Системы охлаждения для персонального компьютера и их разновидности
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
ичество тепловой энергии.
Типовые конструктивные решения
Несмотря на всё многообразие систем охлаждения существуют их конструктивные решения свои для каждого класса С. О.
1. Радиаторы
По конструкции делятся на три типа:
а) с постоянным сечением воздушного канала
Как видно на изображении рёбра радиаторов прямые и пространство между ними тоже.
б) с переменным сечением канала
Увеличивается площадь поверхности теплообмена благодаря изгибам рёбер. Это наиболее эффективный вид радиаторов.
в) штыревые
Расчеты и практика показывают, что штыревые радиаторы имеют более высокую эффективность по сравнению с обычными радиаторами с постоянным сечением канала. Эффективность штыревого радиатора, в зависимости от конкретных условий, в 1,5-2 раза выше, потому что таким образом увеличена площадь теплообмена радиатора.
. Воздушное охлаждение или кулеры
Вентиляторы - с ними, чаще всего используется радиатор, тепловые трубки или комбинация того и другого, типовых конструкций нет, разве только сами вентиляторы являются сами по себе типовыми, есть только распространённые модели или линейки, производимые в больших количествах. Штатные кулеры Intel, AMD - наглядный тому пример. Но в любом случае - это кулер с теми или иными характеристиками (линейные размеры, издаваемый шум, тип подшипника и т.д.).
. Жидкостное охлаждение
Здесь, если говорить о тепловых трубках, то по сути все они представляют из себя одно и то же - это всё те же трубки, но разной формы, длины и ширины, использующиеся в какой-то комбинированной С. О.
О системах жидкостного охлаждения ("водянка" на языке жаргона) можно отметить то же самое, конструкция у них примерно одна и та же, суть у них одна - охлаждение жидкостью компонентов ПК. Вобщем и целом их объединяет одно - радиатор (может быть и с вентилятором), помпа (или насос), водоблок (но может быть в нём и другая жидкость), шланги. Можно выделить основные типы водоблоков, о них подробнее:
А) Плоскодонный или безканальный ватерблок (для CPU используется редко, чаще для чипсета и не мощных видеокарт, а также для охлаждения памяти, элементов питания, винчестеров и пр.)
Б) Водоблок со змеевидной структурой, которая в свою очередь делится на спиралевидную и зигзагообразную.
В) Игольчатый ВБ (также как и змеевидный применяется в промышленном изготовлении) - внутренняя часть основания данных ватерблоков, содержит множество симметричных выступающих неровностей. Это могут быть пирамидки, ромбики, и т.д.
Г) ВБ с использованием рёбер на основании - самый наиболее распространенный вид ватерблоков.
Д) Также бывают ВБ со сложной внутренней структурой - микроканальные, многоэтажные раздельные и пр. Их структура редко повышает производительность, но часто увеличивает гидросопротивление, что в свою очередь либо требует увеличения мощности помпы, либо ухудшает температурные показатели системы в целом.
Для охлаждения видеокарты.
Для чипов памяти видеокарты.
Водоблоки для жёстких дисков.
Термоинтерфейс
В любом случае термоинтерфейс - это самая необходимая часть любой С.О., так как обеспечивает теплообмен между охлаждаемым компонентом и самой С.О., если этого не будет, то С.О. теряет всю свою эффекивность.
В таком случае следует начать с определения термоинтерфейса. Если знать общее определение интерфейса, оно выглядит так:
Интерфе?йс (от англ. interface - поверхность раздела, перегородка) в общем случае определяет место или способ соединения, соприкосновения, связи. Его значение можно отнести к любому сопряжению взаимодействующих систем.
Тогда определение "термоинтерфейс" должно выглядеть так:
Это - конструктивное решение, обеспечивающее теплообмен между охлаждающими и охлаждаемыми компонентами, имеющее свои конструктивные характеристики, характеристики эффективности.
Под эффективностью понимается количество отводимого тепла; данное определение применимо для любой МПС, и в частности для IBM совместимых ПК.
При таком способе охлаждения для термоинтерфейса всегда соблюдается одно неотъемлемое правило - между поверхностью С.О. и поверхностью охлаждаемого элемента всегда должна быть термопаста, которая имеет ряд характеристик.
Поверхности, между которыми термопаста имеет в свою очередь свои характеристики, такие как:
. Площадь - в квадратных сантиметрах.
. Шероховатость сопрягаемой контактной поверхности, которая должна быть не хуже 2,5 мкм, иногда 1,6 мкм, которая получается при обработке режущим инструментом. Аналогичные требования и для кулера процессора.
. Металл, из которого состоит контактная поверхность с термопастой, одна из сторон может быть и керамика. Если это слой металла или керамики, то должна учитываться и его толщина.
Теперь непосредственно о термопасте, и сперва о её компонентах.
Термопаста должна иметь хорошее iепление с поверхностью меаллов и керамики, не должна высыхать в процессе эксплуатации при повышенных температурах, иметь низкую гигроскопичность (степень, с которой химическое вещество впитывает воду) и быть химически пассивными к применяемым в ПК материалам. Термопаста должна обеспечивать необходимую текучесть под статическим давлением, чтобы