Нестандартные системы охлаждения и их обслуживание
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
?о охлаждения. Кроме того, лучше применять вентиляторы большого типоразмера - они способны создавать достаточный поток воздуха при минимальных оборотах и, как следствие, минимальном шуме.
Исходя из вышеуказанного можно составить следующую классификацию систем охлаждения процессора:
1)фреоновая система
2)азотная система
)система охлаждения на тепловых трубках
)водная система
)воздушная система
)углекислотная система.
2. Техническая часть
.1 Фреоновая система охлаждения
охлаждение процессор фреоновый углекислый
Специалисты российской компании Kraftway, изучив проблему, подумали: а зачем вообще нужен воздух в этой системе теплых взаимоотношений? И решили охлаждать процессоры сразу фреоном кондиционера.
Однако не все так просто. Подумайте, легко ли конфигурировать систему, насквозь пронизанную трубками с фреоном?! Поэтому было решено охлаждать не сами процессоры, которые располагаются в разных серверах по-разному, а сначала отводить тепло от раскаленных невероятной вычислительной мощностью ядер тепловыми трубками. То есть один ее конец располагается на самом процессоре, отбирая тепло, а другой - выводится на заднюю стенку сервера. Тем самым упрощается не только конструкция охладителя, но и процесс замены серверов: достаточно отвинтить тепловую трубку и вынуть корпус из стойки, не останавливая и не разбирая всю систему охлаждения.
Устройство тепловой трубки тоже заслуживает упоминания. Как известно, в них применяются самые разные теплоносители (вода, эфир, фреон). Однако большинство из них не обладают достаточной производительностью. Даже вода, несмотря на свою впечатляющую теплоемкость, не может справиться с той скоростью отвода тепла, которая требуется для современных процессоров. Есть и другой момент: представьте, что трубка вдруг начнет протекать… это явно не обрадует электрические схемы материнской платы. Рис. 2.1.
Рис. 2.1.
Применение фреона позволяет добиться необходимой производительности и безопасности.
В случае протечки он тут же улетучивается, а теплоемкость его испарения сравнима с водой. Устроена трубка следующим образом. Жидкий фреон по капиллярной губке направляется к процессору, там, испаряясь, поднимается к утюжкам прикрепленным к постоянно охлаждаемой металлической колонне, в которых он охлаждается и, конденсируясь, стекает вниз в горизонтальную часть трубки, где благодаря капиллярному эффекту попадает обратно к ядру процессора. Далее - по кругу. Надежность такой замкнутой и герметичной системы очень высока.
Однако, выведя процессорное тепло наружу, мы решили только половину задачи. Ведь его все равно нужно каким-то образом передать дальше, на улицу. Тут и выступает на сцену вышеупомянутая колонна, к которой прикреплены горячие утюжки тепловых трубок. Несмотря на свой заурядный вид, она вовсе не является копией морозилки бытового холодильника. Рис. 2.2.
Рис. 2.2
Внутри этой прямоугольной тепловой колонны расположена медная трубка с массой мельчайших отверстий, в которую специальная помпа подает хладагент. Протекая по трубке, фреон через отверстия разбрызгивается на внутреннюю поверхность колонны. Испаряясь на ней, он отбирает тепло у утюжков и уходит по трубке к основному компрессору, который может быть расположен далеко за пределами стойки (например, на улице вместе с радиатором охлаждения хладагента). Дополнительная помпа понадобилась для того, чтобы регулировать нагрузку: стойка с серверами может быть заполнена только частично, и охлаждать колонну целиком - пустая трата энергии. С другой стороны, основной компрессор кондиционера работает на постоянных оборотах, и снижать их недопустимо, так как он может просто-напросто сгореть (можно вспомнить частые случаи перегорания компрессоров холодильников в сельской местности из-за пониженного напряжения). Поэтому оказалось рациональнее (хоть это немного и усложнило конструкцию) поставить дополнительную помпу непосредственно в стойке и управлять уже ее оборотами. Таким образом, инженеры продолжают бороться за общее повышение КПД системы.
Итак, получается двойная, а не тройная система охлаждения. Сначала нагревается непосредственно фреон, минуя воздушную стадию (нагревом корпуса трубок можно пренебречь), и уже он отдает тепло окружающему воздуху, причем далеко за пределами серверной стойки.
Если мы избавились от воздушного охлаждения процессоров, то нет необходимости в большом количестве вентиляторов внутри каждого сервера. По утверждению разработчика, для охлаждения всех оставшихся схем, включая жесткий диск и блок питания, достаточно лишь одного вентилятора на корпус. Это радикально снижает шум, что позволяет размещать такие стойки внутри рабочих комнат, не вынося их в специальные помещения.
2.2 Азотная система охлаждения
Жидкий азот - сильно текучее вещество с температурой -196 0С, что означает его высокую опасность для жизни и здоровья при неправильном обращении.
Итак, что представляет собой система охлаждения, хладагентом в которой служит жидкий азот? Да ничего особенного, собственно - основание, выполненное из металла или какого-либо другого материала с высоким коэффициентом теплопроводности, и припаянную к этому основанию чашку, в которую этот самый жидкий азот наливается. Конеч