Системы охлаждения — от радиатора до жидкого азота! Часть 1 / Хабр

Что изменяют моддеры в компьютерах

Маловероятно, что средний моддер сможет переделать сложное заполнение: его возможности ограничены. Моддинг включает в себя в основном «косметическое» преобразование корпуса компьютера.

В частности, в корпусе выполнены вентиляционные отверстия; они создаются после установки и вырезания дополнительных каналов охлаждения. Такие изменения полезны для общего состояния системы, а также для внешнего вида компьютера.

Экспертные моддеры часто объединяют работу и игру, установив систему жидкого охлаждения (большинство из них имеют совершенно футуристический дизайн).

Они в два -три раза больше обычного воздуха.

1. Вентилятор с подшипником скольжения

Подшипник скольжения состоит из цилиндрического корпуса и антифрикционной втулки. Внутри втулки вращается вал, заполненный смазкой.

Запуск вентилятора затруднен, если между валом и ступицей имеется большой зазор из-за повышенного трения. При увеличении зазора вал начнет раскачиваться.

Давление на рукав отличается, когда вентилятор вертикаль. Со временем рукав деформируется, а отверстие становится овальным. Валы вала стали громче и навязчивы. Лучший способ использовать немецкие вентиляторы — горизонтально, так что давление на вал постоянно.

11. Форма и количество лопастей

Скорость воздуха увеличивается на 30% при увеличении количества лопастей с 6 до 12.

В то же время повышается уровень шума (рис. 22).

7. Как расположить вентиляторы

Размер воздушного потока, который приводит в движение вентилятор, влияет на поток воздуха на входе и выходе. Когда больше воздуха вытесняется наружу, развивается отрицательное давление (рис. 11). Все щели в корпусе позволяют воздуху проходить через них.

Когда вентиляторы воздуха и вентиляторы выхода работают с той же скоростью потока, достигается нейтральное давление (рис. 12).

При положительном давлении втягивается больше воздуха, чем выталкивается (рис. 13). Благодаря тому, что воздух всасывается через отверстия с помощью пылевого фильтра, вероятность загрязнения элементов корпуса снижается.

Выберите нейтральное или положительное давление и регулярно очищайте корпус вентилятора внутри. Вентиляторы на передней панели корпуса должны работать на вдув, а остальные вентиляторы — на выдув. Если корпус стоит на полу, а блок питания находится в нижней части корпуса, необходимо регулярно очищать пылевой фильтр блока питания.

В старых корпусах нет никаких фильтров. На AliExpress вы можете приобрести их (рис. 15).

Кулеры

Вентилятор будет издавать шум, потому что маленькие радиаторы коробчатых кулеров не справляются с нагрузкой теплоотвода. TDP (расчетная тепловая мощность), значение, указывающее тип отвода тепла от процессора, используется для определения системы охлаждения.

Какие бывают системы охлаждения

В канале есть вентилятор и радиатор. Водяная система модернизирована с помощью качающегося насоса (рис. 23).

Когда дело доходит до охлаждения центрального процессора, воздушные кулеры не уступают водяным системам (рис. 24).

Топовый кулер с воздушным охлаждением (Cooler Master Wraith Ripper, Noctua NH-D15) стоит как «водянка» из среднего ценового диапазона с вентиляторами прямого вращения.

T DP видеокарт больше, чем у центрального процессора. В результате у них есть система водяного охлаждения за счет TDP silence для сравнения: AMD Ryzen Threadripper 2 (250 Вт), Intel Core i9 Comet Lake (125 Вт) и видеокарта RTX 3090 (350 Вт).

Термопаста

Воздушные пространства между охлажденной поверхностью и радиаторами заполнены тепловой пастой, вещество с высокой теплопроводности (измеренной в w/(k)), которое обеспечивает эффективную теплопередачу.

4-контактный разъем используется для подключения вентилятора процессора, который имеет систему автоматической регулировки скорости в зависимости от температуры процессора. Температура процессора передается на радиаторы благодаря низкой теплопроводности термоинтерфейса (8 Вт\/(м*К)), что ускоряет работу вентиляторов.

Есть контакт! какова площадь?

Важно приложить все усилия, чтобы максимально увеличить площадь контакта между радиатором и охлаждаемым объектом. Однако наименьшие зазоры и полости продолжают существовать между двумя плоскими поверхностями, когда они соприкасаются (помните, что теплопроводность воздуха составляет 0,026 Вт\/(мк)).

Используйте термопасты (thermal pastes) для удаления вредного воздуха и создания максимального давления в радиаторах. Благодаря использованию таких веществ, как алюминий и серебро (содержание до 90%), его теплопроводность увеличивается.

Тепловая паста поставляется в комплекте с холодильником и радиаторами. Это происходит в форме шприца или небольшой трубки. Энергетическая тепловая паста не должна падать на электрические элементы компьютера.

Время, необходимое термопасте для достижения максимальной эффективности, является одним из ее параметров. Этот период длится, в среднем, неделю. Компания Cooling company только что выпустила термопасту с наночастицами, которой не нужно ждать нанесения.

В дополнение к термопасте и прокладкам, проводящие ленты являются еще одним типом термоинтерфейса. Эти компоненты наслаиваются поверх контакта и при нагревании изменяют агрегатное состояние, чтобы скрыть дефекты.

По мнению большинства недоброжелателей, радиатор является источником шума. Низкая эффективность, недостаточно развитая система ускорения и большие габариты — вот некоторые из недостатков.

Если охлаждение процессоров, видеокарт и чипсетов представляет угрозу для безопасности человека.

Здоровое питание

Для перегонки кубометров воздуха можно использовать до 8000 оборотов в минуту; для сравнения, двигатель легкового автомобиля производит 5-8 тысяч оборотов в минуту. Во время гонок Формулы-1 двигатель разгоняется до 22 000 оборотов в минуту. Но очевидно, что шум кулера будет слышен.

Компьютерные кулеры питаются от постоянного тока, который имеет напряжение 12 В. Разъемы PC-Plug или разъемы Molex (для интеллектуальных вентиляторов).

На штекере ПК есть два черных (заземление) и два красных (5 В) провода.

Разъемы Molex на материнских платах используются для управления скоростью вращения вентилятора путем подачи различных напряжений (обычно от 8 до 12 В) на красный провод. Система получает данные о скорости вращения своих лопастей по желтому (сигнальному) проводу. Одним из существенных недостатков Molex является то, что его нельзя использовать для подключения вентиляторов мощностью более 6 Вт.

Например, разъем PC-Plug может выдерживать мощность в десятки ватт. Однако не обошлось и без tar; подключившись к нему, вы можете определить, работает ли ваш вентилятор. Однако, поскольку они часто входят в комплект поставки, может быть нетрудно найти переходник от одного разъема к другому.

Кроме того, кулер может иногда переключаться на 5 В или 7 В, чтобы уменьшить шум. Провода плетены или завернуты в оплетку, а петли округлены, прежде чем их спрятаны.

Изготовление радиаторов

В настоящее время мне известно о шести способах изготовления радиаторов:

1. Наиболее доступными и популярными радиаторами на рынке являются нажатые (экструзионные) радиаторы. Алюминий является основным компонентом, используемым для их создания в производственном процессе. Эти радиаторы производятся путем нажатия (экструзии), что позволяет профили поверхности плавника быть достаточно сложными и достигать хороших свойств теплодиссипации.

2. Складчатые (ленточные) радиаторы изготавливаются путем пайки или складывания гармошкой тонкой металлической ленты к опорной плите. Складки ленты-гармошки служат ребрами жесткости.

3. Радиаторы, которые были «выкованы» (или «холодноформованы»), были изготовлены методом холодного прессования. Это позволяет создавать стержни произвольного поперечного сечения, а не просто обычные прямоугольные ребра на радиаторе. Альтернативные радиаторы могут стоить дороже, но они часто имеют более низкую эффективность.

4. Композитные радиаторы — ближайшие родственники «сложенных» батарей. В радиаторах этого типа поверхность ребер образована не лентой гармошкой, а тонкими отдельными пластинами, выполненными тонкой сваркой на подошве. Радиаторы этого типа несколько лучше экструзионных и складчатых.

5. Радиаторы из чугуна изготавливаются методом литья под давлением. Технология позволяет получать профили ребристой поверхности любой сложности, значительно улучшая теплопередачу.

6. Наиболее дорогостоящими и сложными радиаторами являются крановые радиаторы. Эти изделия имеют самую высокую тепловую эффективность и производятся путем прецизионной обработки монолитных заготовок на высокоточных станках с ЧПУ. Этот тип радиаторов мог бы легко вытеснить своих конкурентов, если бы не стоимость производства.

О шумах

Все кулеры классифицируются по уровню шума, издаваемому от их работы на следующие классы (чем ниже уровень шума, тем более комфортной будет работа за компьютером):

Условно молчит. Уровень шума такой системы охлаждения составляет менее 24 дБ. Это ниже типичного фонового шума в тихой комнате (вечером или ночью).[2] Кулер практически не вносит существенного вклада в изображение шума. Это значение достигается с минимальным количеством революций вентилятора для систем с контроллером скорости вращения.

Низкий уровень шума. Эта система охлаждения производит шум в среднем на уровне от 24 до 30 дБ. Вклад кулера в общую акустику ПК едва слышен.

Эргономичный. Уровень шума системы охлаждения составляет от 37 до 42 дБ включительно. В большинстве пользовательских конфигураций компьютера шум от такого кулера будет слышен.

— Неудобно. Рассматриваемая система охлаждения производит шум, превышающий 42 дБ. В этих обстоятельствах кулер почти всегда является основным «генератором» компьютерного шума. Такой кулер непрактичен для использования дома; вместо этого он лучше подходит для рабочих мест с уровнем фонового шума более 45 дБ.

Плюсы кулеров включают их распространенность, универсальность и доступную стоимость. Небольшая цена, как высокая стоимость, не минус. В конце концов, кулер является вторым сердцем компьютера в целом; невозможно позволить ему остановиться!

Я помещу шумы, которые в конечном итоге появляются на любом кулере, в раздел «потребительские».

Подведем итог сказанному. В настоящее время кулер является самой популярной системой охлаждения для всего, начиная от вашего процессора и заканчивая жестким диском. Правильный выбор кулера и правильное решение — вот что в центре внимания.

Требуется золотая середина между одиночеством и отдачей. Кто-то предпочитает тишину и не хочет шуметь.

Охлаждение пк: азы

Пришло время улучшить охлаждение, если температура воздуха в системном блоке поддерживается на уровне 36-36C или выше, а температурный диск нагревается до 45-45 градусов (или жесткий диск постоянно охлаждается).

Тем не менее, имейте в виду несколько вещей, прежде чем отправиться в магазин, чтобы купить новый кулон. Если проблема перегрева может быть решена более проще, это будет просто сделать это. Например, системный блок должен быть размещен, чтобы все отверстия вентиляции имели бесплатный доступ к воздуху.

Между стеной и любой мебелью должно быть не менее двух диаметров вытяжного вентилятора. Поскольку нагретый воздух находится ближе к вентиляционным отверстиям в течение более длительного периода времени, часть его в конечном итоге возвращается в системный блок.

Максимальная температура воздуха системного блока и помещения, в котором он расположен. Единственный способ добиться этого — спроектировать эффективную вентиляцию. Для этого используются охладители различных конструкций.

Как правило, типичный современный персональный компьютер имеет несколько кулеров:

• На источнике питания; ω на центральном процессоре; ω на графическом процессоре (если у компьютера есть незаметная графическая карта).

Могут иногда использоваться дополнительные поклонники:

• Для системных логических систем, расположенных на материнской плате; ω для жестких дисков; ω для компьютера ПК.

Охлаждение процессора и всей системы в целом

В пассивном режиме рассеивать 65 Вт тепла сможет не каждый радиатор. Заигрывать придётся с «супербашнями». В качестве универсального «ответа» на любой случай, разумеется, можно взять

АнкетВ пассивном режиме этот монстр обеспечит температуру процессора 65 Вт (например, ЦП) в систему ручного управления: даже слабый поток воздуха значительно облегчит температурные условия.

В этой ситуации NH-U12S в его более простой форме можно сохранить и использовать. Привлекательность nonnoctua заключается в обширной (72-месячной) гарантии на компоненты, живой поддержке клиентов и ориентации на малошумные системы.

Вы также можете рассмотреть варианты от Scythe, но их качество в порядке: чистить Большие сюрикены — одно удовольствие. Он занимает много места и часто блокирует слоты для карт памяти / видеокарты.

Также важно знать, что для сборки бесшумных или частично бесшумных компьютеров выпускаются специальные вентиляторы. Scythe Gentle Typhoon — лучший выбор для меня. Сейчас доступна только версия со скоростью вращения 500 об/мин, поскольку они почти полностью сняты с рынка и прекращены с производства.

Slipstream 120 — это индикатор, который ближе всего к ним. Вы можете остановиться на 14-сантиметровом Noctua ULN, если позволяют обстоятельства. Они излучают около 9 дБ при 650 об / мин, что не слишком громко.

Посадочные места и способы подключения

Перед установкой очень важно выбрать подходящий размер кулера. Измерьте расположение монтажных отверстий, чтобы обеспечить правильную установку. Вы можете сделать это с помощью таблицы.

Есть три варианта подключения.

• трёхпиновые;
• четырёхпиновые;
• MOLEX;

В то время как третий напрямую подключен к источнику питания, первые два подключены к материнской плате.

С 3-контактными моделями скорость вращения зависит от напряжения. Мониторинг скорости доступен, но нет ШИМ. В этих поклонниках много шума.

Скорость вращения кулеров нельзя запрограммировать на изменение с помощью 4-контактных разъемов. Автоматическая регулировка может быть установлена в BIOS.

Поскольку питание подается напрямую от БП, M OLEX не позволяет контролировать скорость вращения. Установка ребута, замедляющего скорость, возможна. О том, как управлять оборотами, вы можете узнать в разделе, посвященном управлению оборотами.

Перед установкой кулера внимательно прочтите инструкцию.

Если все разъемы материнской платы заняты, вы все равно можете подключить больше кулеров с помощью разветвителя.

Процессор, материнская плата, память

Размеры и порты разъема LGA-1150\/1151 могут быть настроены индивидуально. Решение простое, если ПК не нуждается в таких чудесах производительности, как процессор или видеокарта.

Четырех потоков достаточно для выполнения всех командных функций и современного программного обеспечения двух его ядер (1150). Весь Photoshop может быть ускорен с помощью Intel HD 4600, как и простые или более старые игры (Half Life 2 и Portals можно воспроизводить в разрешении Full HD). Он также может декодировать видео.

При относительно низком энергопотреблении в 65 Вт новый i5 с архитектурой Skylake-S на сокете 1151 обеспечивает впечатляющую производительность. Он изготовлен по 14-нм техпроцессу. Почти во всех тестах интегрированная графика Intel HD 530 превосходит их, но они по-прежнему не дотягивают до производительности дискретных систем.

К сожалению, из -за обменного курса «экзотическое» Core i5 и Core i7 с индексом t больше не доступны на российском рынке (они просто не так интересно во время кризиса), но если вы знаете, где его найтиПо справедливой цене вы должны знать о них.

Память — простой вопрос. DDR III 1600 МГц с усовершенствованным охлаждением (никто не будет принудительно взорвать, но его нужно охладить) или в случае сокета 1151 — наоборот. Вот такой вариант.

Радиаторы

Радиатор

( Новолат. Радиатор, также известный как теплообменник или радиатор, используется для отвода тепла от охлаждаемого объекта. Способность вещества проводить тепло внутри себя называется теплопроводностью. Все, что вам нужно сделать, это привести радиатор в прямой физический контакт с предметом, который вы хотите охладить.

Однако простого физического контакта недостаточно; система охлаждения также должна функционировать для нагрева объекта. Кроме того, не может существовать процесс теплопередачи между телами с одинаковой температурой. Необходимо обеспечить подачу холодного вещества для охлаждения системы, чтобы предотвратить перегрев. Все разновидности хладагента содержат хладагент, который является охлаждающей жидкостью.

Холодный наружный воздух служит хладагентом в корпусе радиатора, поскольку это система воздушного охлаждения. Все ребра радиатора получают равное распределение тепла от основания радиатора.

Терморегулирование — это название, данное этой теплопроводности. По мере того как область вокруг радиатора постепенно нагревается, эффективность теплопередачи снижается. Эффективность теплопередачи можно повысить, подавая холодный воздух к ребрам и одновременно поддерживая постоянную подачу холодного воздуха к радиаторам. Для охлаждения необходима неограниченная циркуляция холодного воздуха.

В каком состоянии находятся теплоемкость радиатора и теплопроводность, которая измеряет, насколько быстро тепло движется через тело? Металлы обладают самой высокой теплопроводностью, как нам известно из академических исследований.

На самом деле, максимальная теплопроводность алмаза варьируется от 700 до 2600 Вт и составляет 1000 Вт/(Mk). Наиболее тепловопроводным металлом среди металлов является серебро, которое имеет W/(M2K) 430. Золото [320 Вт (мг), медь [380 Вт/(MEK)]. Заканчивает алюминий [236 Вт/(MCG)] цепь.

При выбрасывании ювелирных изделий становится ясно, что медь и алюминий — это два материала, которые работают лучше всего. Во-первых, это результат более высоких свойств меди и более высокой теплоемкости (930 против 385 для алюминия).

Температура будет одинаковой, где бы ни находился радиатор, если он изготовлен из материала с высокой проводимостью. Любая площадь поверхности будет одинаково эффективно выделять тепло. Если объект излучает тепло со своей поверхности, площадь поверхности охлаждаемого объекта должна быть как можно больше, чтобы максимально увеличить рассеивание тепла.

Высота ребер может быть увеличена или геометрические размеры могут быть уменьшены, чтобы увеличить площадь радиатора. Естественно, второй вариант — лучший выбор. Но это влечет за собой ряд недостатков. Например, это делает радиатор тяжелее и больше, что усложняет монтаж, а цена материала возрастает пропорционально стоимости производства материала.

Существует бесчисленное множество различных конструкций ребер радиатора. Если бы они были получены с помощью процесса экструзии, они могли бы быть очень толстыми. Ребра стали бы тонкими, если бы их отлили. Они могут быть нанесены поперек или прямо по всей длине радиатора.

Рост тепловыделения пк

Основная причина увеличения тепловыделения компьютеров. Следующие элементы являются наиболее важными:

• Увеличение тактовых частот процессора, набора микросхем, шины памяти и других шин
• Увеличение количества транзисторов и ячеек памяти в наборах микросхем ПК
• Увеличение энергопотребления компонентов ПК.

Способность компьютера «потреблять» электричество определяет, сколько энергии он может производить, поэтому увеличение выработки тепла неизбежно. Несмотря на то, что чипы производятся с использованием сложных технологических процедур, их энергопотребление по-прежнему возрастает, а количество тепла в корпусе ПК уменьшается.

Кроме того, увеличивается размер плат видеокарт (например, в результате необходимости добавления большего количества микросхем памяти). В результате увеличивается аэродинамическое сопротивление корпуса.

Эта проблема особенно актуальна для ПК в компактных корпусах, где между видеокартой и «корзиной» HDD есть зазор в 2-3 см. Кроме того, там находятся приводы и другие кабели. Кроме того, современные операционные системы требуют все большего объема программного обеспечения, а чипы памяти становятся все более «прожорливыми»!

Например, Windows 7 нуждается в 4 ГБ для него, что увеличивает потерю тепла. На материнской плате системный логический чип также может стать чрезвычайно теплым.

Производители по -прежнему используют рекомендуемый дизайн Intel с десяти лет назад, когда речь заходит о технологической архитектуре современных структур. Рядом можно найти модели, которые оптимизированы для высокого рассеяния тепла и низкоклета.

Система жидкостного охлаждения koolance exos-2 v2

Технически и финансово разработка эффективной системы водяного охлаждения — непростая задача. В любом случае, нам требуются знания и мастерство в области технических процессов.

Все это побуждает покупать готовый продукт. Вы можете ожидать, что заплатите очень высокую цену в этом сценарии. Разница в стоимости по сравнению со стандартной (или улучшенной) системой воздушного охлаждения не будет покрыта даже таким увеличением производительности процессора, ускоренным новой системой.

Но у этого выбора есть и определенные преимущества. Вы сэкономите время и усилия, приобретая готовый к использованию водонагреватель, а не подбирая каждый компонент отдельно. Вам не придется ждать доставки, заказывать их у разных производителей или продавцов и т.д. Однако серийные BHE, как правило, дороже покупных.

S VO обеспечивает баланс между гибкостью конструкции и простотой сборки (без ущерба для эффективности охлаждения). В нем (так называемых полых теплообменниках, покрывающих охлаждаемый элемент) могут использоваться различные водоблоки.

Руководство пользователя подробно описывает процесс подключения и подключения SVO. При выборе отверстий вентиляции имейте в виду, что они расположены на вершине. Над вентиляторами для оттока нагретого воздуха должно быть достаточно свободного пространства (не менее 240 мм с диаметром 120 мм всасывающих устройств).

Шарики за ролики

Вентилятор кулера является его самым важным компонентом. Ваш системный блок слышит исходящие от него шумы. А если быть более точным, шум возникает при столкновении радиатора и воздушного потока. Во-первых, поскольку никто не работает над дизайном дешевых моделей кулеров, они шумные.

Крыльчатка, которая имеет магнит по внутреннему диаметру, и электродвигатель, который вращает этот якорь, составляют вентилятор. Осевой штифт, расположенный в центре моторного блока, проходит через центр вентилятора. Использование несущих компонентов повысит гладкость покрытия.

— Наименее дорогой и наименьший надежный вариант, скользящий подшипник (подшипник рукава) генерирует много шума при использовании.- 1 скользящий подшипник (подшипник рукава) в сочетании с работой на основе одного из трех текущих, работая в среднем в два раза до длиной.

— 2 или 4 подшипника качения (шарикоподшипник) являются наиболее надежными вариантами с низким уровнем шума, но они намного дороже первых двух. — Игольчатые подшипники и подшипники NCB (нанометровая керамика) устанавливаются в вентиляторах ограниченным числом производителей. Они характеризуются низким уровнем шума, низкой стоимостью и очень длительным сроком службы.

Что касается срока службы (безотказной работы), обратите внимание, что это примерно 50 минут, если срок службы указан в терминах 40-50 тысяч часов (почти 5 лет). Однако их больше — до 300 000 часов. Это не означает, что вам нужно будет помнить о кулере позже. Нет! Разделите это число на 2, затем очистите и смажьте. Кулер может начать издавать шум и остановиться, если вы не позаботитесь о нем.

Его основной характеристикой может быть производительность вентилятора (характеристика потребления). Он перегоняет определенное количество воздуха в минуту, выраженное в кубических футах. Размер вентилятора, форма лопастей и скорость вращения — все это играет определенную роль.