Системы охлаждения. Часть 1

Система Cool River поставляется с тремя водными блоками, что, несомненно, является огромным плюсом. К сожалению, схема спроектирована без тройников, что повлияет на скорость потока жидкости. Трубчатый радиатор имеет неплохие размеры и рассчитан на установку 12-см вентилятора, что благоприятно скажется на уровне шума. Водяные блоки полностью медные, но отделка поверхности довольно средняя. Крепления похожи на большинство систем и подходят для всех слотов и видеокарт.

Системы охлаждения. Часть 1

Эта статья участвовала в нашем “открытом” конкурсе статей, и автор выиграл приз – комплект вентиляторов NVIDIA.

Эта статья представляет собой единый ресурс, разделенный для удобства на две части. После каждой категории систем охлаждения приводится сравнительная рейтинговая таблица для этой категории. Сложение этих таблиц формирует таблицу сравнительной оценки производительности различных систем охлаждения во второй части статьи.

Краткое введение

Короткое название, но отличная тема. Я готовил эту статью в течение длительного времени (около 9 месяцев). Изобразительный материал изменился, а идея – нет. Все началось с того, что я купил модем и нашел сайт www.overclockers.ru. Это был август 2003 года. (До этого я только читал iXBT.com в течение 5 лет). С тех пор я всегда хотела попробовать что-нибудь из этого. Я довольно хорошо разбирался в теме хорошего охлаждения, вы знаете, как это бывает, какой кулер лучше, но после посещения нашего любимого сайта.

В общем, ощущения были похожи на те, когда я маленьким ребенком впервые сел в самолет и увидел, что кроме моего города в мире есть и другие города: море было больше, чем река рядом с коттеджем. Вот так. Пропилы в кулере, скотч на боковых ребрах радиатора с перевернутым вентилятором, но всего этого оказалось недостаточно. Я хотела еще, еще и еще. Это был первый раз, когда я осознанно столкнулся с чем-то новым, и я почувствовал, что закон возрастающей потребности работает в полную силу.

Жидкостная система охлаждения (VO для простоты), элементы Пельтье, фреон, чиллер – что выбрать. Я был в затруднительном положении. Нет. Я знал, что “эти штуки” существуют и некоторые люди ими пользуются, но я был просто удивлен их доступностью. Вы можете сделать их самостоятельно и более эффективно, сэкономить кучу денег и получить массу удовольствия от процесса. И вдобавок ко всему, не связывайтесь с “не очень продвинутыми” продавцами компьютерных фирм, которые в лучшем случае вписываются в мейнстрим, их предоплата и месяцы доставки (если у продавцов они есть), а мне нужен hi-end. Я такой человек – я играю в старье, но коплю деньги на хорошее. Переход с Riva TNT на Radeon 9700 – это шутка! Жаль, что он умер у меня. Это послужило дополнительным стимулом для написания конкурсной статьи, цели которой были следующие:

1. Расскажите в общих чертах и достаточно простыми словами о способах охлаждения внутренностей наших “железных коней”.
2. Описать преимущества и недостатки различных категорий систем охлаждения.
3. Оценить привлекательность различных категорий систем охлаждения по нескольким критериям (и это главная цель данной статьи).
4. Предложить методику самооценки собственных потребностей (о, как озадачивает!) по принципу “потребность-достаточность”.

В идеале, это должно стать отправной точкой (я не любитель FAQ, поиск правильных формулировок – не мой стиль) для оверклокера, который только начинает заниматься охлаждением.

Классификация систем охлаждения

Первая проблема, которую я поставил, завела меня в тупик. Как классифицировать системы охлаждения? Традиционно “воздух-вода-экстрим” – слишком широкая группа – “грибовидная”, с точки зрения цены – поэтому в каждой категории какой-то производитель выдает свою “диковинку” за большее/меньшее количество у.е. Возможно, по эффективности? Да, и что считается эффективной системой охлаждения? Очевидно, что тот, который выполняет свою работу наиболее удобным для пользователя способом наиболее удобным для пользователя способом – вот в чем проблема. Пользователи разные, так же как и их задачи. Было решено сделать микс:

1. Пассивное охлаждение.
2. Регулярное охлаждение воздуха.
3. Мод с воздушным охлаждением.
4. Воздушное охлаждение класса Hi-end, включая тепловые трубки.
5. Жидкостное охлаждение.
6. Жидкостное охлаждение ручной работы.
7. Охлаждение Пельтье (охлаждение на месте).
8. Охладитель (фреон и элементы Пельтье).
9. Холодильный агрегат (фреон).

Я не буду упоминать “компьютер на балконе”, “радиатор в ванне с водой”, сухой лед, жидкий азот и т.д., потому что это вообще не системы.

Группы будут оцениваться по следующим критериям:

1. Эффективность охлаждения. Абсолютный (то есть максимально возможный, из этой “скользкой” категории все равно не уйти).
2. Комплексность – способность работать над всеми элементами системного блока
   • источник питания
   • процессор
   • чипсет
   • силовые цепи
   • жёсткий диск
   • память
   • видеокарта
3. Цена – что без нее.
4. Доступность – возможность купить “здесь и сейчас”, требование специальных материалов и знаний, простота.
5. Стиль – как и внешность, красота, ногу не сломаешь, если попадешь между труб (крутизна от владения не рассматривается).
6. Бесшумность – спи моя радость.
7. Простота обслуживания – комфорт есть комфорт, не нужно следить за амебами в расширительном бачке.

Пассивное охлаждение

Реклама

Пассивное охлаждение – это охлаждение, которое не имеет движущихся механических частей и не требует внешнего источника питания. Адекватно, не создавая шума (а это, ИМХО, главное для людей, идущих по этому пути). Звучит заманчиво, если бы не несколько “но”:

• это дороже;
• доступ к нему затруднен (потому что он дороже);
• он более громоздкий;
• труднее ужиться с разгоном (хотя, как уже было сказано, пользователи бывают разные).

“Но” есть “но”, хотя тенденция мировых производителей предлагать продукты с пассивным охлаждением очевидна (а, что не предложить – новый рынок, хорошая маржа, да и FlowFX подготовила продвинутую аудиторию).

В большинстве случаев (и во всех новых продуктах) используется пассивное охлаждение с помощью тепловых трубок, которые обеспечивают передачу тепловой энергии, как никакой другой материал. Тепло передается от медного стержня в источнике к трубкам, а затем к охладителю, который может увеличиваться в размерах по мере размещения в менее стесненных условиях. Тепло передается в окружающую среду путем конвекции. Довольно легко применить пассивное охлаждение к компоненту, но трудно спроектировать целую систему без использования вытяжных/надувных вентиляторов в корпусе, иначе все будет перегреваться (другое дело, что вентиляторы с питанием 5 В не шумят).

Давайте посмотрим, что можно использовать для охлаждения ключевых областей компьютера:

Электропитание

Выбор здесь невелик – вам придется покупать новый. Это будет стоить вам от 150 у.е. Например, Fanless PowerSupply или, как его сейчас называют, Silent PurePower:

Блок питания имеет вентиляционные отверстия, а корпус выполнен из алюминия.

Или внешний блок питания NEPS 400 от Zalman

По краям корпуса расположены два “крыла”, которые значительно увеличивают площадь поверхности (а значит, и эффективность охлаждения).

Самый горячий компонент довольно трудно пассивно охладить, очень желательно выбрать деталь с хорошей теплоизоляцией или низковольтным вентилятором. Примером кулера может служить вот этот, все от той же Thermaltake:

реклама

Часто изначально предполагается пассивное охлаждение, но оно продувается потоками от процессорного кулера. Здесь будет достаточно более крупного (и более медного) радиатора, такого как Zalman ZMNB32J.

схема электропитания

Ожидается, что охлаждение будет таким же, как и у чипсета. Некоторые комплекты материнских плат устанавливают небольшие радиаторы на MOSFET (если это не серия OTES), но MOSFET предназначены для передачи тепла на печатную плату, и установка радиаторов без охлаждения, вероятно, является просто ненужным тепловым сопротивлением. Лично я оставил МОП-транзисторы нетронутыми. Возможно, скоро появятся продукты, специализированные для охлаждения МОП-транзисторов в пассивных схемах, подобных этой:

реклама

Устройство под названием StackCool устанавливается на обратной стороне материнской платы и охлаждает текстолит под сокетом, но ничто не мешает ему также охлаждать текстолит под цепями питания, а не под сокетом (если производитель предусмотрел это, конечно).

Эта тема достаточно хорошо изучена производителями. Могу с уверенностью сказать, что на полках магазинов вашего города нет недостатка в аналогичных продуктах, например, Zalman ZM-2HC1 (не самый лучший пример, но все же):

реклама

Фирменные памяти почти всегда оснащаются на заводе теплорассеивателями, которые также являются акустическими экранами. Тем не менее, если вы заботитесь о своих существующих модулях и без них не обойтись, есть решение от тех же известных компаний: Thermaltake – Радиатор памяти и теплораспределитель. Это комплект, состоящий из пары радиаторов, которые можно приклеить к чипам памяти на видеокарте для лучшего разгона, и пары металлических пластин, которые крепятся к обеим сторонам DIMM с помощью проволочных зажимов для лучшего отвода тепла от чипов памяти. Аналогичные пластины используются в активном наборе, показанном ниже:

Хотя этот подход используется не очень часто, он все же применяется. Самодельный вариант может выглядеть так (автор Сергей Еремин):

реклама

FlowFX добилась своего! Самая “продвинутая” категория с точки зрения предложений. Почти каждый видеочип имеет ту или иную форму пассивного охлаждения. К ним относятся, например, серия Ultimate Edition от Sapphire и GeForce FX 5600 от MSI:

Также доступны автономные комплекты (Zalman ZM80D-HP и т.д.):

реклама

Две синие анодированные алюминиевые пластины соединены двумя тепловыми трубками. Они устанавливаются на блоки, которые, в свою очередь, крепятся к видеочипу. Для микросхем памяти предусмотрено восемь радиаторов (по четыре каждого типа). Окончательная картина выглядит примерно так:

Тишина не приходит бесплатно, но хорошо то, что продукты “больших брендов” также предлагают хорошую производительность.

Апогеем этой категории является корпус с радиатором Zalman TNN 500A (к сожалению, я забыл его аналог, но уверен, что он есть), далее цитата из Lexagon:

реклама

Да, это заставляет задуматься. Но опять же, покупать почти “килобаксовый” корпус для устаревшей платформы несерьезно. Как уверяет тот же владелец, корпус справляется с Barton 2500@3200 без повышения напряжения, а также с Radeon 9800 Pro (кстати, рекомендуется дополнительный комплект тепловых трубок), разогнанным до 410/730, хотя температура процессора – 70 градусов под нагрузкой, мягко говоря, не радует.

Температура жестких дисков (3 штуки) просто ужасающая – 61 градус, автор не мог держать на них руку более 5 секунд – очень горячие. Я думаю, это их проблема. ОТОПЛЕНИЕИ не охлаждать их. Конечно, один из винтов умер.

Конечно, лучше поставить TNN 500A в просторное помещение с хорошей вентиляцией – тогда корпус эффективно рассеивает тепло. Не забывайте, что в этом корпусе установлен пассивный блок питания, что накладывает свои ограничения (спасибо X):

300-ваттный пакет имеет.:

+3,3 В – 10 А

+5В – 16А

12 В – 10 А

+5VSB – 1.5A Многим мамам здесь нужно 2A!!! Для некоторых функций, таких как переключение клавиатуры на мышь и т.д.

-12 В – 0,6 А

-5 В – 0,3 А

Теперь сравним с обычным блоком питания мощностью 300 Вт и “качественным” блоком питания мощностью 420 Вт:

Блок питания Zalman 300 Вт (FSP):

+3.3v – 28A! (больше на 18A!)

+5В – 30А! (больше на 14A!)

+12В – 15А (5А больше)

-12В – 0,8А (увеличивается на 0,2А)

-5 В – 0,3 А (идентично)

-+5VSB – 2,0A (по умолчанию на 0,5A больше)

Antec 430 Вт:

+5 В – 38 А

+12В – 20А

+3,3 В – 28 А

Конечно, это решение от Zalman оказывается не таким всеобъемлющим, как может показаться на первый взгляд (да и охлаждение МОП-транзисторов вызывает сомнения, если осмелиться разогнать процессор). Тем не менее, для некоторых потребителей это решение многих проблем.

Сравнительная оценка	Производительность	Полнота	Стоимость	Доступность	Стиль	Шум	Простота использования
Пассивное охлаждение	2	10	2	9	9	10	10

Воздушное охлаждение (обычное)

Самый простой, доступный и в большинстве случаев наиболее универсальный способ охлаждения компонентов. Воздух охлаждает все. Кроме того, производители аппаратного обеспечения заинтересованы в том, чтобы их продукция и весь компьютер как система находились в этой категории термопакетов. Это вполне объяснимо – это помогает сделать конечный продукт более дешевым и доступным.

Она допускает небольшой разгон, что вполне вписывается в новые концепции производителей материнских плат (динамический разгон). Нечего останавливаться на представителях этого семейства, ведь на каждой “железной” странице можно найти заголовки типа “Лето 2004. Сравнение 50 кулеров без перерывов на еду и перекусы”.

Оценка сравнения	Эффективность	Полнота	Стоимость	Доступность	Стиль	Шум	Простота использования
Воздушное охлаждение	1	10	10	10	5	2	10

Воздушное охлаждение (мод)

В эту категорию я включил типичную систему “оверклокер-воздушный кулер”, которая не хочет тратить слишком много денег на продукты “больших” брендов (которые выделены отдельно – для удобства).

источник питания

Обычно вентилятор переключается на 5 или 7 В для уменьшения шума, кабели закругляются, заплетаются и прячутся в укромном уголке – чтобы не мешать продуманному воздушному потоку.

Типичные модификации включают установку воздуховода, врезание в нижнюю часть радиатора, изменение направления вращения вентилятора с помощью клейкой ленты над ребрами и устранение мертвой зоны. Сначала пример воздуховода:

Его можно использовать для активного кулера, но идея должна быть понятна – воздуховод нужен для подачи на радиатор вентилятора наружного воздуха, температура которого ниже температуры корпуса. Однако в данном случае автор фотографии, используя 12-см вентилятор, снизил уровень шума, сохранив при этом постоянный поток воздуха.

Также пропилы в нижней части радиатора помогают охлаждать область вокруг ядра процессора. Эта техника также используется в кулерах ATi Radeon 9800. Это может выглядеть вот так, хотя это изображение видеокарты (от ReBit):

Некоторые люди устанавливают вентилятор наоборот, чтобы уменьшить влияние “мертвой зоны” – области над ядром процессора, которая находится под мотором вентилятора и обходит воздушный поток. Чтобы производительность “перевертыша” не страдала, необходимо заклеить боковые ребра радиатора, оставив внизу зазор около 1 см, иначе вентилятор будет засасывать воздух из верхних частей радиатора, а нижние части будут иметь повышенную температуру. Вы также можете устранить мертвую зону, переместив вентилятор вбок относительно радиатора или установив его на 1 см выше радиатора (через адаптер, та же лента).

Чипсет и цепи питания

Они обходят это, устанавливая массивный радиатор на чипсет и общий вентилятор большого диаметра на 5 В на всех. Некоторые люди ставят радиаторы на MOSFET, но я уже высказал свое мнение по этому поводу выше.

Современные жесткие диски нуждаются в охлаждении. Компания Seagate утверждает, что повышение температуры корпуса жесткого диска с 22 до 50°C на постоянной основе сокращает срок службы жесткого диска в 2 раза. Такие устройства, как:

Доступность абсолютная, как по ассортименту, так и по цене.

На мой взгляд, этот элемент не требует охлаждения (поскольку я не балуюсь вольтмодами), но желающие могут сделать нечто подобное:

Близкое расположение модулей памяти не позволяет устанавливать на них слишком большие системы охлаждения. Наиболее демократичным решением является установка кулеров над модулями памяти.

Этот компонент мало чем отличается от процессоров; основа заключается в размещении кулера на процессоре. Приклейте кулеры на память или прикрепите их скрепками, не забудьте об электрических цепях. Необработанное изображение конечного продукта (автор Саша):

Медные кулеры Titan обычно становятся жертвой модификации, чешуйки на радиаторах памяти “расстегнуты”, чтобы они не излучали друг на друга. В любом случае, для обеспечения меньшего шума предпочтительнее использовать вентилятор с датчиком температуры.

Бенчмаркинг	Производительность	Сложность	Стоимость	Доступность	Стиль	Шум	Простота использования
Мод с воздушным охлаждением	3	10	10	6	5	5	10

Воздушное охлаждение (hi-end)

Эта категория касается процессорных кулеров. Эти кулеры достаточно дороги (до 60 у.е.), но обеспечивают отличную производительность и низкий уровень шума. Производительность сопоставима с недорогими, коммерчески доступными системами жидкостного охлаждения (отчасти из-за скромного потенциала этих систем). Итак, что же ждет нас на полках магазинов “уже” или в ближайшем будущем:

Сэндвич из плит, натянутых на тепловые трубы.

В очередной раз инженеры Zalman увеличили размер радиатора, заменили вентилятор на более массивный 120-мм (у 7000A-Cu он был 92-мм) и получили Zalman 7700Cu (слева Zalman 7000A-Cu, справа Zalman 7700Cu).

Компания Coolermaster выпустила новый вентилятор Dual Storm DDF-S81-U1, который отличается футуристическим дизайном, что делает его еще более привлекательным для покупателей:

Такая турбина могла бы хорошо смотреться на монстре от Thermaltake – PIPE101, который представляет собой полностью медную конструкцию с использованием технологии тепловых трубок и продается без вентилятора в комплекте:

Thermaltake – не единственный, кто разводит монстров. Компания Thermalright давно известна как производитель одних из самых эффективных воздушных кулеров. Их новая модель XP-120 предполагает установку 12-см вентилятора без адаптеров:

На фотографии выше вы можете увидеть его в сравнении с предшественником SP-94, а ниже он установлен на материнской плате ABIT IC7:

Как насчет одного из них от тайваньской компании Coolink:

Первый стоит в Японии около 46 долларов, а второй – почти 55 долларов.

Cooler Master тоже не дремлет, выпустив модели Hyper6 и Ultra Vortex:

Заряженная башня. Не рекомендуется использовать без бокового радиатора. А вот что представляет собой его верхняя пластина:

Для отвода тепла от процессора используется целых шесть тепловых трубок. Тепло отводится в окружающую среду через 27 медных пластин.

А вот Ultra Vortex:

Совместимый с платформами Pentium4 и Athlon64, этот кулер оснащен полностью медным радиатором и очень тихим вентилятором (на минимальной скорости он абсолютно бесшумен – 16 дБа). Кстати, весит он совсем немного – 868 г.

Наконец, вернемся к Thermaltake, но на этот раз к алюминиевому CL-P0025 Silent Tower с уровнем шума 21 дБа:

Большинство из представленных фотографий были сделаны на выставке Computex 2004, где также были показаны специальные кулеры Prescott:

Я бы с удовольствием поставил такое инопланетное чудовище рядом со своим монитором как напоминание о мирах из “Звездных войн” или рассказов Герберта Уэллса.

Это семейство кулеров позволяет пользователю раз и навсегда забыть о проблеме перегрева процессора (если, конечно, хорошо продумана вентиляция корпуса) и имеет отличный стильный дизайн. Это высокотехнологичные изделия, радующие глаз, но, тем не менее, требующие осторожного обращения с системным блоком, поскольку они часто значительно превышают рекомендуемый вес кулеров Intel и AMD.

С точки зрения комплексности эта категория будет оцениваться так же, как и предыдущая (изменится только индекс эффективности).

Сравнительная оценка	Эффективность	Сложность	Стоимость	Доступность	Стиль	Шум	Простота использования
Воздушное охлаждение высшего класса	3	10	9	10	9	5	10

Жидкостное охлаждение

Здесь мы подходим к самому имхо. Я не смог найти подходящего слова, да и нет в этом необходимости. Каждый имеет право на свое мнение, но он не имеет права навязывать его другим, представляя его как единственно верное. Что я скажу, так это то, что автор – неисправимый “водохлеб”, увлекающийся фреоновым охладителем воды.

Эта категория также не обделена вниманием производителей, другое дело, что некоторые предложения являются локальными, а некоторые продаются по всему миру. Из этого следует, что, например, продукция Innovatek здесь будет дешевле, чем в США (250 против 350 долларов США), и наоборот для Corsair или Koolance (цены приблизительные, но разница очевидна), в то время как ThermalTake предлагает аналогичный уровень цен по всему миру.

Что же представляет собой система жидкостного охлаждения? Он состоит из системы, включающей водоблок (часто стандартные системы предлагают охлаждение для одной точки – процессора, за остальное вы платите отдельно, и не всегда добавление точек охлаждения “хорошо” для компонентов системы (помпы, потока воды и т.д.), поэтому будьте внимательны при сравнении цен), радиатора, помпы, расширительного бачка. Давайте пройдемся по этим компонентам.

Водяной блок – это теплообменник, который получает тепло и передает его потоку жидкости. Он состоит из двух пластин, часто медных, реже серебряных, с двумя или более отверстиями. Конечно, существуют и алюминиевые водоблоки, как, например, в Poseidon, но они ушли в прошлое. Теплопроводность алюминия примерно в 2 раза меньше, чем меди, которая, в свою очередь, примерно на 6% хуже серебра. Но серебро относительно дорого и не стоит 6% выигрыша (или, если разница температур между процессором и окружающим воздухом составляет 15гр с медным водоблоком, то заменив его на серебро, при прочих равных условиях, вы получите снижение температуры примерно на 0,9гр). Одна пластина содержит арматуру, другая (чуть толще) – “развитую” поверхность (для большей площади контакта с водой). Они свариваются, склепываются или сжимаются вместе с помощью герметика (иногда без герметика). Пример ватербокса от Swiftech:

Радиатор – компонент, передающий тепло от контура к окружающей среде (окружающая среда – это воздух, а не холодильник вашей бабушки – подробнее об этом позже). Это напрямую влияет на эффективность всей системы. Как и в случае с водяными блоками, лучше всего выбрать медный радиатор. Существует два типа радиаторов. Первый тип – трубчатый радиатор, в котором медная трубка проходит несколько раз через “стопку” пластин, обычно алюминиевых. Эффективность этой конструкции хороша до тех пор, пока конструкторы не поленились напрячься, иначе “все будет плохо” (плохой контакт между трубками и пластинами, множество сильных перегибов могут снизить поток жидкости до неприемлемых значений и т.д.).

Пример трубчатого радиатора:

Второй тип радиатора называется “пластинчатый радиатор”. Он имеет небольшие резервуары для жидкости с каждой стороны, соединенные множеством “сплющенных” трубок, по которым течет жидкость. Чем выше плотность сплющенных трубок – тем лучше, но их труднее выдуть. Однако эти радиаторы более эффективны, менее громоздки (при той же мощности) и их труднее повредить молотком. Пример пластинчатого радиатора:

Да, да – обычный радиатор отопителя автомобиля является типичным примером семейства пластинчатых радиаторов.

Насос – Сердце системы (иногда его нет). Он перекачивает жидкость в контуре. Он может быть погружным и внешним. Я не буду останавливаться на этом моменте (поскольку в покупных системах они не выбираются), упомяну лишь, что большинство насосов имеют крыльчатый тип.

Производительность измеряется в литрах в час и уровнем подъема вертикального столба жидкости (этот параметр является предпочтительным). Он также является дополнительным источником тепла в контуре. Бренды предпочитают дорогие, очень надежные и тихие насосы Eheim (например, Innovatek, Zalman):

Расширительный бак – не всегда необходим, но он позволяет очень легко менять жидкость в системе. Кроме того, если насос погружной, он будет находиться внутри. Выше показан тандем с расширительным бачком. В контуре также имеются различные шланги и дополнительные тройники.

Продукты для систем жидкостного охлаждения довольно редко встречаются на рынке. Для этого существует множество причин, почти каждый потребитель найдет свою. Почти все, но не все. Именно для остальных потребителей стараются сделать все возможное компании 3R, Thermaltake, Asetek, Koolance, Innovatek, Zalman, Titan, Acuma, Cooler Master, Gainward и некоторые другие.

Самой распространенной системой жидкостного охлаждения на прилавках магазинов до недавнего времени была WCL-02 Poseidon. Система довольно дешевая и не очень эффективная из-за материала, из которого изготовлены водоблоки – алюминия. Слово, которое отвергло бы “водника” от этой системы, хотя для своего времени она работала неплохо, вот только это время прошло.

Недавно компания 3R System добавила в линейку систем жидкостного охлаждения POSEIDON четыре системы охлаждения процессора: WCL03-120Cu, WCL03-90Cu, WCL02-120Cu, WCL02-90Cu. Ожидается, что решения будут поставлены в середине августа этого года.

Материал всех 4 решений – медный водоблок и алюминиевый радиатор. Модели WCL-03 90CU и WCL-02 90CU оснащены 80/90-мм вентиляторами, а кулеры WCL-03 120CU и WCL-02 120CU рассчитаны на 120-мм вентиляторы. Оказывается, что в серии 03 используется насос с водяным зарядом, а в серии 02 – погружной насос и расширительный бак. Во всех комплектах используется регулятор скорости вращения вентилятора, который должен влиять на уровень шума самым благоприятным образом. Однако производительность вряд ли будет ниже, чем у более дорогих собратьев.

Thermaltake .

В настоящее время эта марка предлагает 3 системы: Aquarius II/III и BigWater. Aquarius II – это довольно неприхотливая система охлаждения для процессора и, за дополнительную плату, для видеокарты. У него слабый насос, который через 2 месяца начинает шуметь и требует замены. Трубчатый радиатор для 90-мм вентилятора. Все “не очень” для серьезных экспериментов, да с несколькими точками охлаждения. Неплохо, например, для одной точки с небольшим шумом:

Aquarius III – это одноточечная внешняя система, для 3 точек производитель предлагает использовать 3 штуки – ставя их в роль hi-end дек музыкантов:

Водоблок изготовлен из меди и подходит ко всем 5 основным гнездам.

Расчетная мощность охлаждения составляет 200 Вт, температура объекта не указана. Трудно назвать эту систему бесшумной, уровень шума варьируется от приятных 21 дБА при 2000 об/мин до раздражающих 48 дБА при 5500 об/мин – это благодаря двум 80-мм вентиляторам на подшипниках качения. Радиатор трубчатый. Приятно то, что в наружном блоке представлены расширенные функции мониторинга всего и вся: температура процессора подсвечивается синим цветом, когда все хорошо, и красным, когда она требует внимания; можно также задать желаемую температуру, при которой блок будет работать на максимуме; аналогичные индикаторы для температуры воды; и не обошлось без вентиляторов – помимо мониторинга, есть и функции подзарядки. В целом, наружный блок радует глаз.

BigWater – начинает приятно удивлять с первой же секунды.

Он отличается от широко распространенного Aquarius II более массивным радиатором со 120-мм вентилятором, более эффективной помпой и другим дизайном водоблока с прозрачной акриловой крышкой и синей светодиодной подсветкой.

В комплект Bigwater по-прежнему не входит водоблок для видеокарты. Однако он продается как отдельный продукт, совместимый со всеми системами охлаждения Thermaltake. Шланги чувствительны к ультрафиолету, как и жидкость, заполняющая их, что означает, что они светятся под ультрафиолетовым светом – несомненный плюс для тех, у кого прозрачные стенки корпуса.

Достаточно мощный комплект от авторитетного производителя с возможностью приобретения дополнительных водоблоков для видео и чипсета. Все водоблоки имеют красивые прозрачные крышки, дающие возможность заполнить систему жидкостью, чувствительной к ультрафиолету. Насос надежный, эффективный и достаточно тихий. Радиатор трубчатый. Пусть вас не обманывает название – нет ничего лучше кулера для воды.

Она регулярно модифицирует свою систему, последняя реинкарнация которой называется Koolance Exos-Al.

Система водяного охлаждения Koolance Exos-Al состоит из наружного блока с насосом, бака и теплообменника. Водоблоки для процессора, чипсета и видеокарты необходимо приобретать отдельно. Внешний блок содержит насос, радиатор, резервуар и вентиляторы. За очистку отвечают три 80-мм вентилятора, расположенные в верхней части блока Exos. Они могут питаться от разных напряжений (5 В и 12 В). Режимы работы устанавливаются с помощью переключателя на передней панели корпуса. Интересно, что к плате можно подключить два корпусных вентилятора, которые будут работать на том же напряжении, что и вентиляторы блока охлаждения. Водоблок процессора, покрытый 21-каратным золотом, отполирован до зеркального блеска, а прозрачный корпус придает ему еще более привлекательный вид. Высокая теплопроводность меди и золота обеспечивает хорошую теплопередачу.

Exos обеспечивает эффективное рассеивание тепла, но при этом отличается низким уровнем шума: типичный уровень шума составляет 43,4 дБ(A), а максимальный уровень шума – 56 дБ(A). Koolance также предлагает алюминиевый водоблок для жесткого диска:

Это было бы очень привлекательно, если бы не тот факт, что это алюминий. Энтузиаст не будет включать алюминиевый “элемент” в “медную” цепь из-за гальванических реакций.

InnovaSet – это внутренняя система HE, не имеющая определенного списка компонентов. Это означает, что в такой коробке пользователь получает комплект, который он может собрать самостоятельно. Существуют комплекты с 1 и 2 вентиляторами, большими/маленькими водоблоками. Они очень компактны. Единственным обязательным компаньоном для Innovatek являются насосы Eheim 1046, которые питаются от 12 В и потребляют 5 Вт, но разве это плохо?

Нагреватель HTCS от Innovatek – это то, что требует особого внимания. Компания Innovatek со своим новым радиатором HTCS пытается выйти на рынок с решением, которое претендует на абсолютную бесшумность. Радиатор синего цвета, благодаря своему необычному дизайну, хорошо сочетается с остальной частью комнаты.

Радиатор не имеет вентиляторов. Единственным источником шума является водяной насос. Однако насос Eheim модели 1046 практически не издает шума – он ниже среднего уровня шума в помещении. Насос не входит в комплект охладителя HTCS. Innovatek позволяет пользователям конфигурировать собственную систему охлаждения.

Кабели и разъемы аналогичны другим системам водяного охлаждения Innovatek, что обеспечивает совместимость с существующими системами. Качество сборки компонентов превосходно во всех отношениях. Удивительно, но нет автоматического отключения компьютера в случае перегрева.

Zalman Reserator I также не использует вентиляторы. Система состоит из гигантской градирни (59 см в высоту и 15 см в диаметре), которая также является теплоотводом, резервуаром и насосом. Электрическое подключение к компьютеру отсутствует, поэтому пользователям необходимо позаботиться о защите компьютера от перегрева. Имеется индикатор тока воды для обеспечения работы системы.

Водяной блок в сборе имеет медное основание и алюминиевую раму:

На выставке CeBIT 2004 компания Titan представила систему охлаждения второго поколения под названием TWC-A04:

Это внешняя система охлаждения, предназначенная не только для охлаждения всех современных настольных процессоров, но и чипов видеокарт. В комплекте с системой поставляются два водоблока. Один для процессора и один для чипа видеокарты. Это полностью медные водоблоки с фитингами из нержавеющей стали:

В комплекте с системой охлаждения поставляется дополнительный радиатор. Интересно отметить, что этот теплообменник является именно опциональным и может не устанавливаться, если в вашем случае для него нет места. Этот радиатор можно установить на задней стенке корпуса и использовать в качестве системного вентилятора.

Сам радиатор представляет собой трубчатый радиатор с медными трубками, поверх которых расположены алюминиевые ребра. Корпус радиатора изготовлен из нержавеющей стали. Общие размеры теплообменника (с вентилятором) составляют 95x85x85 мм. Большой вентилятор 80x80x35 мм с низкой скоростью вращения устанавливается на верхней части теплообменника и подключается к материнской плате или основной системе охлаждения. Это позволяет системе охлаждения управлять вентилятором на дополнительном теплообменнике, регулируя общую производительность и уровень шума. Внутри корпуса установлены два больших радиатора, также с медными трубками и алюминиевыми ребрами:

Система питается от наружного воздуха. Система всасывает холодный воздух снизу через щели в передней панели, циркулирует, а затем выпускает его обратно в атмосферу помещения. Таким образом, температура воздуха внутри компьютера не изменяется.

Панель управления позволяет пользователю регулировать производительность и уровень шума, а также подавать сигналы в случае неисправности, однако Titan TWC-A04 не имеет защиты от перегрева (однако установлен сигнал тревоги на случай остановки водяного насоса). Заявленный уровень шума составляет до 34 дБ(A).

К услугам гостей собственная система охлаждения воды Cool River:

Система Cool River поставляется с тремя водными блоками, что, несомненно, является огромным плюсом. К сожалению, схема спроектирована без тройников, что повлияет на скорость потока жидкости. Трубчатый радиатор имеет неплохие размеры и рассчитан на установку 12-см вентилятора, что благоприятно скажется на уровне шума. Водяные блоки полностью медные, но отделка поверхности довольно средняя. Кронштейны имеют жесткую конструкцию, как в большинстве систем, и подходят для всех слотов и видеокарт.

Система продается уже собранной, что для некоторых является преимуществом. Но когда вам нужно внести изменения в конкретный корпус или вынести некоторые детали на улицу, это не очень удобно. Недостаточно креплений для установки водоблоков на северный мост и видеокарту, предлагать термопрокладку – не лучшее решение, определенно минус. Отсутствие системного мониторинга. В целом, система соответствует классу водяных плат начального уровня (как Aquarius), наследуя все обычные недостатки – низкую производительность при сложном разгоне, ненадежную слабую помпу, которая обязательно заклинит (хотя все заикается и ломается в какой-то момент). Тем не менее, этот комплект представляет собой новый уровень для нижнего предела покупки водных судов.

Cooler Master

На выставке CeBIT 2004 компания Cooler Master представила систему водяного охлаждения Aquagate:

Система отличается компактными размерами: она легко помещается в два 5″ отсека, а также ЖК-экраном для мониторинга системы. Довольно приятный ретро-образ, напоминающий радиоприемник из фильмов 60-х годов. Водяной блок изготовлен из меди, а его прозрачная верхняя часть – из акрила:

Похоже, что у него довольно развитая поверхность.

Трудно сказать что-либо о производительности этого чипа, поскольку ничего не известно о его радиаторе. Смею заметить, что он ничем не отличается от своих более дорогих собратьев Titan и TermalTake.

Компания Gainward вроде бы не является производителем систем HE, но умолчать о ее продукции невозможно:

Компания Gainward регулярно обновляет свои hi-end продукты под брендом Cool FX с фирменной системой жидкостного охлаждения Innovatek. Например, пакет high-end nVidia будет включать саму видеокарту GeForce 6800 Ultra Extreme, а также предустановленный водоблок, радиатор с эффективной рассеиваемой мощностью 400 Вт, насос производства Eheim, 120-мм вентилятор и все необходимые кабели, разъемы и фитинги. Номинальные частоты видеокарт этой серии всегда повышены, в данном случае это 450/1200 МГц. Более того, Gainward утверждает, что фирменная система охлаждения позволит разогнать чип до 550 МГц, что определенно недостижимо при использовании воздушного охлаждения.

Стоит отметить, что такое удовольствие обойдется недешево – за весь комплект придется заплатить 899 евро. Фокус в том, что за дополнительные 100 евро вы можете получить водные блокираторы для процессора и чипсета, а также все необходимые кабели. Таким образом, вы можете создать эффективную и тихую систему охлаждения для видеокарты и процессора с чипсетом. Отдельно версия GeForce 6800 Ultra Gainward без экстремальной версии продается за 599 евро. Получается, что вся фирменная трехточечная система VO будет стоить 400 евро. Учитывая “эксклюзивность” карт GeForce 6800 Ultra Extreme. Это совсем не плохо.

Итоговые показатели промежуточных категорий

Производительность приобретаемых систем жидкостного охлаждения во многом совпадает с их ценой (хотя производительность – лишь один из параметров этих систем):

Производительность	Имя
Кулер среднего класса (медный) для высокого класса	WCL-02 (03) Poseidon, Aquarius II/III, TWC-A04, Cool River, Aquagate
Выше кулера класса hi-end	Waterchill, HTCS Radiator, Reserator I.
Высшая категория эффективности	Exos-Al, InnovaSet, Cool FX

Эталонный рейтинг	Эффективность	Полнота	Стоимость	Доступность	Стиль	Шум	Простота использования
Жидкостное охлаждение низкого класса	2	1	8	9	8	4	7
Жидкостное охлаждение среднего класса	3	3	7	9	8	4	7
Высокотехнологичное жидкостное охлаждение	4	5	6	8	9	5	8

Во второй части этой статьи вы найдете сравнительные рейтинги производительности бытовых систем отопления и систем, часто называемых экстремальными. Также имеется таблица со сравнительной оценкой производительности различных систем охлаждения.

Александр Фомин псевдоним EasternSiR

г. Сыктывкар

Я хотел бы поблагодарить Евгения Яковина a.k.a. Evpen за содержательный контроль во время публикации этой статьи.

По возможности мы даем ссылки на материалы, использованные при написании статьи (список страниц ниже). Все фотографии взяты из Интернета. Более подробную информацию о продуктах, упомянутых в статье, можно найти на следующих сайтах:

Тот же принцип применим и к охлаждению видеокарты. Однако из-за большого количества производителей и специфической формы этого компонента все радиаторы различаются и производятся для конкретной модели видеокарты, в то время как радиаторы для процессоров стандартизированы.

Зачем мне нужен радиатор?

Корпус процессора сделан из алюминия (на фото) – разве он не может отдавать свою температуру воздуху, зачем нужен радиатор? Вы должны понять, что существует такое понятие, как площадь контакта. Сам процессор очень мал, а воздух не обладает достаточной теплопроводностью, чтобы рассеять все тепло, выделяемое даже самым простым процессором.

Для этого к процессору прикрепляется теплоотвод. Тепло передается по медным трубкам к алюминиевой решетке, через которую вентилятор пропускает большое количество воздуха. Таким образом, тепло отводится с гораздо большей эффективностью.

На фотографии хорошо видно, как медные трубки входят в алюминиевую решетку.

Тот же принцип используется для охлаждения видеокарт. Однако из-за большого количества производителей и специфической формы этого компонента радиаторы различаются и изготавливаются под конкретную модель видеокарты, в то время как радиаторы процессора стандартизированы.

Некоторые высоконагруженные компоненты материнской платы, такие как блок питания или чипсет, поставляются с радиаторами без вентиляторов. Если ваша система требует разгона, использует мощную видеокарту и процессор, вам необходим хороший воздушный поток в корпусе. Затем поток свежего воздуха охлаждает все компоненты с помощью пассивной системы охлаждения.

Если у вас нет достаточного воздушного потока, вентиляторы процессора и видеокарты будут просто циркулировать уже нагретый воздух. А как мы знаем, процесс теплообмена идет от большего к меньшему, и нагретый воздух не так эффективно удаляет тепло. В результате в корпусе накапливается тепловая энергия, что приводит к перегреву: в лучшем случае сработает автоматика и компьютер выключится, в худшем – перегорит какой-либо компонент.

3. В соответствии со значениями потребляемой мощности и коэффициентов теплоотдачи, указанными в документации или измеренными самостоятельно. Этот метод предназначен для профессионалов или преданных энтузиастов, оптимизирующих системы охлаждения.

ВСЕ ОБ ОХЛАЖДЕНИИ КОМПЬЮТЕРА

Лето стремительно приближается, термометр ползет вверх, и нам все чаще приходится задумываться о том, как поддерживать комфортную температуру наших компьютеров. Хотите верьте, хотите нет, но компьютеры страдают от жары не меньше, чем их пользователи. Даже если условия в помещении вполне нормальные (20-22°C), температура в системном блоке достигает 30-32°C. И это в лучшем случае. Чем жарче становится на улице и в домах, тем актуальнее становится вопрос защиты от перегрева, и тем больше внимания уделяется системам охлаждения системного блока и его компонентов.

Чтобы правильно решить эту проблему, необходимо знать, хотя бы в общих чертах, зачем компьютерам вообще нужны системы охлаждения, почему системные блоки перегреваются и как защитить своего “компьютерного друга” от теплового удара. В этой статье вы не найдете длинного списка моделей кулеров, но, прочитав ее, вы сможете выбрать правильные компоненты для системы охлаждения вашего компьютера и подобрать подходящую термопасту для вашего нового корпуса.

Почему тепло

Причина тривиально проста: как и любое электрическое устройство, компьютер рассеивает часть (иногда большую) потребляемой им энергии в виде тепла – процессор, например, преобразует почти всю потребляемую им энергию в тепло. Чем больше требуется системе, тем сильнее нагреваются ее компоненты. Если тепло не будет вовремя отведено, это может привести к очень неприятным последствиям (см. “Последствия перегрева”). Отвод тепла и охлаждение – это особая проблема современных процессоров (как CPU, так и GPU), которые устанавливают новые рекорды производительности (и часто тепловыделения).

Любой компонент компьютера, отводящий большое количество тепла, оснащен блоком охлаждения. Как правило, эти устройства содержат металлический радиатор и вентилятор – компоненты, из которых состоит типичный кулер. Также важен тепловой интерфейс между ним и нагреваемым компонентом, который обычно представляет собой термопасту (смесь веществ с хорошей теплопроводностью) для обеспечения эффективной передачи тепла к радиатору.

Развитие систем охлаждения, благодаря таким технологическим достижениям, как термотрубки, предоставило производителям компьютерных компонентов новые возможности, позволяющие обходиться без шумных кулеров. Некоторые компьютеры оснащены системой водяного охлаждения – это имеет свои преимущества и недостатки. Ниже мы рассмотрим все из них.

Повышенный отвод тепла от компьютера

Основная причина, по которой компьютеры выделяют все больше и больше тепла, заключается в увеличении их вычислительной мощности. Наиболее значимыми факторами являются следующие:

• Увеличение тактовой частоты процессора, чипсета, шины памяти и других шин;
• Увеличение количества транзисторов и ячеек памяти в микросхемах ПК;
• Увеличение мощности, потребляемой узлами ПК.

Чем мощнее компьютер, тем больше электроэнергии он “пожирает”. – отсюда неизбежное повышение температуры. Даже при использовании передовых производственных процессов мощность, потребляемая чипами, продолжает расти, увеличивая количество тепла, которое рассеивается внутри корпуса компьютера. Кроме того, площадь поверхности видеокарт также увеличивается (например, из-за необходимости размещения большего количества чипов памяти). Это приводит к увеличению аэродинамического сопротивления: громоздкая плата просто блокирует доступ охлаждающего воздуха к процессору и блоку питания. Эта проблема особенно актуальна для компьютеров малого форм-фактора, где расстояние между видеокартой и рамкой жесткого диска составляет 2-3 см, а в этом пространстве еще находятся кабели привода… Чипы оперативной памяти также становятся все более “прожорливыми”, а современные операционные системы требуют все больше и больше оперативной памяти. Например, Windows 7 рекомендует для него 4 ГБ – таким образом рассеивается несколько десятков ватт тепла, что еще больше ухудшает теплоотдачу. Логика материнской платы также является очень горячим компонентом.

УЯЗВИМОСТЬ ЖЕСТКОГО ДИСКА

Внутри корпуса жесткого диска подвижные магнитные головки скользят по поверхности вращающихся пластин и управляются высокоточной механикой. Они используются для чтения и записи данных. Под воздействием тепла материалы компонентов привода расширяются. В рабочем диапазоне температур механика и электроника достаточно хорошо справляются с тепловым расширением. Однако если они перегреваются, то превышают допустимые пределы, и головки жесткого диска могут “промахнуться”, записывая данные в неправильное место, пока компьютер не выключится. При повторном включении компьютера перегретый жесткий диск не сможет найти данные, сохраненные в перегретом состоянии. В этом случае сохранить данные можно только с помощью сложного и дорогостоящего специализированного оборудования. Если температура превышает 45° C, рекомендуется установить дополнительный вентилятор для охлаждения жесткого диска.

Вот парадокс: тепловая нагрузка современных корпусов стремительно растет, а их конструкция остается практически неизменной: производители берут за основу дизайн почти 10-летней давности, рекомендованный Intel. Теплоемкие модели встречаются редко, а малошумные – еще реже.

Последствия перегрева

При перегреве компьютер в лучшем случае будет отставать и зависать, а в худшем – выйдет из строя один или несколько компонентов. Высокая температура очень вредна для “здоровья” основных компонентов (чипов, конденсаторов и т.д.), особенно жесткого диска, перегрев которого может привести к потере данных.

ПРИБЛИЗИТЕЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ТЕПЛА

Приблизительные значения тепловыделения компонентов в среднем блоке компьютерной системы (при высокой вычислительной нагрузке). Основными источниками тепла являются материнская плата, процессор и видеокарта (ответственная за более чем половину рассеиваемого тепла).

Емкость современных жестких дисков позволяет хранить обширные коллекции музыки и фильмов, рабочие документы, цифровые фотоальбомы, игры и многое другое. Диски становятся все меньше и быстрее, но за счет более высокой плотности хранения и более хрупкой конструкции, что означает, что основное оборудование подвержено повреждениям. Жесткие диски большой емкости изготавливаются с допусками, измеряемыми микронами, поэтому малейший “перекос” не позволит диску работать. Именно поэтому жесткие диски так подвержены сбоям. Если жесткий диск вынужден работать в неоптимальных условиях (например, при перегреве), вероятность потери хранящихся на нем данных резко возрастает.

Охлаждение компьютера: основные принципы

Если температура в корпусе системы составляет 36°C или выше, а температура процессора превышает 60°C (или жесткий диск постоянно нагревается выше 45°C), пора принять меры по улучшению охлаждения.

Однако прежде чем бежать в магазин за новым кулером, следует учесть несколько моментов. Возможно, существует более простой способ решения проблемы перегрева. Например, системный блок необходимо расположить так, чтобы обеспечить свободный доступ ко всем вентиляционным отверстиям. Расстояние между задней стенкой устройства и стеной или мебелью должно быть как минимум в два раза больше диаметра вытяжного вентилятора. В противном случае увеличивается сопротивление нагнетанию воздуха и, что самое главное, нагретый воздух дольше задерживается возле вентиляционных отверстий, так что большая его часть снова попадает в системный блок. При плохой установке даже самый мощный кулер (эффективность которого определяется разницей между его температурой и температурой воздуха, охлаждающего кулер) не защитит вас от перегрева.

ОХЛАДИТЕЛЬ PELTIER

Одна из последних моделей, использующих эффект Пельтье. Охладители с эффектом Пельтье обычно оснащены по последнему слову техники: ТЭМ, термотрубки, вентиляторы с улучшенной аэродинамикой и эффектный дизайн. Результат впечатляет; места в системном блоке будет достаточно…

Максимальная эффективность охлаждения достигается при равенстве температур воздуха в системном блоке и помещении, в котором он находится. Единственный способ достичь этого результата – обеспечить эффективную вентиляцию. Для этой цели используются все виды охладителей.

В стандартном современном персональном компьютере обычно установлено несколько радиаторов

• В блоке питания;
• на процессоре;
• Графический процессор (если компьютер оснащен отдельной видеокартой).

В некоторых случаях могут быть установлены дополнительные вентиляторы:

• для микросхем системной логики, расположенных на материнской плате;
• для жестких дисков;
• Корпус ПК.

Эффективность охлаждения

При выборе корпуса для системного блока ПК у каждого пользователя есть свои критерии. Моддеры, например, хотят получить оригинальное дизайнерское решение или возможность модифицировать его под свои нужды. Оверклокерам нужен корпус, в котором можно комфортно разместить разогнанный процессор, видеокарту, оперативную память (список можно продолжить). И, конечно, все хотят иметь тихий и небольшой системный блок.

Однако ПК высокого класса может выделять до 500 Вт тепла (см. таблицу ниже). Осуществимы ли эти желания с точки зрения законов физики?

СКОЛЬКО ТЕПЛА ВЫДЕЛЯЕТ КОМПЬЮТЕР

Существует несколько способов измерения теплоотдачи.

1. Посмотрите на значения энергопотребления, указанные в документации к компьютерным компонентам.

• Преимущества: доступность, простота.
• Недостатки: высокая погрешность и, как следствие, завышенная оценка системы охлаждения.

2. Использование веб-сайтов, предлагающих услуги по расчету тепловыделения (и энергопотребления) – например, www.emacs.ru/calc.

• Преимущества: Вам не нужно искать руководства пользователя или посещать сайты производителей – необходимые данные имеются в базах данных предлагаемых сервисов.
• Недостатком является то, что составители баз данных не успевают за производителями узлов, поэтому базы данных часто содержат ненадежные данные.

3. На основе коэффициентов энергопотребления и теплоотдачи узла, которые можно найти в документации или которые были измерены пользователем. Этот метод предназначен для профессионалов или больших энтузиастов оптимизации системы охлаждения.

• Преимущества: обеспечивает наиболее точные результаты и позволяет оптимизировать компьютер наиболее эффективным образом.
• Недостатки: для использования этого метода нужны большие знания и опыт.

Нестандартные способы

Основной принцип: для отвода тепла через системный блок должно проходить определенное количество воздуха. Чем жарче в помещении и чем сильнее перегрев, тем больше воздуха должно всасываться.

Простая установка большего количества вентиляторов не решит проблему. Ведь чем их больше, тем они мощнее и чем больше “вращаются”, тем более “шумным” является ПК. Причем шумят не только двигатели и лопасти вентиляторов, но и весь системный блок из-за вибрации (такое часто случается, особенно если используется низкокачественный, дешевый корпус). Для исправления этой ситуации рекомендуется использовать вентиляторы с большим диаметром и низкой скоростью вращения.

Чтобы добиться эффективного охлаждения без использования шумных вентиляторов, системный блок должен обладать низким сопротивлением проходящему через него воздуху (на техническом языке это называется аэродинамическим сопротивлением). Проще говоря, если воздуху трудно “пробиться” через тесное пространство, загроможденное кабелями и компонентами, необходимо установить вентиляторы с высоким положительным давлением, а они неизбежно создают много шума. Другая проблема – пыль: чем больше воздуха приходится нагнетать, тем чаще приходится чистить внутреннюю поверхность корпуса (подробнее об этом позже).

Аэродинамическое сопротивление

Большие корпуса всегда желательны для оптимального охлаждения. Только так можно добиться комфортной работы без шума и перегрева даже при очень высоких температурах (более 40°C). Маленький корпус имеет смысл только в том случае, если компьютер имеет низкое тепловыделение или если в нем используется водяное охлаждение.

Однако для минимизации шума нет необходимости помещать компьютер с воздушным охлаждением в транспортировочный кейс или холодильник. Просто учитывайте рекомендации экспертов. Например, свободное сечение в каждой секции корпуса должно быть в 2-5 раз больше свободного сечения вытяжных вентиляторов. Это также относится к отверстиям для подачи воздуха.

ОХЛАДИТЕЛЬ НА ТЕПЛОВЫХ ТРУБКАХ

Кулеры с термотрубками работают “тихо” и могут охлаждать даже очень горячие компоненты компьютера, например, графические процессоры видеокарт. Однако всегда следует учитывать особенности этих систем охлаждения.

Гибридные системы используют обычные вентиляторы в дополнение к тепловым трубам и радиаторам. Однако наличие тепловых трубок, которые способствуют рассеиванию тепла, позволяет использовать меньший вентилятор или более низкую скорость вращения и, следовательно, не такие шумные модели.

Для того чтобы уменьшить аэродинамическое сопротивление, необходимо:

• Достаточное свободное пространство в корпусе для воздушного потока (оно должно быть в несколько раз больше общего сечения вытяжных вентиляторов);
• Аккуратно уложите кабели внутри системного блока с помощью кабельных стяжек;
• Установите на входе воздуха в корпус фильтр, который задерживает пыль, но не оказывает большого сопротивления воздушному потоку;
• Фильтр следует регулярно очищать.

Простой принцип позволяет устанавливать низкоскоростные вытяжные вентиляторы. Как уже упоминалось, корпус должен обеспечивать подачу холодного воздуха из помещения для ПК ко всем “горячим” компонентам без больших затрат энергии (т.е. с минимальным количеством вентиляторов). Объем воздуха должен быть достаточным, чтобы температура на выходе из корпуса не была слишком высокой: для эффективного отвода тепла от компонентов ПК разница температур на входе и выходе системного блока не должна превышать нескольких градусов.

ВАРИАНТЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ ВЕНТИЛЯТОРОВ И КОМПОНЕНТОВ СИСТЕМНОГО БЛОКА ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ КОМПЬЮТЕРА

Вот одна из концепций системы воздушного охлаждения

• Воздухозаборник расположен снизу и спереди, в “холодной” зоне;
• Выход воздуха расположен сверху и сзади, возле блока питания. Это соответствует естественному движению нагретого воздуха вверх;
• При необходимости рядом с БП устанавливается дополнительный вытяжной вентилятор с автоматическим управлением;
• Дополнительный забор воздуха для видеокарты осуществляется через разъем PCIE;
• Слабая вентиляция отсеков для дисков 3″ и 5″ обеспечивается слегка изогнутыми крышками незанятых отсеков;
• Важно, чтобы основной поток воздуха проходил через самые “горячие” компоненты;
• Желательно, чтобы общая площадь входных отверстий была в два раза больше площади вентиляторов (больше не требуется, так как это не даст никакого эффекта, а скопление пыли увеличится).

В соответствии с этими рекомендациями вы можете либо самостоятельно настроить корпус (интересно, но хлопотно), либо выбрать подходящие модели при покупке. Выше приведены примерные возможности организации воздушного потока через системный блок.

“Правильный” вентилятор

Если системный блок имеет небольшое “сопротивление” потоку всасываемого воздуха, можно использовать любой вентилятор, если он обеспечивает достаточный для охлаждения поток (это можно проверить в его техническом паспорте, а также с помощью интернет-калькуляторов). Другое дело, если сопротивление воздушному потоку значительно – так обстоит дело с вентиляторами, которые устанавливаются в густо “населенных” корпусах, на радиаторах и в отверстиях, забитых перфорацией.

Если вы решили заменить неисправный вентилятор в корпусе или на радиаторе, установите вентилятор с таким же расходом воздуха и избыточным давлением воздуха (см. спецификацию). Если соответствующая информация отсутствует, данный тип вентилятора не следует использовать в критически важных приложениях (например, для охлаждения процессора).

Если уровень шума не слишком важен, можно использовать вентиляторы большего диаметра. Более “толстые” модели позволяют снизить уровень шума при увеличении давления воздуха.

В любом случае обратите внимание на зазор между лопастями и ободом вентилятора: он не должен быть слишком большим (оптимальное значение – десятые доли миллиметра). Если расстояние между лопастями и ободом больше 2 мм, вентилятор неэффективен.

Воздух или вода?

Существует довольно распространенное мнение, что водяные системы намного эффективнее и тише обычных воздушных систем. Действительно ли это так? В действительности вода имеет вдвое большую теплоемкость и в 830 раз большую плотность, чем воздух. Это означает, что один и тот же объем воды может рассеять в 1658 раз больше тепла.

Однако, когда речь идет о шуме, все не так просто. Ведь теплоноситель (вода) отдает тепло тому же “наружному” воздуху, а водонагреватели (за исключением крупных конструкций) оснащены теми же вентиляторами – их шум добавляется к шуму водяного насоса. Поэтому выигрыш, если он и есть, не так уж велик.

Конструкция становится очень сложной, когда несколько компонентов должны охлаждаться потоком воды, пропорциональным их тепловой мощности. В дополнение к ответвлениям необходимо использовать сложные регулирующие устройства (простых тройников и крестовин будет недостаточно). Альтернативным вариантом является использование конструкции с раз и навсегда заданными потоками, но в этом случае у пользователя нет возможности существенно изменить конфигурацию компьютера.

Пыль и борьба с пылью

Боксы ПК становятся настоящими пылесборниками из-за колебаний скорости. Скорость потока воздуха через вентиляционные отверстия во много раз превышает скорость потока воздуха внутри корпуса. Кроме того, воздушные потоки часто меняют направление и огибают компоненты компьютера. Из-за этого большая часть (до 70%) пыли, приносимой снаружи, оседает внутри корпуса; его необходимо чистить не реже одного раза в год.

Однако пыль может стать вашим “союзником” в борьбе за повышение производительности вашей системы охлаждения. Именно в тех местах, где воздушный поток распределен не оптимально, оседает пыль.

Воздушные фильтры

Фильтры из нетканого материала задерживают более 70% пыли, поэтому корпус можно чистить гораздо реже. Современные корпуса ПК часто оснащаются несколькими 120-мм вентиляторами, воздух поступает в корпус через многочисленные вентиляционные отверстия, которые широко разбросаны по всему корпусу, с общей площадью поверхности гораздо меньшей, чем у вентиляторов. Установка фильтра в таком корпусе без модификаций не имеет смысла. Специалисты дают здесь ряд рекомендаций:

• Воздухозаборники для охлаждения должны быть расположены как можно ближе к основанию корпуса;
• Точки входа и выхода воздуха и пути воздушного потока должны быть расположены так, чтобы воздушный поток “обметал” наиболее нагретые части компьютера;
• Площадь отверстий для забора воздуха должна быть в 2-5 раз больше площади отверстий для вытяжного вентилятора.

Охладители Пельтье

Элементы Пельтье – также известные как термоэлектрические модули (ТЭМ), основанные на эффекте Пельтье – производятся в промышленных масштабах уже много лет. Они встроены в автомобильные холодильники, пивные охладители и промышленные кулеры для охлаждения процессора. Существуют также модели для ПК, хотя они все еще довольно редки.

Первое – принцип работы. Как нетрудно догадаться, эффект Пельтье был открыт в 1834 году французом Жаном-Шарлем Пельтье. Модуль охлаждения, основанный на этом эффекте, состоит из ряда полупроводниковых элементов n и ertip, соединенных последовательно. Когда через такое соединение протекает постоянный ток, одна половина контактов p нагревается, а другая – охлаждается.

Эти полупроводниковые элементы ориентированы таким образом, что нагревательные контакты обращены в одну сторону, а охлаждающие – в другую. В результате получается пластина, покрытая с обеих сторон керамическим материалом. Если на этот модуль подается достаточно большой ток, разница температур между сторонами может достигать нескольких десятков градусов.

Можно сказать, что TEM – это своего рода “тепловой насос”, который использует энергию внешнего питания для перекачки выделяемого тепла от источника (например, процессора) к теплообменнику – кулеру, тем самым участвуя в процессе охлаждения.

Для эффективного отвода тепла от высокопроизводительного процессора необходим ТЭМ, состоящий из 100-200 компонентов (которые, кстати, довольно хрупкие), поэтому ТЭМ оснащается дополнительной медной контактной пластиной, что увеличивает размеры устройства и требует нанесения дополнительных слоев термопасты.

Это снижает эффективность рассеивания тепла. Проблема частично решается заменой термопасты пайкой, но этот метод редко используется в коммерчески доступных моделях. Следует отметить, что энергопотребление самого ТЭМ достаточно велико и сопоставимо с количеством выделяемого тепла (около трети энергии, потребляемой ТЭМ, также преобразуется в тепло).

Другая сложность, возникающая при использовании ТЭМов в охладителях, заключается в необходимости точного контроля температуры модуля; это обеспечивается с помощью специальных плат контроллеров. Это делает кулер более дорогим, а плата занимает дополнительное место в корпусе. Если температура не регулируется, она может упасть до отрицательных значений; также возможно образование конденсата, что недопустимо для электронных компьютерных компонентов.

Итак, высококачественные кулеры на основе ТЭМ дороги (от 2 500 рублей), сложны, громоздки и не так эффективны, как можно подумать, судя по их размерам. Единственная область, где такие кулеры незаменимы, – это охлаждение промышленных компьютеров, работающих в жарких (выше 50°C) условиях, но это не относится к теме нашей статьи.

Термоинтерфейс и термопаста

Как уже упоминалось, неотъемлемой частью любой системы охлаждения (в том числе и компьютерного кулера) является термоинтерфейс – компонент, через который происходит тепловой контакт между теплопроизводящими и теплопередающими устройствами. Термопаста обеспечивает эффективный отвод тепла, например, между процессором и радиатором.

Зачем нужна термопаста

Если радиатор кулера неплотно сидит на охлаждаемом чипе, производительность всей системы охлаждения сразу же снижается (воздух – хороший теплоизолятор). Сделать поверхность радиатора плоской (обеспечить идеальный контакт с охлаждаемым устройством) сложно и недешево. Именно здесь на помощь приходит термопаста, которая заполняет неровности на контактных поверхностях и тем самым значительно повышает эффективность передачи тепла между ними.

Важно, чтобы вязкость термосмазки не была слишком высокой: это необходимо для того, чтобы вытеснить воздух из зоны теплового контакта при минимальном слое термосмазки. Обратите внимание, что полировка основания радиатора до зеркального блеска может не улучшить теплопередачу. Дело в том, что при ручной обработке практически нереально, чтобы поверхности были строго параллельны – в результате зазор между радиатором и процессором может даже увеличиться.

Перед нанесением новой термопасты необходимо позаботиться о том, чтобы избавиться от старой пасты. Используйте для этого нетканые салфетки (они не должны оставлять волокон на поверхностях). Разбавление пасты крайне нежелательно, так как это значительно ухудшает теплопроводность. Можно дать еще несколько рекомендаций:

• Используйте термопасты с теплопроводностью выше 2-4 Вт/(К*м) и низкой вязкостью;
• При установке кулера всегда используйте свежую термопасту;
• При установке кулера плотно (но не слишком сильно, иначе возможно повреждение) прижмите его рукой и несколько раз поверните вокруг своей оси в пределах имеющегося зазора. В любом случае, установка требует умения и внимательности.

Тепловые трубки

Термотрубки идеально подходят для рассеивания избыточного тепла. Они компактны и бесшумны. Они представляют собой герметичные цилиндры (они могут быть довольно длинными и свободно изогнутыми), частично заполненные теплоносителем. Внутри цилиндра находится еще одна трубка, выполненная в виде капилляра.

Термотрубка работает следующим образом: в нагретой зоне теплоноситель испаряется, его пары переходят в охлажденную часть термотрубки и конденсируются там – конденсат возвращается в нагретую зону через внутреннюю капиллярную трубку.

Основным преимуществом термотрубок является их высокая теплопроводность: скорость передачи тепла равна скорости, с которой пар теплоносителя проходит через трубку от конца к концу (она очень высока и близка к скорости передачи звука). Системы охлаждения Thermowell очень эффективны при переменном тепловыделении. Это актуально, например. В охлаждении процессоров, которые выделяют разное количество тепла в зависимости от режима работы.

Имеющиеся в настоящее время термотрубки могут рассеивать 20-80 Вт тепла. При проектировании охладителей обычно используются трубки диаметром 5-8 мм и длиной до 300 мм.

Однако, при всех преимуществах термотрубок, у них есть одно существенное ограничение, о котором не всегда упоминается в учебниках. Производители обычно не указывают температуру кипения термотрубок кулера, которая определяет порог, за которым термотрубка начинает эффективно рассеивать тепло. До этого момента пассивный термокулер без вентилятора действует как обычный радиатор. В целом, чем ниже температура кипения, тем эффективнее и безопаснее трубчатый охладитель; рекомендуемое значение – 35-40°C (лучше, если температура кипения указана в документации).

Подведем итоги. Кулеры на термотрубках особенно полезны при большой (свыше 100 Вт) тепловой мощности, но их можно использовать и в других случаях – если не смущает цена. В то же время необходимо использовать термопасты, которые эффективно передают тепло – это позволит вам получить максимальную отдачу от кулера. Общее правило выбора: чем больше термотрубок и чем толще, тем лучше.

Типы тепловых труб

Термические трубы высокого давления (HTS). В конце 2005 года компания ICE HAMMER Electronics представила новый тип кулера с тепловыми трубками высокого давления, основанный на технологии Heat Transporting System (HTS). Можно сказать, что эта система занимает промежуточное положение между тепловыми трубками и системами жидкостного охлаждения. Теплоносителем является вода, смешанная с аммиаком и другими химическими соединениями при нормальном атмосферном давлении. Благодаря поднимающимся пузырькам воздуха, которые образуются при кипении смеси, циркуляция охлаждающей жидкости значительно ускоряется. Очевидно, что такие системы работают наиболее эффективно, когда трубки находятся в вертикальном положении.

Технология NanoSpreader создает полые медные теплопроводящие полосы шириной 70-500 мм и толщиной 1,5-3,5 мм, заполненные нагревательной жидкостью. Роль капилляра играет лента из медных волокон, которая возвращает конденсированную среду из зоны конденсации в зону нагрева и испарения. Плоская лента поддерживается упругим крупнопористым материалом, который предотвращает разрушение стенок и позволяет пару свободно проходить. Основным преимуществом тепловых полос является их малая толщина и то, что они могут покрывать большие площади.

Моддинг и системы охлаждения

Слово “моддинг” происходит от слова “модифицировать”. Моддеры (те, кто занимается моддингом) модифицируют компьютерные корпуса и “интерьеры”, улучшая их технические характеристики и, прежде всего, внешний вид. Подобно любителям автотюнинга, пользователи компьютеров хотят персонализировать свои инструменты для работы и творчества, незаменимое средство коммуникации и центр домашних развлечений. Моддинг – это мощное средство самовыражения, это, безусловно, творчество, возможность поработать головой и руками и получить ценный опыт.

СОВРЕМЕННЫЕ ТОВАРЫ

Существует множество специализированных интернет-магазинов (как российских, так и зарубежных), которые предлагают товары для моддинга, доставляя их по всему миру. Отечественные удобнее в использовании: зарубежные более громоздкие (например, для переводов), а доставка обычно дорогая. Такие специализированные ресурсы легко найти с помощью поисковых систем.

Иногда аксессуары для моддинга можно неожиданно найти в прайс-листах обычных интернет-магазинов, причем цены там зачастую ниже, чем в специализированных магазинах. Поэтому мы рекомендуем вам не спешить с покупкой того или иного аксессуара – сначала внимательно изучите несколько прайс-листов.

Что моддеры меняют в компьютерах

Маловероятно, что средний моддер способен перепроектировать сложное оборудование: возможности пользователя, не обладающего специальными знаниями в области электроники и радиосхем, все еще ограничены. Поэтому моддинг компьютера в основном заключается в “косметическом” преобразовании корпуса компьютера.

ОСНОВНЫЕ ПРОИЗВОДИТЕЛИ ТОВАРОВ ДЛЯ МОДДИНГА

Чтобы лучше ориентироваться в аксессуарах, полезно знать названия некоторых компаний, специализирующихся на производстве продукции для моддинга: Sunbeam, Floston, Gembird, Revoltec, Vizo, Sharkoon, Vantec, Spire, Hanyang, 3R System, G. M. Corporation, Korealcom, RaidMax, Sirtec (компьютерные корпуса и блоки питания), Zalman, Akasa (блоки питания, системы охлаждения), Koolance, SwiftTech (водяное охлаждение), VapoChill (криогенные системы охлаждения), Thermaltake (в основном корпуса и модборды).

В частности, выполняются так называемые blowhole mods: в корпусе вырезаются отверстия для вентиляции и установки дополнительных кулеров. Такие модификации не только улучшают внешний вид – они полезны для общего “здоровья” ПК, поскольку улучшают охлаждение компонентов системы.

Опытные моддеры часто совмещают бизнес с удовольствием: они устанавливают системы жидкостного охлаждения (большинство из которых имеют совершенно футуристический дизайн).

Они больше и обычно дороже традиционных систем с воздушным охлаждением, но позволяют разгонять процессор, видеокарту и оперативную память.

СИСТЕМА ЖИДКОСТНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ KOOLANCE EXOS-2 V2

Создание эффективной системы водяного охлаждения – технически и финансово сложная задача. Как уже говорилось выше, требуется большой опыт, и не каждый может обойтись без технических навыков. Все это, безусловно, побуждает вас приобрести имеющийся в продаже воздухонагреватель. Если вы склоняетесь к этому варианту, будьте готовы заплатить много денег. И не факт, что прирост производительности процессора и других компонентов системного блока, даже разогнанных благодаря эффективному теплоотводу нового кулера, компенсирует разницу в стоимости по сравнению с оригинальной (или даже модернизированной) системой воздушного охлаждения. Однако у этого варианта есть очевидные преимущества. Покупая готовый воздухоохладитель, вам не придется самостоятельно подбирать отдельные компоненты, заказывать их на сайтах разных производителей или розничных продавцов, ждать доставки и т.д. Кроме того, вам не придется заниматься модификацией корпуса компьютера – зачастую это преимущество перевешивает все недостатки. Наконец, кондиционеры серийной сборки обычно дешевле, чем модели, собранные по частям.

Примером устройства VHE, которое предлагает разумный компромисс между творческой свободой и простотой установки (без ущерба для производительности охлаждения), является система KoolanceExos-2 V2. Он позволяет использовать различные водоблоки (так называется полый теплообменник, охватывающий охлаждаемый компонент) из широкого ассортимента продукции компании. Устройство состоит из теплообменника – радиатора с вентиляторами, насоса, расширительного бака, датчиков и управляющей электроники.

Процесс установки и подключения очень прост и подробно описан в руководстве. Обратите внимание, что вентиляционные отверстия расположены в верхней части системы. Поэтому над вентиляторами должно быть достаточно места, чтобы нагретый воздух мог выходить наружу (не менее 240 мм при диаметре вентилятора 120 мм). Если сверху нет места (например, мешает столешница), можно просто поставить блок охлаждения рядом с системным блоком – хотя этот вариант не описан в руководстве.

Модификации для систем охлаждения

Хотя ассортимент модов, предлагаемых российскими специализированными интернет-магазинами, не очень широк (по сравнению с зарубежными компаниями), начинающий любитель моддинга может легко и просто потеряться в прейскуранте товаров и не до конца правильно понять назначение или преимущества использования тех или иных аксессуаров.

Самый простой и очевидный способ моддинга – замена штатных кулеров на моддеры с подсветкой (их выбор также достаточно широк: есть мощные процессорные кулеры, а есть слабые – декоративные).

Главное правило: сравнивайте цены в различных поисковых системах и интернет-магазинах! Амплитуда колебаний станет для вас неожиданностью. Конечно, следует выбирать более дешевые предложения, обращая внимание на условия оплаты, доставки и гарантии.

Об администраторе

Основатель TERABYTE Computer Services Посмотреть все сообщения Admin →

Соберите свой компьютер и уделите особое внимание его системе охлаждения.

Другое оборудование

Каждый компонент компьютера, потребляющий электроэнергию, буквально каждый компонент, выделяет тепло во время работы. Большинство компонентов уже оснащены системой охлаждения. Обычно оперативная память поставляется с металлическими радиаторами для рассеивания тепла, а блоки питания – с вентилятором. Даже материнские платы имеют радиаторы для компонентов, которые сильно нагреваются, а современные варианты иногда оснащаются тепловыми экранами для накопителей M.2, чтобы предотвратить возможное замедление работы системы из-за перегрева.

Однако отвод тепла от компонентов – это только часть работы. Когда все они рассеивают тепло в одной небольшой области, например, в корпусе компьютера, температура внутри резко возрастает. Если корпус не вентилируется должным образом, скопление горячего воздуха может привести к перегреву системы, что приведет к снижению производительности.

Именно здесь в игру вступает вентиляция.

Когда компьютер работает, некоторые его компоненты сильно нагреваются, и если выделяемое тепло не отводится достаточно быстро, компьютер просто не будет работать из-за нарушения нормальных характеристик его основных полупроводниковых компонентов.

Системы охлаждения компьютера: пассивные, активные, жидкостные, фреоновые, водоохладители, открытое испарение, каскад, охлаждение Пельтье

Когда компьютер работает, некоторые его компоненты сильно нагреваются, и если выделяемое тепло не отводится достаточно быстро, компьютер просто не будет работать из-за неисправности его основных полупроводниковых компонентов.

Отвод тепла от нагретых частей компьютера – важнейшая задача, которую решает система охлаждения компьютера, представляющая собой набор специализированных инструментов, которые работают непрерывно, систематически и последовательно, пока компьютер активно используется.

Когда система охлаждения компьютера находится в рабочем состоянии, происходит отвод тепла, выделяемого при прохождении рабочих токов через ключевые компоненты компьютера, в частности, через компоненты системного блока. Количество выделяемого тепла зависит от вычислительных ресурсов компьютера и его текущей нагрузки по отношению к общим ресурсам, доступным машине.

В обоих случаях тепло отводится в атмосферу. Пассивное охлаждение отводит тепло от горячих деталей через радиатор непосредственно в окружающий воздух посредством конвекции и инфракрасного излучения. Активное охлаждение использует как конвекцию, так и инфракрасное излучение, а также вентилятор для усиления конвекции (решение, известное как “кулер”).

Существуют также жидкостные системы охлаждения, в которых тепло сначала проходит через охлаждающую жидкость, а затем отводится обратно в атмосферу. Существуют открытые испарительные системы, в которых тепло отводится за счет фазового превращения теплоносителя.

Таким образом, по принципу отвода тепла от горячих частей компьютера, системы охлаждения бывают: воздушные, жидкостные, фреоновые, открытого испарения и комбинированные (на основе элементов Пельтье и водяного кулера).

Пассивная система воздушного охлаждения

Низкотемпературное оборудование вообще не требует специальных систем охлаждения. Нетепловое оборудование – это оборудование, в котором тепловой поток с одного квадратного сантиметра нагретой поверхности (плотность теплового потока) не превышает 0,5 мВт. При таких условиях перегрев нагретой поверхности относительно окружающего воздуха не превысит 0,5°C; нормальный максимум для такого случая составляет +60°C.

Однако, если тепловое поведение компонентов при нормальной работе превышает эти значения (при сохранении относительно низкой теплоотдачи), на такие компоненты устанавливаются только радиаторы или устройства пассивного отвода тепла, так называемые пассивные системы охлаждения.

При низкой вычислительной мощности или при постоянно ограниченных требованиях к производительности вычислений обычно достаточно радиатора, даже без вентилятора. Радиатор индивидуально адаптируется к каждому случаю.

В принципе, пассивная система охлаждения работает следующим образом. Тепло передается непосредственно от нагреваемого элемента (чипа) к теплоотводу либо за счет теплопроводности материала, либо с помощью тепловых трубок (термосифон или испарительная камера являются разновидностью принципа тепловой трубки).

Назначение радиатора – излучать тепло в окружающее пространство посредством инфракрасного излучения и передавать тепло просто за счет теплопроводности окружающего воздуха, что способствует образованию естественных конвекционных токов. Для того чтобы обеспечить наиболее интенсивное излучение тепла по всей поверхности радиатора, его поверхность выполнена в черном цвете.

Пассивная система охлаждения – это та, которая наиболее часто используется сегодня (в различных технологиях, включая компьютеры). Эта система очень универсальна, поскольку радиаторы могут быть легко установлены на большинство компонентов с высокой теплоотдачей. Чем больше эффективная площадь рассеивания тепла радиатора, тем эффективнее охлаждение.

Еще одним важным фактором, влияющим на эффективность охлаждения, является скорость воздушного потока через радиатор и температура (особенно разница температур окружающей среды).

Многие знают, что перед установкой радиатора на деталь на сопрягаемые поверхности следует нанести теплопроводящий компаунд (например, KPT-8). Это делается для увеличения теплопроводности в пространстве между компонентами.

Первоначальная проблема заключается в том, что поверхности радиатора и компонента, на котором он установлен, после заводского изготовления и шлифовки все еще имеют шероховатость около 10 мкм, и даже после полировки остается около 5 мкм шероховатости. Эти неровности не позволяют сопрягаемым поверхностям прижиматься друг к другу настолько сильно, насколько это возможно без зазора, в результате чего образуется воздушный зазор с низкой теплопроводностью.

Радиаторы с наибольшим размером и активной площадью обычно устанавливаются на CPU и GPU. Если необходимо создать тихий компьютер, то из-за низкого воздушного потока требуются специальные очень большие радиаторы с повышенной теплоотдачей.

Активная система охлаждения воздуха

Для улучшения охлаждения и интенсификации воздушного потока через радиатор дополнительно используются вентиляторы. Радиатор, оснащенный вентилятором, называется охладителем. Кулеры используются на графических процессорах и на центральных процессорах (CPU) компьютера. Если такой компонент, как жесткий диск, не может быть оснащен теплоотводом или это нецелесообразно, используется вентилятор без теплоотвода. Часто этого бывает достаточно.

Жидкостная система охлаждения

Жидкостная система охлаждения работает по принципу передачи тепла от детали к радиатору через рабочую жидкость, циркулирующую в системе. В качестве жидкости обычно используется дистиллированная вода с антибактериальными и антигальваническими добавками, антифриз, масло или другие специальные жидкости, а в некоторых случаях даже жидкий металл.

Такая система обязательно включает насос для циркуляции жидкости и теплоотвод (водяной короб, охлаждающая головка) для приема тепла от нагревательного элемента и передачи его рабочей жидкости. Затем тепло отводится через радиатор (активная или пассивная система).

Система жидкостного охлаждения также имеет резервуар для рабочей жидкости, чтобы компенсировать тепловое расширение и увеличить тепловую инерцию системы. Резервуар легко заполнить, а также слить рабочую жидкость из системы. В такой системе всегда присутствуют необходимые шланги и трубы. Также доступен дополнительный датчик расхода жидкости.

Рабочая жидкость обладает достаточно большой теплоемкостью для высокой холодопроизводительности при низких скоростях циркуляции и высокой теплопроводностью, что сводит к минимуму перепад температур между испаряющей поверхностью и стенкой трубы.

Фреоновая система охлаждения

Экстремальный разгон требует, чтобы процессор работал при отрицательных температурах охлаждаемого компонента во время непрерывной работы. Именно для этого используются фреоновые системы. Эти системы представляют собой охлаждающие устройства, в которых испаритель установлен непосредственно на компоненте, от которого тепло должно отводиться с очень высокой скоростью.

Недостатками фреоновой системы, помимо ее сложности, являются необходимость теплоизоляции, обязательная борьба с конденсатом, сложность охлаждения нескольких компонентов одновременно, высокое энергопотребление и высокая стоимость.

Водяное охлаждение

Водяной чиллер – это система охлаждения, сочетающая фреоновый чиллер с жидкостным охлаждением. В этом случае антифриз, циркулирующий в системе, дополнительно охлаждается в теплообменнике фреоновой установки.

В системах этого типа отрицательная температура создается фреоновым блоком, и жидкость может охлаждать несколько компонентов одновременно. Обычная фреоновая система охлаждения не позволяет этого сделать. Недостатками установки с охлажденной водой являются необходимость изоляции всей системы, а также сложность и высокая стоимость.

Открытая испарительная система охлаждения

В открытых системах испарительного охлаждения используется рабочая среда – хладагент, такой как гелий, жидкий азот или сухой лед. Рабочая жидкость испаряется в открытом стакане, помещенном непосредственно на нагреваемый компонент, который должен быть охлажден очень быстро.

Этот метод является дилетантским и используется в основном любителями, которым требуется экстремальный разгон имеющегося оборудования. С помощью этого метода можно достичь самой низкой температуры, но при этом потребуется регулярно доливать хладагент в чашу, то есть система ограничена во времени и требует постоянного внимания.

Каскадная система охлаждения

Каскадная система охлаждения означает, что два или более фреоновых охладителей включаются одновременно и последовательно. Для достижения более низких температур используется фреон с более низкой температурой кипения. Если фреоновая установка одноступенчатая, необходимо повысить рабочее давление с помощью эффективных компрессоров.

Но есть и альтернатива – охладить радиатор фреонового блока другим аналогичным блоком. Таким образом, рабочее давление в системе может быть снижено, а высокая мощность компрессора больше не требуется; можно использовать обычные компрессоры. Каскадная система, хотя и сложная, позволяет достичь более низких температур, чем обычная система CFC, и может работать непрерывно по сравнению с открытой испарительной системой.

Система охлаждения Пельтье

В системах охлаждения Пельтье холодная сторона элемента Пельтье устанавливается на охлаждающую поверхность, в то время как горячая сторона элемента требует интенсивного охлаждения другой системой во время работы. Система относительно компактна.

Если вам понравилась эта статья, пожалуйста, поделитесь ею в социальных сетях. Это очень поможет в развитии нашего сайта!

В то время как некоторые процессорные кулеры лучше всего работают с водой, другие требуют специальных охлаждающих жидкостей для правильной работы.

Работа жидкостного охлаждения процессора

Поскольку мы вкратце рассмотрели большинство деталей, обычно встречающихся в жидкостном охлаждении процессора, можно перейти к обсуждению того, как на самом деле работает жидкостное охлаждение процессора.

Вы можете легко понять, как работает жидкостное охлаждение процессора, если разбираетесь в системах охлаждения автомобилей.

Процессор, установленный в вашем компьютере, работает как мозг, обрабатывая всю поступающую на него информацию, и в этом процессе он потребляет электроэнергию.

Этот процесс выделяет много тепла, которое обычно пропорционально сложности задач, выполняемых процессором, и его общей мощности.

Тепло, выделяемое процессором, должно отводиться.

Это связано с тем, что если в конечном итоге вы будете игнорировать все тепло, это может привести к ухудшению состояния внутренних компонентов процессора.

Кроме того, процессоры сконструированы таким образом, чтобы замедлять работу при повышении температуры и прекращать работу (компьютер выключается) при достижении определенной температуры, которая в большинстве случаев составляет около 100 градусов Цельсия.

Именно здесь в игру вступает охлаждение процессора.

Он очень важен в своей основной функции, которая, несомненно, заключается в отводе тепла от процессора и компьютера с помощью сложного механизма.

Жидкостное охлаждение процессора – это один из множества различных типов охлаждения процессора, доступных на рынке.

Давайте обсудим весь процесс охлаждения, через который проходит обычное жидкостное охлаждение для охлаждения процессора.

Все начинается с теплоотвода

Жидкостное охлаждение процессора, установленное на вашем компьютере, имеет пластину, которая располагается непосредственно поверх радиатора процессора.

Это происходит потому, что радиатор процессора получает все тепло, выделяемое при работе процессора.

Этот процесс необходим для поддержания приемлемой температуры процессора.

Однако теплоотвод не является самодостаточным для рассеивания всего или даже большей части тепла, выделяемого процессором при умеренной или высокой нагрузке.

Охлаждающая жидкость играет важную роль

Жидкостный кулер CPU имеет пластину (теплоотвод), которая размещается поверх радиатора CPU.

Резервуар соединен шлангами с насосом и баком.

Насос направляет охлаждающую жидкость к радиатору, а радиатор поглощает большую часть тепла, накопленного в радиаторах.

После поглощения тепла охлаждающая жидкость направляется в радиатор, откуда она теряет тепло, и цикл повторяется.

Вентиляторы радиатора впускают воздух извне

Кулеры CPU с жидкостным охлаждением оснащены вентиляторами, которые помогают направлять окружающий воздух через радиатор.

Таким образом, нагретая охлаждающая жидкость в каналах радиатора остывает и готовится к повторному прохождению через всю систему.

Теплообмен между сливом и охлаждающей жидкостью, а также между охлаждающей жидкостью и воздухом происходит практически мгновенно.

Вентилятор системы выдувает горячий воздух наружу

После всех этих действий часть нагретого воздуха остается в системе, что повышает общую температуру системы.

Здесь на помощь приходит вентилятор(ы) системы.

Этот вентилятор помогает отклонять нагретый воздух из системы, обеспечивая охлаждение.

Цикл продолжается

После прохождения через радиатор охлажденная охлаждающая жидкость снова подготавливается к сливу в раковину через шланг, соединяющий нижнюю часть радиатора с раковиной.

Когда дело доходит до выбора лучшей охлаждающей жидкости, это обычно зависит от производителя процессорного кулера.

В то время как некоторые процессорные кулеры лучше всего работают с водой, другим для правильной работы требуются специализированные жидкие охладители.

Специализированные жидкие охлаждающие жидкости состоят из воды, смешанной с другими специализированными материалами.

Их особенность в том, что они имеют более высокую температуру кипения, чем вода, и поэтому могут поглощать больше тепла, не закипая.

Более того, эти охлаждающие жидкости специально разработаны для ускорения процесса поглощения тепла, что очень помогает сохранить процессор холодным даже при высокой нагрузке.

Высокая температура кипения гарантирует, что охлаждающая жидкость не испарится, поскольку испарение может привести к образованию минеральных отложений внутри жидкостного охладителя процессора.

Известно, что минеральные отложения в жидкостных кулерах CPU снижают общую эффективность охлаждения жидкостного кулера, а также могут уменьшить общий поток охлаждающей жидкости во всей системе.

Большим преимуществом жидкостных процессорных кулеров является то, что их можно подключать к нескольким компонентам компьютера, таким как CPU и GPU, для их эффективного охлаждения.

Кроме того, эти кулеры работают тише своих аналогов.

Это основная причина, по которой многие энтузиасты ПК используют в своих сборках жидкостные процессорные кулеры.

Читайте далее:

• Как работает система охлаждения двигателя.
• Элемент Пельтье, принцип действия.
• Пошаговая диагностика неисправностей компьютера.
• Как работает индукционный нагреватель и как он устроен; Школа электротехники: электротехника и электроника.
• Микропроцессор: назначение и использование.
• Центровка насосов, насосных агрегатов и мотопомп.
• Кибернетика, что это такое? Происхождение и справочная информация.