Рассказав о кулерах нашедших широкое применение для
охлаждения процессоров, я сначала не хотел говорить о системах
охлаждения с отрицательными температурами куда попадают системы с
холодильными агрегатами разных типов и жидкие и твердые газы. Но Ваши эксперименты в этой области подтолкнули
написать эту статью. Попробую рассмотреть некоторые ошибки, которые
затрудняют широкое применение компрессионных и других холодильных установок в
системах охлаждения ПК.
постоянно толкает энтузиастов экстремального разгона на исследования.
Поскольку с константами :) ничего сделать нельзя, а скорость воздушного
потока можно увеличить только применяя компрессор, площадь поверхности
теплообмена ограничена, основные исследования направлены на увеличение
Δt = tк – tp.
Это можно сделать как снижая температуру
радиатора или пластины теплоотвода процессора - tр, которая
приближается к температуре воздуха в корпусе ПК, так и снижая
температуру кристалла процессора tк
(температуру тепловыделяющих областей на кристалле процессора).
Это делают на применение жидких и твердых газов, компрессионных
охладителей, ТЭМ (модулей на эффекте Пельтье). Но кроме отдельных
рекордных экспериментов новых технических решений позволяющих
использовать подобные устройства в повседневной практике нет.
Причины ограничивающие применение теплообменников
с отрицательными температурами
Главная особенностьвсех холодильных
установок, это отрицательные температуры на охлаждающем узле.
Если Вы заглядывали в холодильную камеру (советского холодильника) то
знаете, что при самой малой влажности, характерной для бетонной квартиры,
на охладителе всегда образуются наросты инея. Известно, что в результате
охлаждения, даже при изначально незначительной влажности воздуха, влага
в нем содержащаяся конденсируется. Температура конденсации, это так
называемая "точка росы". Например, если воздух с температурой 21 град.С
имеет влажность 50%(комфортные условия), то
уже при его охлаждении до +10 град.С он отдает влагу на
охлаждающем узле (узле с температурой +10 град.С), в виде конденсата, который
при дальнейшем охлаждении до отрицательных температур образует иней.
Крайний случай, относительная влажность воздуха 30%, его температура
21 град.С имеет точку росы +2,8 град.С.
Посмотрите рис.1.
Рисунок 1.
На рисунке показана зависимость температуры точки росы от
относительной влажности и
температуры воздуха. Этот рисунок позволяет оценить точку росы
(температуру конденсации влаги) для диапазона температур характерных для
наших квартир.
Конденсация влаги требует при применении таких охладителей принятия специальных
мер, для исключения попадания влаги на узлы ПК. Это никак ни те
изоляционные накладки которые практикуются исследователями.
Причем эти меры должны
быть с долговременным эффектом, в условиях периодической работы ПК. Это
очень сложная задача, которую пока не могут решить энтузиасты
рассматриваемого
вида холодильных установок.
Но есть другое решение, которое позволит решить эту проблему
1. Логика подсказывает, если влага конденсируется - надо убрать
избыточную влагу из воздуха. Но для этого корпус ПК должен быть
герметичен, поскольку десятки литров воды содержащейся в сотнях и
тысячах кубометров прокачиваемого через корпус ПК воздуха удалить
требуются не только большие затраты энергии, но и еще один элемент
системы - емкости для сбора воды.
Компьютер в этом случае грозит превратиться в банальный осушитель
воздуха.
Вот можно ли им будет пользоваться как компьютером это не совсем
понятно.
2. Нельзя забывать про термоизоляцию корпуса.
Поскольку все выпускаемые корпуса, сами по себе, рассеивают в окружающее
пространство более 30 Вт тепла. Это при более высокой температуре
корпуса чем окружающая среда. При более низкой температуре корпуса
просто тепловыделение изменится на теплопоглощение. Не думаю что стоит
терять мощность холодо генератора на охлаждение помещения.
Поэтому если уж применять системы охлаждения с отрицательными
температурами на охладителе процессора в длительном режиме надо
выполнить следующие условия:
Снизить влажность воздуха в объеме корпуса ПК до величин при
которых конденсация влаги на охладителе, при его рабочей
температуре, невозможно. Это накладывает определенные ограничения на
температуру охладителя.
Чтобы поддерживать заданную влажность в корпусе ПК, он должен
быть герметичен,
Учитывая предыдущие пункты, применение низкотемпературных систем
охлаждения требует кондиционирование воздуха в корпусе ПК,
А кондиционируемый корпус должен быть не только герметичным, но
и теплоизоляционным.
Отсюда вытекает единственная реальная конструкция позволяющая
работать при отрицательных температурах охладителя.
Возможный вариант решения
Это система построенная на компрессионных холодильных агрегатах.
Это можно сделать так!
Правда это напоминает решение APC,
в котором предлагается ставить охладитель кондиционера над
стойкой серверов.
Но я шучу!
Не знаю как APC.
Заключение
Нельзя забывать, что даже при специально осушенном воздухе системы
охлаждения на жидких газах (например азоте) ввиду низких температур
охладителя накопление влаги на охладителе неизбежно. Вообще жидкие газы
для охлаждения датчиков чаще используются в кратковременном режиме, а в
длительном режиме сами датчики приходится помещать в вакуумный объем.
Обычно это сосуды Дюара специальной конструкции с малым числом выводов.
При полном или частичном использовании материалов ссылка на "www.electrosad.ru" обязательна. Ваши замечания, предложения, вопросы можно отправить автору
почтой.
