Охлаждение компьютера,что надо знатьна страницах сайта www.electrosad.ru | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Охлаждение компьютера и его узлов это многогранная
проблема включающая в себя как проблемы охлаждения узлов, так и
теплообмена внутри компьютера и вывод тепла за пределы корпуса. И
все они связаны и определяют в конечном итоге возможность устойчивой
работы компьютера в заданном температурном диапазоне внешней среды.
Охлаждение компьютера, как и вообще радиоаппаратуры, проблема которая волнует сейчас многих. Потому что современные электронные устройства имеют достаточно высокое тепловыделение. Что касается компьютеров, их высокое тепловыделение в первую очередь обусловлено высокой производительностью его узлов, и их растущим количеством. Эта тенденция распространяется не только на специализированные ПК для систем проектирования и обработки графики, они проявляются и на компьютерах для дома.
Тепловой барьер ...Мы знаем про тепловой барьер самолетов, в словарях пишут:
... в электроникеНечто подобное существует и в электронике для тепловыделяющих объектов. Только здесь:
Тепловой барьер существует для компьютера или каждого из его узлов. Тепловой барьер компьютера - это температура воздуха в корпусе которая приводит компьютер к неработоспособному состоянию (зависанию, перезагрузке, снижению ресурса). Иногда последнее происходит из-за превышения "теплового барьера" его узлов. Которые, в большинстве своем, сейчас имеют встроенные средства защиты от перегрева (теплового барьера). Для компьютера чем меньше размеры его корпуса тем меньше его "тепловой барьер". Тепловой барьер отодвигает в сторону большего тепловыделения его вентиляция.
"Тепловой барьер" чиповВыделение тепла главными чипами компьютера (процессорами) стабилизировалось на уровне когда современные системы охлаждения еще способны обеспечить их работоспособность. Любое дальнейшее увеличение их производительности без кардинального изменения элементной базы натыкается на "тепловой барьер чипа". Этот "тепловой барьер" установился для чипов большой площади (более 100 мм2) с большими градиентами (более 50°С) по поверхности на уровне 35 - 40 Вт/см2
в секунду (меньшее значение для Intel, большее для AMD). Дальнейшее его увеличение, на данных конструктивах, невозможно без повышения его температуры и в результате снижения ресурса чипа.
Тепловыделение компьютеровСовременные компьютеры имеют разнообразную элементную базу, конфигурацию и назначение. С точки зрения тепловыделения компьютеры можно поделить на несколько категорий:
* хотя производители и пишут "игровой ноутбук", ".... планшет" играть в игры предназначенные для специального игрового компьютера на этих компьютерах нельзя, а смотреть кино и играть в облегченные версии игр можно только несколько часов. Наверное поэтому у игроманов они не в почете. ** особенностью серверов является при тепловыделении на уровне производительной рабочей станции его геометрические размеры определяются другими стандартами и посадочными местами стойки. Это определяет более тяжелый тепловой режим. *** Конструктив — понятие, включающее в себя набор требований к механическому исполнению объектов. Понятие конструктива не накладывает прямых ограничений на функциональные, электрические или какие-либо ещё свойства. **** Для такого компьютера уже существует широкий выбор корпусов, которые способны пропустить через себя 0,5 м3/мин и более воздуха. Но 0,5 м3/мин это расчетная величина при эффективной теплопередаче (коэффициент теплопередачи =1). Реально это недостижимая величина и коэффициент теплопередачи узлов в корпусе ПК имеет величину от 0,3 до 0,7. Это значит, что полученное значение объема прокачиваемого воздуха надо разделить на величину реального коэффициента теплопередачи. В результате необходимый для охлаждения узлов объем воздуха возрастает до 2,5 -:- 1,5 м3/мин. Такой расход может обеспечить стандартный вентилятор диаметром 120 мм при 2500 об/мин. Это разделение весьма условно, можно спорить о границах категорий потому что единичные модели выпадают из этих границ, но общая масса компьютеров хорошо в них вписывается. Отдельно стоят промышленные серверы и ПК для экспериментов с разгоном узлов. Особенность серверов конструкция корпусов, предназначенных для монтажа в стойки (шкафы), что определяет их уменьшенные габариты по сравнению с компьютерами при таком же или часто большем тепловыделении.
Компьютеры для разгона и длительной работы в этом режиме имеют ту особенность, что при суммарной мощности тепловыделения соизмеримой с мощностью хорошего компьютера (более 450 Вт) они имеют повышенное локальное тепловыделение, в районе процессора, памяти, видеокарты.
Тепловой барьер корпусаКорпус компьютера тоже имеет свой тепловой барьер. Если рассматривать корпус как замкнутый объем не имеющий вентиляции (например планшет), то способность такого корпуса отводить тепло определяется площадью его теплоотводящей поверхности из расчета 1 Вт отводимого тепла на 15-20 см2 поверхности. Это значит что существует зависимость тепловыделения такого корпуса и его размерами (площадью поверхности задействованной для теплообмена). Принудительная вентиляция снимают требования большого размера корпуса. И чем больше воздушный поток, тем меньше это ограничение, потому что основная часть тепла выводится через поступающий в корпус воздух. Известны случаи когда температура воздуха в корпусах с плохим воздухообменом повышалась до 35 и даже 45°С. Но все равно размер корпуса напрямую связан с его тепловыделением.
Общие принципы охлажденияДля того чтобы грамотно выбрать тип системы охлаждения надо знать возможности разных типов. Специалисты оценивают: Коэффициент теплоотдачи для применяемых в системах охлаждения типов теплообмена:
* - для нормального атмосферного давления Все остальные типы являются промежуточными. Поскольку естественная конвекция основана на свободном перемещении теплоносителя в объеме за счет конвективных потоков то для ее эффективности требуется пространство не препятствующее их течению и перепад температуры источника нагрева и внешней среды. В ограниченных объемах или сечениях эти условия выполнить невозможно необходимо использовать системы с принудительной подачей теплоносителя.
Minitower Cooler Master HAF XB (RC-902XB-KKN1). Корпус с выдающейся вентиляцией для сборки игрового компьютера класса премиум.
Уже сейчас экономически целесообразно применение водяных систем охлаждения при тепловыделении более 1000 Вт. Применительно к вычислительной технике, это серверные комплексы (стойки) с числом серверов более 10.
Эффективность систем охлаждения узлов компьютера не может быть высокой уже потому что она определяется перепадом температур источника тепла и внешней среды. А вот как раз температура источника тепла (например процессора) как любого другого полупроводникового устройства низка, и не превышает на кристалле 100°С. При этом перепад температур в тепловой цепи не превышает 75°С. Этот перепад температур и ограничивает эффективность систем охлаждения.
Термоэлектрическая сборка OverFrost-480-AL-1 «Охлаждение
жидкости» Цена 35,7 тыс.руб
ЗаключениеДля данного ряда применений существует множество различных моделей корпусов от множества производителей. В большинстве своем они способны обеспечить отвод выделяемого тепла за пределы корпуса, особенно Но не все. Главный критерий способности корпуса обеспечить работоспособность Вашей системы это способность его конструкции и вентиляторов обеспечить необходимый объем воздуха прокачиваемого через корпус. Не следует забывать несколько принципов:
Поэтому вентиляция корпусов ПК любого уровня должна применяться при любом тепловыделении, за исключением случает когда отвод выделяемого в корпусе тепла способен обеспечить сам корпус.
Ссылки:
август 2008 года.
Сорокин А.Д.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Попасть прямо в разделы сайта можно здесь:
/Неизвестный
процессор/Охлаждение ПК/Электроника для ПК/Linux/Проекты, идеи/Полезные советы/Разное/
При полном или частичном использовании материалов ссылка на "www.electrosad.ru" обязательна. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Copyright © Sorokin A.D. | 2002-2020 |