www.diagram.com.ua
www.diagram.com.ua

Русский: Русская версия English: English version

Translate it!

+ Поиск по всему сайту
+ Поиск по журналам
+ Поиск по статьям сайта
+ Поиск по каталогу схем
+ Поиск по схемам СССР
+ Поиск по Библиотеке

ВСЕ СТАТЬИ А-Я

БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА
ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ
СПРАВОЧНИК
АРХИВ СТАТЕЙ

НОВОСТИ НАУКИ И ТЕХНИКИ, НОВИНКИ ЭЛЕКТРОНИКИ

ФОРУМЫ
ВАШИ ИСТОРИИ ИЗ ЖИЗНИ
ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ
ОТЗЫВЫ О САЙТЕ

КАРТА САЙТА

Бесплатная техническая библиотека РАЗДЕЛЫ БЕСПЛАТНОЙ ТЕХНИЧЕСКОЙ БИБЛИОТЕКИ:
Архив и лента новостей
Книги и сборники
Технические журналы
Архив статей и поиск
Схемы и сервис-мануалы
Электронные справочники
Русские инструкции
Радиоэлектронные и электротехнические устройства

СКАЧАЙТЕ БЕСПЛАТНО:

ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ БЕСПЛАТНО:
Автомобиль
Автомобильные электронные устройства
Аккумуляторы, зарядные устройства
Акустические системы
Альтернативные источники энергии
Антенны
Антенны КВ
Антенны телевизионные
Антенны УКВ
Антенные усилители
Аудио и видеонаблюдение
Аудиотехника
Блоки питания
Бытовая электроника
Бытовые электроприборы
Видеотехника
ВЧ усилители мощности
Галогенные лампы
Генераторы, гетеродины
Гирлянды
Гражданская радиосвязь
Детекторы напряженности поля
Дозиметры
Дом, приусадебное хозяйство, хобби
Зажигание автомобиля
Заземление и зануление
Зарядные устройства, аккумуляторы, батарейки
Защита электроаппаратуры
Звонки и аудио-имитаторы
Измерения, настройка, согласование антенн
Измерительная техника
Индикаторы, датчики, детекторы
Инструмент электрика
Инфракрасная техника
Кварцевые фильтры
Компьютерные интерфейсы
Компьютерные устройства
Компьютерный модинг
Компьютеры
Личная безопасность
Люминесцентные лампы
Медицина
Металлоискатели
Микроконтроллеры
Микрофоны, радиомикрофоны
Мобильная связь
Модернизация радиостанций
Модуляторы
Молниезащита
Музыканту
Начинающему радиолюбителю
Ограничители сигнала, компрессоры
Освещение
Освещение. Схемы управления
Охрана и безопасность
Охрана и сигнализация автомобиля
Охрана и сигнализация через мобильную связь
Охранные устройства и сигнализация объектов
Переговорные устройства
Передатчики
Передача данных
Предварительные усилители
Преобразователи напряжения, выпрямители, инверторы
Применение микросхем
Пускорегулирующие аппараты люминесцентных ламп
Работа с CAD-программами
Радиолюбительские расчеты
Радиолюбителю-конструктору
Радиоприем
Радиостанции портативные
Радиостанции, трансиверы
Радиоуправление
Разная бытовая электроника
Разные компьютерные устройства
Разные узлы радиолюбительской техники
Разные устройства гражданской радиосвязи
Разные электронные устройства
Разные электроустройства
Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы
Регуляторы тембра, громкости
Регуляторы тока, напряжения, мощности
Сварочное оборудование
Светодиоды
Синтезаторы частоты
Смесители, преобразователи частоты
Спидометры и тахометры
Справочник электрика
Справочные материалы
Стабилизаторы напряжения
Студенту на заметку
Телевидение
Телефония
Теория антенн
Техника QRP
Технологии радиолюбителя
Технология антенн
Трансвертеры
Узлы радиолюбительской техники
Усилители мощности
Усилители мощности автомобильные
Усилители мощности ламповые
Усилители мощности транзисторные
Усилители низкой частоты
Устройства защитного отключения
Фильтры и согласующие устройства
Цветомузыкальные установки
Цифровая техника
Часы, таймеры, реле, коммутаторы нагрузки
Электрику
Электрику. ПТЭ
Электрику. ПУЭ
Электрические схемы автомобилей
Электрические счетчики
Электричество для начинающих
Электробезопасность, пожаробезопасность
Электродвигатели
Электромонтажные работы
Электронный впрыск топлива
Электропитание
Электроснабжение
Электротехнические материалы

СТАТЬИ БЕСПЛАТНО:
Батарейки и аккумуляторы
Большая энциклопедия для детей и взрослых
Биографии великих ученых
Важнейшие научные открытия
Детская научная лаборатория
Должностные инструкции
Домашняя мастерская
Жизнь замечательных физиков
Заводские технологии на дому - простые рецепты
Инструменты и механизмы для сельского хозяйства
Искусство аудио
Искусство видео
История техники, технологии, предметов вокруг нас
И тут появился изобретатель
Конспекты лекций, шпаргалки
Личный транспорт: наземный, водный, воздушный
Любителям путешествовать - советы туристу
Мобильные телефоны
Моделирование
Опыты по физике
Опыты по химии
Нормативная документация по охране труда
Основы безопасной жизнедеятельности (ОБЖД)
Основы первой медицинской помощи (ОПМП)
Охрана труда
Параметры, аналоги, маркировка радиодеталей
Радио - начинающим
Секреты ремонта
Советы радиолюбителям
Строителю, домашнему мастеру
Справочная информация
Типовые инструкции по охране труда (ТОИ)
Функциональный состав импортных ТВ
Функциональный состав, пульты, шасси, эквиваленты импортных телевизоров
Чудеса природы. Увлекательное путешествие вокруг земного шара
Шпионские штучки
Электрик в доме
Эффектные фокусы и их разгадки

ЖУРНАЛЫ БЕСПЛАТНО:
Блокнот Радиоаматора
Домашний компьютер
Домашний ПК
КВ журнал
КВ и УКВ
Квант
Компьютерра
Конструктор
Левша
Моделист-конструктор
М-Хобби
Наука и жизнь
Новости электроники
Новый Радиоежегодник
Популярная механика
Радио
Радио Телевизия Електроника
Радиоаматор
Радиодело
Радиодизайн
Радиокомпоненты
Радиоконструктор
Радиолюбитель
Радиомир
Радиосхема
Радиохобби
Ремонт и сервис
Ремонт электронной техники
Сам
Сервисный центр
Силовые машины
Схемотехника
Техника - молодежи
Химия и жизнь
ЭКиС
Электрик
Электроника
Юный техник
Юный техник для умелых рук
Я - электрик
A Radio. Prakticka Elektronika
Amaterske Radio
Chip
Circuit Cellar
Electronique et Loisirs
Electronique Pratique
Elektor Electronics
Elektronika dla Wszystkich
Elektronika Praktyczna
Everyday Practical Electronics
Evil Genius
Funkamateur
Nuts And Volts
QEX
QST
Radiotechnika Evkonyve
Servo
Stereophile

КНИГИ СЕРИЙНЫЕ БЕСПЛАТНО:
Библиотека по автоматике
Библиотека электромонтера
Библиотечка Квант
Библиотечка электротехника
Знай и умей
Массовая радиобиблиотека

КНИГИ ПО РАДИОТЕХНИКЕ И ЭЛЕКТРОНИКЕ БЕСПЛАТНО:
Автомобиль
Аппаратура СВЧ
Запись и воспроизведение звука
Ламповая аппаратура
Начинающему радиолюбителю
Охрана и безопасность
Радиолокация, навигация
Радиотехнические технологии
Радиоуправление, моделизм
Робототехника
Схемотехника
Теоретическая электроника, радиотехника
Усилители
Цифровая обработка сигналов
Электроника в быту
Электроника в медицине
Электроника в науке
Электроника для музыканта

КНИГИ ПО РЕМОНТУ БЕСПЛАТНО:
Ремонт аудиотехники
Ремонт бытовая техники
Ремонт видеотехники
Ремонт телевизоров ламповых
Ремонт телевизоров полупроводниковых
Ремонт мониторов
Ремонт оргтехники
Ремонт радиоприемников
Ремонт телефонов и факсов
Спутниковое телевидение
Теория телевидения
Теория ремонта электроники

КНИГИ ПО ИЗМЕРЕНИЯМ БЕСПЛАТНО:
Измерения и метрология
Измерительная аппаратура
Измерительная техника. Схемы и описания

КНИГИ ПО СВЯЗИ БЕСПЛАТНО:
Антенны
Аппаратура любительской радиосвязи
Линии связи, передача данных
Мобильные телефоны
Теория и практика радиосвязи

КНИГИ ПО ЭЛЕКТРИКЕ БЕСПЛАТНО:
Автоматика, автоматизация, управление
Аккумуляторы, элементы питания, зарядные устройства
Альтернативные источники энергии
Источники питания, стабилизаторы, преобразователи
Молниезащита
Осветительная аппаратура
Охрана труда, электробезопасность, пожаробезопасность
Релейная защита
Сварка, сварочное оборудование
Теория электротехники
Устройства телемеханики
Электрику, электромонтажнику, электромеханику
Электрические сети, воздушные и кабельные линии
Электродвигатели
Электрооборудование
Электропривод
Электростанции, подстанции
Электротехнические справочники
Энергетика, электроснабжение

СБОРНИКИ БЕСПЛАТНО:
В помощь радиолюбителю
Радиоаматор-лучшее
Радиоежегодник

СПРАВОЧНИКИ БЕСПЛАТНО:
Зарубежные микросхемы и транзисторы
Измерительная техника. Схемы и описания
Медицинская аппаратура
Механизмы импортной аудио и видеоаппаратуры
Прошивки зарубежной аппаратуры
Пульты ДУ импортных телевизоров
Радиокомпоненты Atmel
Радиокомпоненты Cirrus Logic
Радиокомпоненты Maxim
Радиокомпоненты Microchip
Радиокомпоненты Mitsubishi
Радиокомпоненты Motorola
Радиокомпоненты National Semiconductor
Радиокомпоненты Panasonic
Радиокомпоненты Philips
Радиокомпоненты Rohm
Радиокомпоненты Samsung
Радиокомпоненты Sharp
Радиокомпоненты Sony
Радиокомпоненты Toshiba
Соответствие моделей и шасси телевизоров
Строчные трансформаторы HR
Строчные трансформаторы Konig

СХЕМЫ И СЕРВИС-МАНУАЛЫ БЕСПЛАТНО:
Бытовая техника Beko
Бытовая техника Braun
Бытовая техника Candy
Бытовая техника Elenberg
Бытовая техника Elica
Бытовая техника Gorenje
Бытовая техника Hansa
Бытовая техника Merloni
Бытовая техника SEB
Бытовая техника Snaige
Бытовая техника Stinol
Бытовая техника Universal
Бытовая техника Whirpool

Зарубежные DVD-плееры
Зарубежные автомагнитолы
Зарубежная аудиоаппаратура
Зарубежные видеокамеры
Зарубежные видеомагнитофоны и видеоплееры
Зарубежные мониторы
Зарубежные моноблоки
Зарубежные телевизоры
Зарубежные телефоны
Зарубежные факсы

Мобильники Benq-Siemens
Мобильники Eastcom
Мобильники Ericsson
Мобильники Fly Bird
Мобильники LG
Мобильники Maxon
Мобильники Mitsubishi
Мобильники Motorola
Мобильники Nokia
Мобильники Panasonic
Мобильники Pantech
Мобильники Samsung
Мобильники Sharp
Мобильники Siemens
Мобильники Sony-Ericsson
Мобильники TCL
Мобильники Voxtel

Отечественные телевизоры
Отечественная аудиоаппаратура

Справочники по вхождению в режим сервиса

Схемы блоков питания импортных телевизоров и видеотехники

Телевизоры Avest
Телевизоры Beko
Телевизоры, аудио, видеотехника Elenberg, Cameron, Cortland
Телевизоры Erisson
Телевизоры Rainford
Телевизоры Roadstar
Телевизоры Rolsen
Телевизоры Vestel
Телевизоры Витязь
Телевизоры Горизонт
Телевизоры Рекорд
Телевизоры Рубин

Станки металлообрабатывающие
Электроинструмент Bocsh
Электроинструмент Makita

БЕСПЛАТНЫЙ АРХИВ СТАТЕЙ
(150000 статей в Архиве)

АЛФАВИТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ СТАТЕЙ:
Библиотечка Квант указатель
Библиотека по автоматике указатель
Библиотека электромонтера указатель
Библиотечка электротехника указатель
Блокнот Радиоаматора указатель
В помощь радиолюбителю указатель
Знай и умей указатель
Массовая радиобиблиотека указатель
КВ и УКВ указатель
КВ журнал указатель
Квант указатель
Конструктор указатель
Моделист-конструктор указатель
Наука и жизнь указатель
Новости электроники указатель
Новый Радиоежегодник указатель
Популярная механика указатель
Радио указатель
Радиоаматор указатель
Радиоаматор-лучшее указатель
Радиоежегодник указатель
Радиодело указатель
Радиодизайн указатель
Радиокомпоненты указатель
Радиоконструктор указатель
Радиолюбитель указатель
Радиомир указатель
Радиосхема указатель
Радиохобби указатель
Ремонт и сервис указатель
Ремонт электронной техники указатель
Сам указатель
Сервисный центр указатель
Силовая электроника указатель
Схемотехника указатель
Техника - молодежи указатель
Химия и жизнь указатель
ЭКиС (Электронные компоненты и системы) указатель
Электрик указатель
Электроника указатель
Юный техник указатель
Я - электрик указатель

СПРАВОЧНИК БЕСПЛАТНО

ПАРАМЕТРЫ РАДИОДЕТАЛЕЙ БЕСПЛАТНО

ДАТАШИТЫ БЕСПЛАТНО

ПРОШИВКИ БЕСПЛАТНО

РУССКИЕ ИНСТРУКЦИИ БЕСПЛАТНО


Стол заказов СТОЛ ЗАКАЗОВ:

СХЕМЫ ПОД ЗАКАЗ:
Импортные DVD
Импортные автоаудио
Импортные аудио
Импортные видеокамеры
Импортные видеомагнитофоны
Импортные кондиционеры
Импортные мониторы
Импортные моноблоки
Импортные проекторы
Импортные СВЧ-печи
Импортная спутниковая аппаратура
Импортные стиральные машины
Импортные телевизоры
Импортные телефоны
Импортные факсы
Импортные фотоаппараты
Импортные холодильники

Отечественные автоаудио
Отечественные видеомагнитофоны
Отечественные магнитофоны
Отечественные мониторы
Отечественные приборы
Отечественные радиолы
Отечественные радиоприемники
Отечественные усилители
Отечественные цветные телевизоры
Отечественные черно-белые телевизоры
Отечественные электрофоны


Бонусы БОНУСЫ:

НА ДОСУГЕ:
Интерактивные флеш-игры
Игры он-лайн
Ваши истории
Знаете ли Вы, что...
Зрительные иллюзии
Веселые задачки
Каталог Вивасан
Палиндромы
Сборка кубика Рубика

ИСТОРИИ ИЗ ЖИЗНИ

ССЫЛКИ

ДОБАВИТЬ В ЗАКЛАДКИ

Оставить отзыв о сайте

ДИАГРАММА
© 2000-2017

Дизайн и поддержка:
Александр Кузнецов

Техническое обеспечение:
Михаил Булах

Программирование:
Данил Мончукин

Маркетинг:
Татьяна Анастасьева

Перевод:
Наталья Кузнецова

Контакты

При использовании материалов сайта обязательна ссылка на http://www.diagram.com.ua

сделано в Украине
сделано в Украине

Диаграмма. Бесплатная техническая библиотека

Бесплатная техническая библиотека Бесплатная техническая библиотека Как скачивать файлы с сайта? Как скачивать файлы с сайта? Добавить в закладки, оставить отзывДобавить в закладки, оставить отзыв

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники. Большая подборка статей со схемами, иллюстрациями, комментариями Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Бесплатная библиотека / Схемы радиоэлектронных и электротехнических устройств

Охлаждение процессоров

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Компьютеры

Комментарии к статье Комментарии к статье

Охлаждающие устройства узлов современных компьютеров - сложные конструкции, имеющие в своем составе теплообменную систему, нагнетатель теплоносителя, устройство контроля и управления и узел крепления к охлаждаемому объекту. Технические характеристики этих систем, как правило, отсутствуют, и пользователь вынужден опираться на свой опыт. Разобраться в тонкостях устройства и применения охлаждающих устройств поможет предлагаемая вниманию читателей статья.

Как известно, компания Intel ограничивает рабочую температуру своих процессоров на уровне +66...78 °С, AMD - на уровне +85...90 °С. При +23 °С в помещении температура воздуха внутри системного блока компьютера на 10... 15 °С выше, а процессора - еще на 20...35 °С выше. В итоге температура процессора может достигать +75 °С, а в жаркое время (+35...40 °С) - +92 °С.

Из этого следует, что современные процессоры при полной загрузке требуют эффективного охлаждения, и не всякий кулер (cooler - охладитель) сможет его обеспечить. Не говоря уже о любителях выжать все, что можно из своего компьютера. Для них эффективный кулер - насущная необходимость. Поэтому часто встает вопрос, какой кулер выбрать?

В настоящее время в мире выпускается множество видов охлаждающих устройств. Это и охладители, в которых теплоносителем является воздух, и появившиеся в последнее время водяные и термоэлектрические охлаждающие устройства, и охладители на тепловых трубках, и даже такие экзотические, как парокомпрессионные холодильные установки. А любители экспериментируют даже со сжиженными газами и сухим льдом.

При современном уровне отводимых тепловых мощностей кулеры, в которых в качестве теплоносителя используется воздух, нашли широкое распространение и успешно справляются с задачей охлаждения узлов компьютера. По виду теплообмена они делятся на устройства с естественной конвекцией и принудительной вентиляцией. Первые применяют в системах с тепловыделением до 10... 15 Вт, вторые - при уровнях тепловыделения до 100 Вт. В кулерах второй группы отводимая тепловая мощность пропорциональна площади поверхности радиатора (здесь и далее используется именно этот термин, как устоявшийся в литературе по компьютерам), разности температур его и охлаждающего воздуха и скорости воздушного потока. Наиболее распространены ребристые радиаторы, реже используют более сложные в изготовлении штыревые и турбинного типа.

Кулеры турбинного типа от давно известного GoldenOrb до современных моделей хорошо зарекомендовали себя благодаря высокой эффективности. Используемый автором уже три года GoldenOrb, несмотря на довольно небольшую площадь оребрения, показал себя только с положительной стороны. Он был выбран из-за свойства такой конструкции создавать растекающийся от процессора по системной плате воздушный поток, который обеспечивает дополнительное охлаждение расположенных на ней компонентов. Чем обусловлена его эффективность? В результате проведенного анализа оказалось, что у радиаторов турбинного типа с ребрами постоянного сечения воздушный канал имеет увеличивающееся сечение по ходу воздушного потока, что обеспечивает постоянную и высокую скорость протекания нагревающегося воздуха в нем при малой мощности вентилятора. Кроме того, правильное направление закрутки ребер по воздушному потоку снижает его газодинамическое сопротивление, скорость охлаждающего воздуха оказывается выше (до 5 м/с), чем в ребристых радиаторах (до 2 м/с). В результате его тепловое сопротивление оказывается соизмеримым с тепловым сопротивлением ребристого радиатора примерно в 2,5 раза большей площади. Применение медного кулера этой модели может быть рекомендовано при тепловыделении до 50 Вт. Другие кулеры этого типа, например, с каналом постоянного сечения (ребра - трапециевидной формы), имеют меньшую эффективность.

Кулеры с игольчатыми радиаторами показали высокую эффективность благодаря большей, чем у ребристых радиаторов одинаковых габаритов, площади поверхности.

Наиболее широкое применение нашли кулеры с ребристыми радиаторами. Они просты в расчетах и дешевы в производстве. Рассмотрим основные зависимости, описывающие характеристики таких устройств.

Прежде всего, это уравнение теплового баланса:

где Р - тепловая мощность, снимаемая радиатором; с - удельная теплоемкость воздуха; р - плотность воздуха; V - скорость воздуха в канале; Sкан - площадь сечения канала; ΔТ = Тр - Тс - температура нагрева воздуха в канале; Тр - температура радиатора; Тс - температура среды (воздуха); а - коэффициент теплоотдачи радиатора; S - площадь поверхности.

Тепловое сопротивление Rp (оно численно равно температуре перегрева радиатора на 1 Вт подводимой мощности, °С/Вт) характеризует перепад температуры в последовательной цепи любых элементов в тепловом потоке, а в данном случае - тепловое сопротивление процессор-радиатор:

где Рр - мощность, подводимая к радиатору и рассеиваемая им, Вт; ΔТ- перепад температур на контактной поверхности.

Зная тепловое сопротивление для каждого звена тепловой цепи, можно оценить распределение температуры по ней от радиатора до кристалла процессора:

где Тр - температура радиатора; Тк - температура кристалла; Рпроц - мощность, рассеиваемая процессором; RK_K - тепловое сопротивление кристалл-корпус процессора; RK - тепловое сопротивление корпус процессора-радиатор; Rp - тепловое сопротивление радиатор-среда.

Тепловое сопротивление контактной поверхности при применении тепло-проводящей пасты между двумя элементами на пути теплового потока можно оценить по эмпирической формуле:

где Sn - площадь контактной поверхности.

Площадь контактной поверхности существующих процессоров - примерно от 2 до 15 см2, тепловое сопротивление RK - от 1 до 0,15 °С/Вт, применение теплопроводящеи пасты снижает его до 0,5...0,07 °С/Вт.

При использовании клеев без наполнителей удается получить RK, в лучшем случае соизмеримое со значением, соответствующим сухим контактирующим поверхностям, клеи с наполнителями позволяют достигнуть значений RK, близких к тем, что получаются при применении теплопроводящеи пасты. Дело в том, что невысыхающая теплопроводящая паста под давлением фиксирующего механизма растекается, и мы получаем ее слой минимальной толщины, а клеи, быстро затвердевая, сохраняют зазор, возникший при первичной установке, а он в существенной мере и определяет тепловое сопротивление. Главный недостаток такого соединения в его жесткости: при нагреве деформации радиатора передаются в виде механических напряжений корпусу процессора, последствия могут быть печальными.

Конечно, процесс расчета теплового режима пары процессор-кулер намного сложнее, но приведенных формул достаточно для понимания процессов, происходящих в системе. А для проведения оценочных расчетов можно обратиться к специальной литературе (см., например, Справочник конструктора РЭА под ред. Р. Г. Варламова. - М.: Советское радио, 1980).

Жидкостные кулеры бывают двух типов, самотечные и с принудительной прокачкой. Первые, несмотря на применение теплоносителя (воды) с большей, чем у воздуха теплоемкостью, имеют характеристики, соизмеримые с таковыми лучших воздушных кулеров, что намного ниже ожидаемых. Объясняется это малой скоростью протекания теплоносителя и требуемой разностью температур для создания перепада давления в узле съема тепла с процессора и теплообменнике. При использовании принудительной прокачки теплосъем более эффективен и температура процессора оказывается на 10...15 °С ниже, чем в предыдущем случае. Но если качество соединения трубок можно обеспечить только за счет аккуратности, то при наличии избыточного давления в соединительных трубках проблемы обеспечения герметичности решить сложнее. Нельзя забывать, что вода имеет большой коэффициент объемного расширения, поэтому необходима дополнительная емкость, располагающаяся выше самого верхнего узла системы. Согласно правилам, эта емкость должна иметь устройство, выравнивающее давление окружающего воздуха и в системе охлаждения. В простейшем случае - это отверстие, сообщающее ее с внешней средой. В результате пары воды всегда будут поступать в объем системного блока. Применение герметичных устройств выравнивания давлений снижает надежность конструкции.

Существуют и трудности, о которых производители не пишут, но с которыми сталкивались все, кто работал с системами водяного охлаждения электронного оборудования. Это - микроорганизмы. Для предотвращения их роста в таких комфортных условиях необходимо принимать специальные меры и не менее одного раза в год промывать систему.

Использование жидкостных кулеров эффективно при мощностях более 1000 Вт. Для охлаждения процессоров их применять не рекомендуется из-за малой отводимой мощности и сложности эксплуатации.

Еще один вид кулеров - устройства с применением термоэлектрических элементов Пельтье. Примером может служить кулер с воздушным охлаждением МСХ462+Т фирмы SwiftTech на тепловые нагрузки до 100 Вт. Изделие предназначено для использования в системах, где жидкостное охлаждение недопустимо. 127 термоэлементов этого кулера питаются от рекомендованного фирмой источника питания "Meanwell S320-12" с выходным напряжением 15,2 В и током нагрузки 24 А. Устройство обеспечивает максимальную холодопроизводительность 226 Вт и разность температур более 67 °С. Его цена без вентилятора - около 90, а полного комплекта - 130... 170 долл. США.

По сути, элемент Пельтье является тепловым насосом. Он обеспечивает перекачку тепла от процессора к радиатору, затрачивая на это энергию и добавляя к теплу, выделяемому процессором, свое тепло, которое при КПД около 50 % соизмеримо с отводимым, а это повышает тепловыделение в системном блоке.

Необходимо также обеспечить "умное" управление термоэлектрической батареей в зависимости от нагрева процессора для предотвращения избыточного понижения его температуры и, как следствие, конденсации влаги на нем. Регулировка холодопроизводительности термоэлементов позволяет гибко отслеживать тепловыделение процессора и оптимизировать потребляемую мощность.

К достоинствам кулеров на элементах Пельтье можно отнести их способность понижать рабочую температуру процессора на 67 °С, к недостаткам - большие потребляемую мощность (до 100 Вт) и тепловыделение, сложность конструкции и отсутствие системных плат, оборудованных устройствами автоматического управления ими. Без контроля температуры процессора возможен выход из строя его и системной платы. Данный вид кулеров при совместной работе с устройством управления может быть рекомендован для экспериментов с "разгоном" микропроцессоров.

Хотелось бы предостеречь от самостоятельной установки такого кулера: в "лучшем" случае вы потеряете процессор, а в худшем - еще и системную плату. Дело в том, что для эффективного охлаждения необходимо с минимальным тепловым сопротивлением сопрячь две пары поверхностей (процессор-термоэлемент и термоэлемент-радиатор) при строго заданном усилии сжатия. С высоким качеством это может сделать только специалист, имеющий большой опыт работы с подобными устройствами. В случае же неудачи применение такого кулера принесет только дополнительные проблемы.

Для оценки тепловых характеристик стандартного воздушного кулера с ребристым радиатором и его эффективности, в зависимости от материала радиатора (алюминиевый сплав, медь), был выполнен расчет с ориентацией на кулер процессора Р4 в соответствии с методикой, описанной в упомянутом выше справочнике.

Исходные данные: ребристый радиатор с площадью обдуваемой поверхности 1560 см2, поверхность - шероховатая, черненая, крепление - стандартное; рассеиваемая мощность - 80 Вт, температура воздуха - +40 °С, скорость продувки - около 1 м/с. Результаты расчета иллюстрируются таблицей и графиками, изображенными на рисунке. В таблице приняты следующие обозначения: ΔТр_кр - перепад температуры на переходе радиатор-кристалл (меньшее значение - при использовании теплопроводящеи пасты, большее - без нее); Ткр - температура кристалла в тех же случаях; Ррас - суммарная мощность, отводимая радиатором; Ррас. изл. черн - мощность, рассеиваемая через излучение черненым радиатором.

Охлаждение процессоров

Как видно из рисунка, радиатор из алюминиевого сплава (AI) обеспечивает (при прочих равных условиях) отвод примерно 77 Вт тепловой мощности при температуре радиатора +52 °С, а из меди (Си) - почти 80 Вт при температуре радиатора около +34,5 °С. Иными словами, в рассматриваемом случае при одинаковой тепловой мощности температура медного радиатора ниже в 1,5 раза. Это позволяет рекомендовать применение медных радиаторов в кулерах для охлаждения мощных процессоров. Они успешно справляются с задачей (при толщине ребра более 1 мм), не имея недостатков водяных и термоэлектрических устройств. Таблица позволяет оценить для этих точек температуру кристалла.

Охлаждение процессоров

Рассчитанный радиатор имеет контактное тепловое сопротивление RK = 0,2 °С/Вт с теплопроводящеи пастой и 0,4 °С/Вт без нее. Тепловое сопротивление радиатора из алюминиевого сплава равно 0,67 °С/Вт, из меди - 0,45 °С/Вт (в обоих случаях при номинальной мощности)

Анализируя уравнение теплового баланса (1) и исходя из опыта эксплуатации систем охлаждения, можно рекомендовать:

  • использовать в системном блоке нагнетающий вентилятор. Применение вытяжного понижает давление в блоке и ухудшает охлаждение всех его узлов;
  • узлы и кабели размещать в системном блоке так, чтобы обеспечить свободные пространства для прохождения потоков охлаждающего воздуха к тепловыделяющим узлам и далее за пределы системного блока;
  • выбирать кулер с оптимальной площадью каналов радиатора. Она должна быть соизмерима с проходным сечением вентилятора-нагнетателя, в этом случае воздушный поток будет однородным и вентилятор обеспечит нагнетание без избыточных затрат энергии. Отложение пыли на вентиляторе и в каналах радиатора свидетельствует о скачке давления или неустойчивом воздушном потоке в месте ее скопления, поэтому необходимо упорядочить его течение. Заниматься повышением скорости воздуха бесперспективно, так как в данном сечении она определяется только перепадом давления по пути потока. А давление, создаваемое осевыми вентиляторами, не превышает 2...5 мм водяного столба и при увеличении мощности его электродвигателя практически не возрастает;
  • применять вентиляторы с многолопастной (семь и более) крыльчаткой;
  • понижать температуру в системном блоке, располагая его как можно дальше от источников тепла (чем ниже температура воздуха в месте установки блока, тем ниже она внутри него и тем холодней процессор);
  • выбирать радиатор с оптимальными высотой и толщиной ребер. Из-за большого теплового сопротивления температура очень тонких ребер намного ниже температуры основания, поэтому эффективность охлаждения падает несмотря на их большую площадь. При толщине ребер около 1 мм предпочтение следует отдать медному радиатору, как более эффективному;
  • применять радиаторы с ребрами, форма сечения которых обеспечивает близкий к равномерному теплосъем по всей поверхности ребра. Таковы, например, радиаторы кулеров Spire 9T207B1H3G компании Fanner Tech. В сечении их ребра представляют собой трапецию с отношением оснований 2:1 (1,2 и 0,6 мм). Температура на поверхности такого ребра более равномерна, что повышает его эффективность по сравнению с ребром прямоугольного сечения;
  • и наконец (это уже для разработчиков и изготовителей), ввести тепловое сопротивление в перечень характеристик кулеров как обязательный параметр.

И общая рекомендация, о которой можно было бы не говорить по причине ее избитости, но практика показывает, что не все профессионалы ее придерживаются. Правильно применяйте теплопроводящую пасту, она облегчит режим работы процессора. При снятии кулера должен быть виден тонкий, почти прозрачный слой пасты на всей контактной поверхности. Мне же многократно приходилось видеть лишь шлепок в центре. Такое применение пасты только ухудшает условия охлаждения.

Подведем итоги. Чтобы представлять, как обеспечивается отвод тепловой мощности от процессора, надо знать некоторые положения и зависимости:

  1. Потребляемая мощность всегда больше тепловой мощности, выделяемой процессором.
  2. Тепловая мощность, рассеиваемая процессором, меняется во время его работы и зависит от его загрузки, поэтому имеет статическую и динамическую составляющие. Первая из них - это мощность, рассеиваемая процессором, находящимся в режиме ожидания, зависит только от модели процессора (его внутренней структуры) и не равна нулю для современных процессоров AMD и Intel. Вторая изменяется в процессе работы процессора, зависит только от его загрузки и представляет собой разность между общей тепловой мощностью и ее статической частью.
  3. Часть выделяемой процессором тепловой мощности рассеивается охлаждающим устройством через излучение.
  4. Эффективность любого кулера характеризуется его тепловым сопротивлением.

Автор: А.Сорокин, г. Радужный Владимирской обл.

Смотрите другие статьи раздела Компьютеры.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

Рекомендуем скачать в нашей Бесплатной технической библиотеке:

журналы Радио Телевизия Електроника 1976 (архив за год)

журналы Юный техник 2009 (архив за год)

книга Выбор полупроводниковых вентилей для электроприводов. Преображенский В.И., 1971

книга Аппаратура для ремонта и налаживания приемников. Экспонаты 8-й Всесоюзной радиовыставки. Енютин В.В. (сост), 1950

статья Микшер

статья Электропроводки в чердачных помещениях

справочник Строчные трансформаторы фирмы Konig

Оставьте свой комментарий к этой статье:

Имя:

E-mail (не обязательно):

Комментарий:

[lol][;)][roll][oops][cry][up][down][!][?]