Здравствуйте во второй части мы поговорим об охлаждении компьютера.
Это: термоинтерфейс, кулеры и СВО
Термоинтерфейс
Термоинтерфейс — слой теплопроводящего состава (обычно многокомпонентного) между охлаждаемой поверхностью и отводящим тепло устройством. Наиболее распространенным типом термоинтерфейса являются теплопроводящие пасты (термопасты) и компаунды.
В быту наиболее известны термоинтерфейсы для тепловыделяющих компонентов персональных компьютеров (процессоры, видеокарты, быстрая память и т. п.). Также применяется в электронике для теплоотвода от компонентов силовых цепей и уменьшения градиента температур внутри блоков.
Термоинтерфейсы применяются в системах теплоснабжения и подогрева.
Типы термоинтерфейсов
Теплопроводные составы находят применение при производстве электронных компонентов, в теплотехнике и измерительной технике, а также при производстве радиоэлектронных устройств с высоким тепловыделением. Термоинтерфейсы имеют следующие формы:
- теплопроводящие пастообразные составы;
- полимеризующиеся теплопроводные составы;серебряные
- теплопроводящие клеящие составы;
- теплопроводящие прокладки;
- припои и жидкие металлы.
Кулеры
Кулер (англ. cooler — охладитель) или охладитель — название системы воздушного охлаждения — совокупность вентилятора с радиатором, устанавливаемых на электронные компоненты компьютера с повышенным тепловыделением (обычно более 5 Вт): центральный процессор, графический процессор, микросхемы чипсета.
Кулер применяется при необходимости обеспечения боольшего протока воздуха в контрольных точках (при не очень большой мощности чипа или при ограниченной вычислительной ёмкости задач, достаточно бывает только радиатора, без вентилятора).
Конструктивно используется следующая схема:
- на тепловыделяющий компонент устанавливается теплоотводящий радиатор из материала с высокой теплопроводностью (доступнее всего — алюминий и медь).
- на стык между тепловыделяющей и теплоотводящей поверхностями радиатора наносится слой термоинтерфейса (например, в виде термопасты) для уменьшения потерь теплопроводности на стыке, обусловленных возможными неровностями на этих поверхностях.
- на радиатор прикрепляется вентилятор, нагнетающий воздух к радиатору. По мере развития, кроме проводов питания, в шлейф вентилятора был добавлен провод подключающий встроенный в конструкцию вентилятора тахометр, что позволило ввести обратную связь и при помощи изменения напряжения регулировать скорость вращения вентиляторов (как правило, на материнской плате эта функция реализована в контроллере Super I/O).
Кулер на тепловых трубках
При ограниченности пространства непосредственно у процессора и необходимости отводить от малой площади большой поток тепла, используют тепловые трубки. Эффективность теплопередачи тепловой трубки на единицу сечения выше, чем у теплопередачи через сплошной металл.
Благодаря такому подходу становится возможным передавать тепло с малой площади кристалла процессора на большой радиатор, находящийся на некотором расстоянии. Особенно большую поверхность имеют радиаторы специально созданные для работы без вентилятора, что позволяет значительно снизить шум компьютера.
Назначение проводов компьютерного вентилятора
Вентиляторы бывают 2-, 3- и 4-контактными.
Цветовая маркировка проводов (тип 1):
- красный — +12 вольт;
- черный — земля (минус);
- желтый — тахометр, сигнализирует о реальной скорости вращения;
- синий — управление скоростью с помощью сигнала цифровой ШИМ (PWM) (0/12 вольт);
Цветовая маркировка проводов (тип 2):
- желтый — +12 вольт;
- черный — земля (минус);
- зелёный — тахометр, сигнализирует о реальной скорости вращения;
- синий — управление скоростью с помощью ШИМ-сигнала (0/12 вольт);
Управление скоростью: если имеется синий провод, то управление должно производиться через него. Если нет, то напряжением питания.
СЖО (Система Жидкостного Охлаждения)
Жидкостное охлаждение — отвод излишнего тепла от рабочего тела посредством контакта с циркулирующей охлаждающей жидкостью.
Главными преимуществами этой схемы по сравнению с воздушным охлаждением являются способность отводить большее количество тепла, меньший размер и более низкий уровень шума. Термоэлектрические или химические схемы охлаждения не дают подобной производительности и КПД.
Классификация
По типу циркуляции теплоносителя
Модем, погруженный в охлаждающую жидкость (минеральное масло)
Классифицируются в соответствии со способом использования теплоносителя в системе.
Замкнутые — в таких системах жидкость-теплоноситель циркулирует по герметичному контуру, нагреваясь от источника тепла (нагревателя) и остывая в охлаждающем контуре (охладителе). В зависимости от устройства системы, теплоноситель может закипать или полностью испаряться, вновь конденсируясь в охладителе.
Незамкнутые — в незамкнутых (проточных) системах теплоноситель подается извне, нагревается у источника тепла и направляется во внешнюю среду. В этом случае она играет роль охладителя, предоставляя необходимые объём теплоносителя нужной температуры на входе и принимая нагретый на выходе.
Открытые — системы, в которых нагреватель помещен в некоторый объём теплоносителя, а тот заключен в охладителе, если таковой предусмотрен конструкцией. Например, открытая система с маслом в качестве теплоносителя используются для охлаждения мощных электротрансформаторов.
По источнику циркуляции теплоносителя
Классифицируются в соответствии с механизмом, вызывающим циркуляцию.
Конективные — системы, в которых теплоноситель протекает через нагреватель только за счет тепловой конвекции.
Циркуляционные — системы, в которых для перемещения теплоносителя используется насос той или иной конструкции.
Теплоноситель на выходе из нагревателя может иметь большую энергию и использоваться как энергоноситель в турбинах.
Особенности
Система жидкостного охлаждения (СЖО) может иметь несколько контуров. В этом случае первый контур и все до последнего являются замкнутыми СЖО, где охладитель предыдущего контура является нагревателем следующего. Последний контур может быть замкнутым, или незамкнутым.
СЖО обычно включает следующие элементы:
- Водоблок на охлаждаемом элементе;
- Радиатор охлаждения пассивного или активного типа (с воздушным охлаждением, как у кулера);
- Помпа для прокачки охлаждающей жидкости, погружная или внешняя;
- Трубки для связи компонентов системы;
Опционально, в зависимости от конструкции:
- Расширительный бачок, если конструкция радиатора не позволяет обойтись без него;
- Датчики температуры, уровня и потока охлаждающей жидкости, работы воздушного охлаждения радиатора;
- Отделитель воздуха.
Хотя и существует мнение, что в случае применения систем жидкостного охлаждения в компьютерах, их необходимо называть системами водяного охлаждения, следует помнить, что термин «жидкостное охлаждение» является более общим, и включает в себя как «водяное охлаждение», так и другие более экзотические варианты, такие как «жидкометаллическое охлаждение», и использование вместо воды антифриза в ватерчиллерах.
Ждите продолжения и подписывайтесь на канал, а пока все!