиллярная структура будет использоваться не в радиаторе, а в теле самого чипа. Понятно, что в идее есть свое здравое ядро — тепло отводится непосредственно от тепловых очагов, про термосопротивление интерфейса вообще можно забыть за фактическим отсутствием оного. Хотя понятно, что всерьез говорить о каких либо возможностях использования этого предложения в современных процессорах, где на счету каждый квадратный миллиметр, просто бессмысленно. Здесь даже криогенное охлаждение получится дешевле, если учитывать, сколько сегодня стоит мельчайшая частица площади чипа. Это лишний раз подчеркивает, что, когда мы говорим об охлаждении процессоров, стоимость решений важна как бы не больше, чем их эффективность. На то он и массовый рынок.

        Или, к примеру, еще один похожий вариант. Но здесь к термодинамике добавляются еще и электрические силы. Есть такой эффект — электроосмос, когда внешнее электрическое поле перемещает ионы в жидкости, заставляя весь ее объем перемещаться в том же направлении. В результате у нас появляется возможность создания миниатюрного гидравлического насоса, не имеющего движущихся частей — вполне идеальный вариант для применения в PC классических систем с водным охлаждением. Ученые из Стэнфорда исследовали подобные системы в сочетании с радиаторами со внутренней капиллярной структурой, и достигли весьма обнадеживающих результатов, вполне позволяющих рекомендовать подобные комбинации, например, для использования в мощных ноутбуках.

        По мере того, как чипы становятся все более мощными и миниатюрными, сегодняшние массовые решения, основанные на охлаждении металлических радиаторов воздушным потоком, начнут все дальше и дальше отступать в прошлое, уступая свое место вышеописанным решениям или даже их комбинациям. Благо, что за те годы, что используются нынешний подход, технологии совершили заметный скачок, так что уже видна возможность их выхода на коммерческий рынок. Последние модели графических High-End карт, в комплекте с которыми опционально можно приобрести систему водяного охлаждения и наличие на рынке большого ассортимента систем для водяного охлаждения центрального процессора лишний раз это доказывают.

        Впрочем, бывают случаи, когда даже такого уровня охлаждения оказывается недостаточно. Впрочем, здесь затрагиваются несколько более фундаментальные вопросы. Например, о направлении развития всей микроэлектроники, как таковой. Сегодня мощность чипов наращивается всем известным образом — за счет уменьшения размеров транзисторов, увеличения их количества, и отношения напряжение/размер транзистора.

        Между тем, еще несколько десятков лет тому назад проводились серьезные исследования на тему влияния низких температур на работу электронных схем. Комбинация получилась идеальная: производительность работы увеличивалась, за счет уменьшения времени переключения транзистора и сопротивления межтранзисторных соединений, одновременно повышалась надежность за счет увеличения времени жизни и уменьшения количества отказов. Таким образом, есть и альтернативный вариант для увеличения производительности чипов — достаточно охладить их до весьма низких температур. Чем, кстати, и пользуются их производители, когда им надо показать потенциал своего детища — достаточно применить жидкий азот.

        Как показывают результаты опытов, в среднем, в зависимости от характеристик чипа, можно говорить где-то о приросте 1-3 процентов производительности CMOS транзисторов на снижение температуры на каждые 10 градусов Цельсия. Это очень не мало — снизив температуру чипа, к примеру, с 60 градусов выше нуля до 40 градусов ниже нуля, как это вполне успешно делает сегодня Kryotech, мы получим суммарное снижение в 100 градусов, а это — уже плюс 10-30 процентов к производительности, что на сегодняшний день для центральных процессоров дает прирост в сотни мегагерц.

        Впрочем, так уж сложилось на сегодняшний день, что ускорение чипов традиционными методами считается более дешевым и простым вариантом, так что производители предпочитают вкладывать миллиарды долларов в совершенствование техпроцессов, а более-менее заметными примерами использования криогенных методов охлаждения с использованием компрессоров (схема, наподобие которой работают кондиционер и холодильник), являются разве что та же Kryotech со своими системами на базе Athlon, да IBM, с некоторыми из своих серверов.

        Хотя, стоит чуть более подробнее коснуться этого метода, тем более, что он используется в коммерческих PC. Метод, является, пожалуй, самым «тяжелым», поскольку потенциально способен давать охлаждение хоть до температур сжижения газов, т.е., намного ниже -200 по Цельсию. Основан на использовании легкоиспаряющихся жидкостей и на том, что газы (в данном случае, эта самая испарившаяся жидкость), при расширении охлаждаются, предварительно же эти самые пары сжимают при использовании компрессора. В конденсаторе, расширяясь, они отдают тепло (как от чипа, так и то, что было получено при сжатии), конденсируясь обратно во влагу, которая вновь идет в прилегающую к чипу пластину для того, чтобы в очередной раз испариться.

        Тем не менее, как уже говорилось, несмотря на всю потенциальную (да и демонстрируемую) мощность такого подхода, применяется он не так уж и часто. В чем-то такая позиция обоснована, поскольку, все же, вода и чипы — понятия не совместимые, так что любое использование жидкостных систем охлаждения для производителей PC является достаточно хлопотным занятием. Необходимо тщательнейшим образом отслеживать все вопросы, связанные с герметичностью, появлением конденсата, и т.д. Добавим сюда довольно большой занимаемый объем в корпусе PC и достаточно высокую стоимость, и мы поймем, почему этот метод охлаждения так и не получил до сих пор массового признания. Впрочем, подождем еще несколько лет, пока температура чипов поднимется до той точки, когда потребуются новые методы охлаждения:

        Возможно, что тогда эти соображения особой роли играть не будут, более того, в ход пойдут и еще более экстремальные технологии, основанные уже на применении «открытой жидкости», не загнанной в различные резервуары, а имеющей прямой контакт с чипом.

        Первый из подобных методов, он же — наиболее поражающий своей эффектностью, это полное погружение внутренностей компьютера в охлаждающий раствор. При этом мы вообще полностью избавляемся от термосопротивления прилегающей к чипу пластины, в которой содержится вода, и всех прочих подобных термоинтерфейсов. Прямой контакт — тепло сразу передается в охлаждающую среду.

        Вроде бы, только что говорилось о полной несовместимости чипов и воды? Да. Но здесь вся хитрость в том, что речь идет в том, что имеются уникальные составы, имеющие жидкое агрегатное состояние, но являющиеся при этом полноценными диэлектриками. Так что чип может спокойно работать, будучи погруженным в такой раствор — отсутствие коротких замыканий гарантировано так же, как если бы между контактами находился бы воздух. На сегодняшний день общепринятым вариантом в этом случае является целый класс флюорокарбоновых жидкостей, из которых наиболее известна предлагаемая 3M марка «Fluorinet», также представляющая из себя целый набор продуктов с различными свойствами. Термосвойства у нее хуже, чем у воды, но, за счет того, что возможен прямой контакт с чипом.

        С подобными системами активно работала IBM, использовались флюоркарбоновые составы и в охлаждении CRAY-2. Естественно, что речь не идет просто об отводе тепла в жидкость, иначе, при температурах нынешних чипов, модуль с ней быстро превратился бы в кипящий котел. Как и в системах с непрямым жидкостным охлаждением, здесь также присутствует охлаждающий блок, где состав может отдавать поглощенное им от чипов тепло.

        Есть и еще один, не менее любопытный метод использования жидкостей в открытом виде. Здесь используется тот широко известный факт, что при испарении температура жидкостей понижается. Дальнейшее, грубо говоря, понятно — радиатор чипа в таком случае представляет из себя миниатюрный бассейн, откуда идет испарение жидкости. За счет этого дно бассейна, прилегающее к чипу, охлаждается, а пар каким-нибудь образом собирается, и конденсируется обратно в ту же жидкость. В общем, чем-то все напоминает вышеописанный криогенный метод. Способ весьма экзотический, в коммерческих решениях на сегодняшний день не применяется.

        В общем, вариантов, на самом деле — море. И весь вопрос чаще всего заключается не в том, насколько эффективно будут они выполнять свою основную работу по охлаждению чипов, а сколько это будет стоить. А еще точнее — соотношение этих двух факторов. Вдобавок, есть и другие нюансы: Например, в случае воздушного охлаждения, нам требуется максимально открыть воздуху все теплоизлучающие части. Но для снижения электромагнитных наводок (чей уровень весьма жестко ограничен в разнообразных стандартах, да и по определению должен удерживаться под контролем хотя бы для того, чтобы все работало), в идеале, напротив, было бы идеальным закрыть эти самые радиоизлучающие части в металлическую экранирующую упаковку. Приходится искать баланс. И так — во всем.

        К тому же, если не так уж давно речь могла идти максимум об охлаждении центрального процессора, то сегодня: северный мост чипсета, графический процессор, порой уже — винчестер: При сегодняшних скоростях вращения шпинделя, достигающих 15,000 оборотов в минуту, от нагрева не спасают никакие изощренные технологии, так что греются High-End винчестеры более чем заметно. Причем, это не процессор, где вы раз в год можете заявить, что сменили систему упаковки, и теперь вам требуется кулер не в 1.5, а в 2 кг весом. Здесь требования форм-фактора высоки, как нигде, так что производителям винчестеров приходится попотеть. Тем не менее, как уже сказано, начали появляться наборы из двух-трех вентиляторов, предназначенные для помещения во фронтальную панель и обдува винчестера.

        Горячий воздух, таким образом, загоняется внутрь корпуса, что проблему борьбы с температурой внутри него отнюдь не решает. И здесь пока никаких радикальных методов предложено не было. Кроме, разве что, второго дополнительного вентилятора. Пока что этого более-менее хватает, но очевидно, что в будущем здесь также понадобится приход новых технологий. Каких — пока что представить довольно трудно.

        Сайт для пользователей персональных компьютеров

        Ни для кого не секрет, что при работе компьютера все его электронные компоненты нагреваются. Некоторые элементы греются весьма ощутимо. Процессор, видеокарта, северные и южные мосты материнской платы – самые греющиеся элементы системного блока. Перегрев вообще опасен и приводит к аварийному отключению компьютера.

        Поэтому основной проблемой всей электронной части вычислительной техники – это правильное охлаждение и эффективный отвод тепла. У подавляющего большинства компьютеров, как промышленных, так и домашних, для отвода тепла применяется воздушное охлаждение . Свою популярность она получила за счет свой простоты и дешевизны. Принцип такого типа охлаждения заключается в следующем. Все тепло от нагретых элементов отдается окружающему воздуху, а горячий воздух в свою очередь с помощью вентиляторов выводиться из корпуса системного блока. Для повышения теплоотдачи и эффективности охлаждения, наиболее нагревающиеся компоненты снабжаются медными или алюминиевыми радиаторами с установленными на них вентиляторами.

        Но тот факт, что отвод тепла происходит за счет движения воздуха, совершенно не означает что, чем больше установлено вентиляторов, тем лучше будет охлаждение в целом. Несколько неправильно установленных вентиляторов могут навредить гораздо больше, а не решить проблему перегрева, когда один грамотно установленный вентилятор решит эту проблему очень эффективно.

        Выбор дополнительных вентиляторов.

        Прежде чем покупать и устанавливать дополнительные вентиляторы внимательно изучите свой компьютер. Откройте крышку корпуса, посчитайте и узнайте размеры установочных мест для дополнительных корпусных кулеров. Посмотрите внимательно на материнскую плату – какие разъемы для подключения дополнительных вентиляторов на ней имеются.

        Вентиляторы нужно выбирать самого большого размера, который вам подойдет. У стандартных корпусов это размер 80×80мм. Но довольно часто (особенно в последнее время) в корпуса можно установить вентиляторы размером 92×92 и 120×120 мм. При одинаковых электрических характеристиках большой вентилятор будет работать гораздо тише.

        Старайтесь покупать вентиляторы с большим количеством лопастей – они также тише. Обращайте внимание на наклейки – на них указан уровень шума. Если материнская плата имеет 4-х контактные разъемы для питания кулеров, то покупайте именно четырехпроводные вентиляторы. Они очень тихие, и диапазон автоматической регулировки оборотов у них довольно широкий.

        Между вентиляторами получающие питание от блока питания через разъем Molex и работающие от материнской платы однозначно выбирайте второй вариант.

        В продаже имеются вентиляторы на настоящих шарикоподшипниках – это наилучший вариант в плане долговечности.

        Установка дополнительных вентиляторов.

        Давайте рассмотрим основные моменты правильной установки корпусных вентиляторов для большинства системных блоков. Здесь мы приведем советы именно для стандартных корпусов, так как у нестандартных расположение вентиляторов столь разнообразно, что описывать их не имеет смысла – все индивидуально. Более того у нестандартных корпусов размеры вентиляторов могут достигать и 30см в диаметре.

        В корпусе нет дополнительных вентиляторов.

        Это стандартная компоновка для практически всех компьютеров продаваемых в магазинах. Весь горячий воздух поднимается в верхнюю часть компьютера и за счет вентилятора в блоке питания выходит наружу.

        Большим недостатком такого вида охлаждения является то, что весь нагретый воздух проходит через блок питания, нагревая при этом его еще сильнее. И поэтому именно блок питания у таких компьютеров ломается чаще всего. Также весь холодный воздух всасывается не управляемо, а со всех щелей корпуса, что только уменьшает эффективность теплообмена. Еще одним недостатком является разреженность воздуха, получаемая при таком типе охлаждения, что ведет к скапливанию пыли внутри корпуса. Но все же, это в любом случае лучше, чем неправильная установка дополнительных вентиляторов.

        Один вентилятор на задней стенке корпуса.

        Такой способ применяется больше от безвыходности, так как в корпусе имеется лишь одно место для установки дополнительного кулера – на задней стенке под блоком питания. Для того чтобы уменьшить количество горячего воздуха проходящего через блок питания устанавливают один вентилятор работающий на «выдув» из корпуса.

        Большая часть нагретого воздуха от материнской платы, процессора, видеокарты, жестких дисков выходит через дополнительный вентилятор. А блок питания при этом греется значительно меньше. Также общий поток движущегося воздуха увеличивается. Но разреженность повышается, поэтому пыль скапливаться будет еще сильнее.

        Дополнительный фронтальный вентилятор в корпусе.

        Когда в корпусе имеется лишь одно посадочное место на лицевой части корпуса, либо нет возможности включения сразу двух вентиляторов (некуда подключать), то это самый идеальный вариант для вас. Необходимо поставить на «вдув» один вентилятор на фронтальной части корпуса.

        Вентилятор нужно установить напротив жестких дисков. А правильнее будет написать, что винчестеры нужно поставить напротив вентилятора. Так холодный входящий воздух будет сразу их обдувать. Такая установка гораздо эффективнее, чем предыдущая. Создается направленный поток воздуха. Уменьшается разрежение внутри компьютера – пыль не задерживается. При питании дополнительных кулеров от материнской платы, снижается общий шум, так как снижаются обороты вентиляторов.

        Установка двух вентиляторов в корпус.

        Самый эффективный метод установки вентиляторов для дополнительного охлаждения системного блока. На фронтальной стенке корпуса устанавливается вентилятор на «вдув», а на задней стенке – на «выдув»:

        Создается мощный постоянный воздушный и направленный поток. Блок питания работает без перегревов, так как нагретый воздух выводиться вентилятором, установленным под ним. Если установлен блок питания с регулируемыми оборотами вращения вентилятора, то общий шум заметно снизиться, и что более важно давление внутри корпуса выровнится. Пыль не будет оседать.

        Неправильная установка вентиляторов.

        Ниже приведем примеры неприемлемой установки дополнительных кулеров в корпус ПК.

        Один задний вентилятор установлен на «вдув».

        Создается замкнутое воздушное кольцо между блоком питания и дополнительным вентилятором. Часть горячего воздуха из блока питания тут же всасывается обратно внутрь. При этом в нижней части системного блока движения воздуха нет, а следовательно охлаждение неэффективное.

        Один фронтальный вентилятор установлен на «выдув».

        Если вы поставите только один передний кулер, и он будет работать на выдув, то в итоге вы получаете очень разряженное давление внутри корпуса, и малоэффективное охлаждение компьютера. Причем из-за пониженного давления сами вентиляторы будут перегружены, так как им придется преодолевать обратное давление воздуха. Компоненты компьютера будут нагреваться, что приводит к повышенному шуму работы, так как скорости вращения вентиляторов увеличатся.

        Задний вентилятор на «вдув», а фронтальный — на «выдув».

        Создается воздушное короткое замыкание между блоком питания и задним вентилятором. Воздух в районе центрального процессора работает по кругу.

        Передний же вентилятор пытается против естественного конвекционного подъема «опустить» горячий воздух, работая под повышенной нагрузкой и создавая разрежение в корпусе.

        Два дополнительных кулера стоят на «вдув».

        Создается воздушное короткое замыкание в верхней части корпуса.

        При этом эффект от входящего холодного воздуха ощущается только для винчестеров, так как дальше он попадает на встречный поток от заднего вентилятора. Создается избыточное давление внутри корпуса, что усложняет работу дополнительных вентиляторов.

        Два дополнительных кулера работают на «выдув».

        Самый тяжелый режим работы системы охлаждения.

        Внутри корпуса пониженное давление воздуха, все корпусные вентиляторы и внутри блока питания работают под обратным давлением всасывания. Внутри воздуха нет достаточного движения воздуха, а, следовательно, все компоненты работают перегреваясь.

        Вот в принципе и все основные моменты, которые вам помогут в организации правильной системы вентиляции своего персонального компьютера. Если на боковой крышке корпуса есть специальная пластиковая гофра – используйте её для подачи холодного воздуха к центральному процессору. Все остальные вопросы установки решаются в зависимости от структуры корпуса.

        Переносим горячий воздух. Высокотемпературные вентиляторы

        Высокотемпературные вентиляторы используются во многих системах с разной целью. Это может быть вентиляция ванн и саун, а также печи и камины. Назначение высокотемпературного вентилятора зависит от его конструкции и заданных функций.
        Высокотемпературные вентиляторы (их еще называют термостойкими) могут иметь осевое или центробежное исполнение. Рабочая среда таких вентиляторов может иметь большую температуру и агрессивные составляющие. Чаще всего их используют в вентиляционных каналах, но есть конструкции термостойких вентиляторов, которые используются без воздуховодов.

        Сферы применения высокотемпературных вентиляторов

        Область применения высокотемпературных вентиляторов охватывает не только бытовое использование, но и промышленные помещения, использование в технологических процессах и многое другое.
        Благодаря высокотемпературным вентиляторам можно обеспечить:

        • вентиляцию таких помещений как сауна или баня,
        • движение горячего воздуха в воздушных системах отопления,
        • организовать отвод горячего воздуха от каминов и печей,
        • вывести продукты горения из промышленных участков (постов) сварки и резки металла или других материалов,
        • обеспечить надежную вентиляцию в электрических установках и многое другое.

        Высокотемпературные вентиляторы могут устанавливаться: на потолке, на стене, на подвесном потолке, на специальных кронштейнах и подвесах, а также на внутренних стенах для обеспечения вентиляции с выбросом воздуха непосредственно за пределы помещения (на улицу) или в систему воздуховода.
        Также высокотемпературные вентиляторы могут быть использованы в качестве теплообменника между смежными помещениями.
        Существуют специальные каминные системы отопления, в которых происходит отвод горячего воздуха от камина в воздушные системы отопления или непосредственно в требуемое помещение. В таких системах применяются каминные высокотемпературные вентиляторы.
        При этом, высокотемпературные (термостойкие) канальные вентиляторы имеют большую производительность и диапазон рабочих температур не менее чем от -5 до +140 °С. Некоторые модели термостойких вентиляторов могут работать со значительно более высокими температурами.
        Режим работы высокотемпературных вентиляторов может быть прерывистым или продолжительным. Поэтому, такие вентиляторы можно использовать как для вентиляции бытовых, так и для вентиляции торговых, санитарных, промышленных и других помещений.

        Конструктивные особенности высокотемпературных вентиляторов

        В зависимости от исполнения (осевое или центробежное) корпус вентилятора может иметь различные габаритные типоразмеры.
        Для осевых канальных высокотемпературных вентиляторов существует несколько размеров присоединения. Но стоит помнить, что по всей своей длине высокотемпературный вентилятор может иметь одинаковые или различные диаметры сечения. При различных диаметрах стоит предусматривать дополнительное место для установки.
        Материалом, из которого изготавливается корпус высокотемпературных вентиляторов, может служит металл (чаще всего алюминий), а также жаропрочный пластик (часто стеклонаполненный полиамид).
        Двигатели высокотемпературных вентиляторов изготавливаются с использованием радиальных подшипников и позволяют использовать их не менее 30 тыс. часов без перебоев и отказов.
        Степень защиты электрического двигателя IP44 позволяет монтировать системы, которые работают в условиях повышенной влажности и запыленности.
        Кроме того, существуют специальные высокотемпературные вентиляторы, которые больше относятся к другим видам и тапам вентиляторов (например, крышные высокотемпературные вентиляторы).

        Использование высокотемпературных вентиляторов (термостойких) позволяет использовать горячий воздух или выводить его из помещения без создания специальных систем защиты от температуры.
        Вентиляционные системы на базе высокотемпературных вентиляторов всегда имеют малые размеры и большую производительность, что делает их незаменимыми в малых помещениях (кухни, варочные, пекарни, сауны, бани, а также производственные участки с высокой температурой воздуха).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *