Системи повітряного охолодження
Якщо щільність теплового потоку (тепловий потік, що проходить через одиницю поверхні) не перевищує 0,5 мВт / см², перегрів поверхні пристрою щодо навколишнього середовища не перевищить 0,5 ° C (зазвичай - макс. До 50-60 ° C), така апаратура вважається нетеплонагруженной і не вимагає спеціальних схем охолодження. На компоненти з перевищенням цього параметра, але з відносно низьким тепловиділенням (чіпсети. Транзистори ланцюгів харчування. Модулі оперативної пам'яті), як правило, встановлюються тільки пасивні радіатори.
Також, при не дуже великої потужності чіпа або при обмеженій обчислювальної ємності завдань, досить буває тільки радіатора, без вентилятора.
Оригінальний текст (англ.)
Intel's reference boundary conditions for ICH10 in an ATX system are 60 ° C inlet ambient temperature and 0.25 m / s [50 lfm] of airflow. See Figure 5 below for more details on the ATX boundary conditions. In the ATX boundary conditions listed above, the ICH10 will not require a heatsink when power dissipation is at or below 4.45 W. This value is referred to as the Package Thermal Capability, or PTC. Note that the power level at which a heatsink is required will also change depending on system local operating ambient conditions and system configuration.
Різні профілі радіаторів
Принцип роботи полягає в безпосередній передачі тепла від нагрівається компонента на радіатор за рахунок теплопровідності матеріалу або за допомогою теплових трубок (або їх різновидів, таких, як термосифон і испарительная камера). Радіатор випромінює тепло в навколишній простір тепловим випромінюванням і передає тепло теплопровідністю навколишньому повітрю, що викликає природну конвекцію навколишнього повітря. Для збільшення випромінюваного радіатором тепла застосовують чорніння поверхні радіатора.
Найбільш поширений тип систем охолодження в даний час. Відрізняється високою універсальністю - радіатори встановлюються на більшість комп'ютерних компонентів з високим тепловиділенням. Ефективність охолодження залежить від ефективної площі розсіювання тепла радіатора, температури і швидкості проходить через нього повітряного потоку.
Поверхні нагрівається компонента і радіатора після шліфування мають шорсткість близько 10 мкм, а після полірування - близько 5 мкм. Ці шорсткості не дозволяють поверхням щільно стикатися, в результаті чого утворюється тонкий повітряний проміжок з дуже низьку теплопровідність. Для збільшення теплопровідності проміжок заповнюють теплопровідних пастами.
Пасивне повітряне охолодження центрального і графічного процесорів вимагає застосування спеціальних (і досить великих) радіаторів з високою ефективністю відведення тепла при низькій швидкості проходить повітряного потоку і застосовується для побудови безшумного персонального комп'ютера.
Для збільшення проходить повітряного потоку додатково застосовують вентилятори (сукупність його і радіатора називають кольором). На центральний і графічний процесори встановлюються переважно кулери.
Також, на деякі комп'ютерні компоненти, зокрема, жорсткі диски. встановити радіатор важко, тому вони примусово охолоджуються за рахунок обдування вентилятором.
Принцип роботи - передача тепла від нагрівається компонента радіатора за допомогою робочої рідини, яка циркулює в системі. В якості робочої рідини найчастіше використовується дистильована вода. часто з добавками, що мають бактерицидний і / або антігальваніческій ефект; іноді - масло, антифриз. рідкий метал [1]. або інші спеціальні рідини.
Система рідинного охолодження складається з:
- Помпи - насоса для циркуляції робочої рідини;
- Теплоприймача (ватерблока. Водоблоку, головки охолодження) - пристрої, що відбирає тепло у охолоджуваного елементу і передавального його робочої рідини;
- Радіатора для розсіювання тепла робочої рідини. Може бути активним чи пасивним;
- Резервуара з робочою рідиною, що служить для компенсації теплового розширення рідини, збільшення теплової інерції системи і підвищення зручності заправки і зливу робочої рідини;
- Шлангів або труб;
- (Опціонально) датчика потоку рідини.
Рідина повинна володіти високою теплопровідністю, щоб звести до мінімуму перепад температур між стінкою трубки і поверхнею випаровування, а також високою питомою теплоємністю, щоб при меншій швидкості циркуляції рідини в контурі забезпечити більшу ефективність охолодження.
Холодильна установка. випарник якої встановлений безпосередньо на охолоджуваний компонент. Такі системи дозволяють отримати негативні температури на охолоджуваному компоненті при безперервній роботі, що необхідно для екстремального розгону процесорів.
- Необхідність теплоізоляції холодної частини системи і боротьби з конденсатом (це загальна проблема систем охолодження, що працюють при температурах нижче температури навколишнього середовища);
- Труднощі охолодження декількох компонентів;
- Підвищене електроспоживання;
- Складність і дорожнеча.
Системи, що поєднують системи рідинного охолодження і фреонові установки. У таких системах антифриз, що циркулює в системі рідинного охолодження, охолоджується за допомогою фреонової установки в спеціальному теплообміннику. Дані системи дозволяють використовувати негативні температури, досяжні за допомогою фреонових установок для охолодження декількох компонентів (в звичайних фреонки охолодження декількох компонентів утруднене). До недоліків таких систем відноситься велика їх складність і вартість, а також необхідність теплоізоляції всієї системи рідинного охолодження.
Системи відкритого випаровування
Установки, в яких в якості холодоагенту (робочого тіла) використовується сухий лід, рідкий азот або гелій [2]. випаровується в спеціальній відкритій ємності (склянці), встановленої безпосередньо на охолоджуваному елементі. Використовуються в основному комп'ютерними ентузіастами для екстремального розгону апаратури ( «оверклокінгу»). Дозволяють отримувати найбільш низькі температури, але мають обмежений час роботи (вимагають постійного поповнення склянки холодоагентом).
Системи каскадного охолодження
Дві і більше послідовно включених фреонових установок. Для отримання більш низьких температур потрібно використовувати фреон з більш низькою температурою кипіння. У однокаскадного холодильної машині в цьому випадку потрібно підвищувати робочий тиск за рахунок застосування більш потужних компресорів. Альтернативний шлях - охолодження радіатора установки інший фреонки (тобто їх послідовне включення), за рахунок чого знижується робочий тиск в системі і стає можливим застосування звичайних компресорів. Каскадні системи дозволяють отримувати набагато нижчі температури, ніж однокаскадні і, на відміну від систем відкритого випаровування, можуть працювати безперервно. Однак вони є і найбільш складними у виготовленні і налагодженні.
Елемент Пельтьє для охолодження комп'ютерних компонентів ніколи не застосовується самостійно через необхідність охолодження його гарячої поверхні. Як правило, елемент Пельтьє встановлюється на охолоджуваний компонент, а іншу його поверхню охолоджують за допомогою іншої активної системи охолодження.