Mga Computer Cooling System: Passive, Active, Liquid, Freon, Water Cooler, Open Evaporation, Cascade, Peltier Cooling

Sa panahon ng pagpapatakbo ng computer, ang ilan sa mga bahagi nito ay napakainit, at kung ang nabuong init ay hindi maalis nang mabilis, kung gayon ang computer ay hindi na gagana dahil sa paglabag sa mga normal na katangian ng mga pangunahing bahagi ng semiconductor nito.

Ang pag-alis ng init mula sa mga bahagi ng pag-init ng computer ay ang pinakamahalagang gawain na nalulutas ng sistema ng paglamig ng computer, na isang hanay ng mga espesyal na tool na patuloy na gumagana, sistematiko at maayos sa buong oras na aktibong ginagamit ang computer.

Sa panahon ng pagpapatakbo ng computer cooling system, ang init na nabuo sa pamamagitan ng pagpasa ng operating currents sa pamamagitan ng mga pangunahing elemento ng computer, lalo na sa pamamagitan ng mga elemento ng system unit nito, ay ginagamit.Ang dami ng init na nabuo sa kasong ito ay nakasalalay sa mga mapagkukunan ng pag-compute ng computer at ang kasalukuyang pagkarga nito kaugnay ng lahat ng mga mapagkukunang magagamit sa makina.

Sa anumang kaso, ang init ay nakuhang muli sa kapaligiran. Sa passive cooling, ang init ay inalis mula sa mga pinainit na bahagi sa pamamagitan ng radiator nang direkta sa nakapaligid na hangin sa pamamagitan ng conventional convection at infrared radiation. Sa aktibong paglamig, bilang karagdagan sa convection at infrared radiation, ang pamumulaklak gamit ang isang fan ay ginagamit, na nagpapataas ng intensity ng convection (ang solusyon na ito ay tinatawag na "cooler").

Mayroon ding mga liquid cooling system kung saan ang init ay unang inililipat ng isang heat carrier at pagkatapos ay ginamit muli sa atmospera. May mga bukas na evaporative system kung saan ang init ay tinanggal dahil sa phase transition ng coolant.

Kaya, ayon sa prinsipyo ng pag-alis ng init mula sa mga bahagi ng pag-init ng computer, mayroong mga sistema ng paglamig: paglamig ng hangin, paglamig ng likido, Freon, bukas na pagsingaw at pinagsama (batay sa mga elemento ng Peltier at mga cooler ng tubig).

Passive air cooling system

Ang mga kagamitan na hindi na-load ng init ay hindi nangangailangan ng mga espesyal na sistema ng paglamig. Ang non-heat loaded equipment ay isa kung saan ang heat flux sa bawat square centimeter ng pinainit na ibabaw (heat flux density) ay hindi lalampas sa 0.5 mW. Sa ilalim ng mga kundisyong ito, ang sobrang pag-init ng pinainit na ibabaw na nauugnay sa nakapaligid na hangin ay hindi lalampas sa 0.5 ° C, ang karaniwang maximum para sa naturang kaso ay +60 ° C.

Ngunit kung ang mga thermal parameter ng mga sangkap sa normal na mode ng kanilang operasyon ay lumampas sa mga halagang ito (habang pinapanatili ang henerasyon ng init, gayunpaman, medyo mababa), kung gayon ang mga radiator lamang ang naka-install sa mga naturang sangkap, iyon ay, mga aparato para sa passive heat removal. , ang tinatawag na mga passive cooling system.

Kapag ang kapangyarihan ng chip ay mababa, o kapag ang mga kinakailangan sa kapasidad ng pag-compute ng system ay patuloy na limitado, bilang panuntunan, isang heatsink lamang ang sapat, kahit na walang fan. Ang radiator ay pinili nang paisa-isa sa bawat kaso.

Karaniwan, ang passive cooling system ay gumagana sa sumusunod na paraan. Ang init ay direktang inililipat mula sa heating component (chip) patungo sa heatsink dahil sa thermal conductivity ng materyal o sa tulong ng mga heat pipe (thermosyphon o evaporation chamber ay iba ang pundamental. mga solusyon na may mga heat pipe).

Ang pag-andar ng radiator ay upang magpalabas ng init sa nakapalibot na espasyo sa pamamagitan ng infrared radiation at maglipat ng init sa pamamagitan lamang ng thermal conductivity ng nakapaligid na hangin, na nag-aambag sa paglitaw ng natural na convection currents. Upang mag-radiate ng init sa buong lugar ng radiator bilang intensive hangga't maaari, ang ibabaw ng radiator ay nagiging itim.

Lalo na ngayon (sa iba't ibang kagamitan, kabilang ang mga computer), ang passive cooling system ay laganap. Ang ganitong sistema ay napaka-kakayahang umangkop, dahil ang mga radiator ay madaling mai-mount sa karamihan ng mga sangkap na masinsinang init. Ang mas malaki ang epektibong lugar ng pag-aalis ng init mula sa radiator, mas mahusay ang paglamig.

Ang mga mahahalagang salik na nakakaapekto sa kahusayan sa paglamig ay ang bilis ng daloy ng hangin na dumadaan sa heatsink at ang temperatura (lalo na ang pagkakaiba ng temperatura sa kapaligiran).

Alam ng maraming tao na bago mag-mount ng heatsink sa isang bahagi, kailangang maglagay ng thermal paste (hal. KPT-8) sa mga ibabaw ng isinangkot. Ginagawa ito upang madagdagan ang thermal conductivity sa espasyo sa pagitan ng mga bahagi.

Sa una, ang problema ay ang mga ibabaw ng radiator at ang sangkap na naka-install dito, pagkatapos ng produksyon at paggiling ng pabrika, ay mayroon pa ring pagkamagaspang sa pagkakasunud-sunod ng 10 microns, at kahit na pagkatapos ng buli, mga 5 microns ng pagkamagaspang ay nananatili. Pinipigilan ng mga iregularidad na ito ang pagdidikit ng mga pinagdugtong na ibabaw nang mahigpit hangga't maaari nang walang puwang, na nagreresulta sa air gap na may mababang thermal conductivity.

Ang mga heatsink na may pinakamalaking sukat at aktibong lugar ay karaniwang naka-mount sa mga CPU at GPU. Kung kinakailangan upang mag-ipon ng isang tahimik na computer, kung gayon, dahil sa mababang bilis ng pagpasa ng hangin, kinakailangan ang mga espesyal na napakalaking radiator, na nailalarawan sa pamamagitan ng pagtaas ng kahusayan ng pagwawaldas ng init.

Aktibong sistema ng paglamig ng hangin

Upang mapabuti ang paglamig, upang gawing mas matindi ang daloy ng hangin sa radiator, ginagamit din ang mga fan. Ang radiator na nilagyan ng fan ay tinatawag na cooler. Ang mga cooler ay naka-install sa mga graphics at central processor ng computer. Kung hindi posibleng mag-install ng heatsink sa ilan sa mga bahagi, tulad ng hard drive, o hindi ito inirerekomenda, pagkatapos ay isang simpleng fan blowout na walang heatsink ang gagamitin.Sapat na iyon.

Liquid cooling system

Ang sistema ng paglamig ng likido ay gumagana sa prinsipyo ng paglilipat ng init mula sa pinalamig na bahagi patungo sa radiator sa tulong ng isang gumaganang likido na nagpapalipat-lipat sa system. Ang ganitong likido ay karaniwang distilled water na may bactericidal at anti-galvanic additives o antifreeze, langis, iba pang mga espesyal na likido, at sa ilang mga kaso likidong metal.

Ang ganitong sistema ay kinakailangang kasama ang: isang bomba para sa pagpapalipat-lipat ng likido at isang radiator (block ng tubig, ulo ng paglamig) upang alisin ang init mula sa elemento ng pag-init at ilipat ito sa gumaganang likido. Ang init ay pagkatapos ay mawala sa pamamagitan ng isang heatsink (aktibo o passive system).

Bilang karagdagan, ang sistema ng paglamig ng likido ay may isang reservoir ng gumaganang likido, na nagbabayad para sa pagpapalawak ng thermal nito at pinatataas ang thermal inertia ng system. Ang tangke ay maginhawa upang punan at ito rin ay maginhawa upang maubos ang gumaganang likido sa pamamagitan nito. Sa ganitong sistema, kinakailangan ang mga kinakailangang hose at pipe. Maaaring opsyonal na available ang isang liquid flow sensor.

Ang working fluid ay may sapat na mataas na kapasidad ng init upang magbigay ng mataas na kahusayan sa paglamig sa mababang bilis ng sirkulasyon at mataas na thermal conductivity, na nagpapaliit sa pagkakaiba ng temperatura sa pagitan ng evaporating surface at ng pipe wall.

Sistema ng paglamig ng freon

Ang matinding overclocking ng processor ay nangangailangan ng negatibong temperatura ng pinalamig na elemento sa patuloy na operasyon nito. Kinakailangan ang mga pag-install ng freon para dito. Ang mga sistemang ito ay mga yunit ng pagpapalamig kung saan ang evaporator ay direktang naka-mount sa bahagi kung saan dapat alisin ang init sa napakataas na rate.

Ang mga kawalan ng sistema ng freon, bilang karagdagan sa pagiging kumplikado nito, ay: ang pangangailangan para sa thermal insulation, ang ipinag-uutos na pakikibaka sa condensate, ang kahirapan sa paglamig ng ilang mga bahagi sa parehong oras, ang mataas na pagkonsumo ng enerhiya at ang mataas na presyo.

Pampalamig ng tubig

Ang Waterchiller ay isang cooling system na pinagsasama ang isang Freon unit at liquid cooling. Dito, ang antifreeze na nagpapalipat-lipat sa system ay higit na pinalamig sa isang heat exchanger gamit ang isang bloke ng Freon.

Sa ganitong sistema, ang isang negatibong temperatura ay nakuha sa tulong ng isang yunit ng freon, at ang likido ay maaaring sabay-sabay na palamig ang ilang mga bahagi. Ang isang maginoo na sistema ng paglamig ng Freon ay hindi pinapayagan ito. Ang mga disadvantages ng isang water cooler ay ang pangangailangan para sa thermal insulation ng buong system, pati na rin ang pagiging kumplikado at mataas na gastos.

Buksan ang evaporative cooling system

Ang mga open vapor cooling system ay gumagamit ng working fluid—isang nagpapalamig gaya ng helium, liquid nitrogen, o dry ice. Ang gumaganang likido ay sumingaw sa isang bukas na baso, na direktang naka-mount sa elemento ng pag-init, na dapat na palamig nang napakabilis.

Ang pamamaraang ito ay pag-aari ng mga baguhan at pangunahing ginagamit ng mga hobbyist na nangangailangan ng matinding overclocking ("overclocking") ng mga magagamit na kagamitan. Gamit ang pamamaraang ito, maaari kang makakuha ng pinakamababang temperatura, ngunit ang baso na may nagpapalamig ay kailangang mapunan nang regular, iyon ay, ang sistema ay may limitasyon sa oras at nangangailangan ng patuloy na pansin.

Cascade cooling system

Ang isang cascade cooling system ay nangangahulugan ng sabay-sabay na sunud-sunod na pagsasama ng dalawa o higit pang mga freon. Upang makamit ang mas mababang temperatura, ginagamit ang freon na may pinababang punto ng kumukulo.Kung ang freon machine ay single-stage, pagkatapos ito ay kinakailangan upang madagdagan ang nagtatrabaho presyon na may malakas na compressors.

Ngunit mayroong isang alternatibo - paglamig ng radiator ng isang bloke ng freon na may isa pang katulad na bloke. Kaya, ang operating pressure sa system ay maaaring mabawasan at ang mataas na kapangyarihan ay hindi na kinakailangan mula sa mga compressor, ang mga maginoo na compressor ay maaaring gamitin. Ang sistema ng cascade, sa kabila ng pagiging kumplikado nito, ay nagbibigay-daan upang makamit ang isang mas mababang temperatura kaysa sa isang maginoo na pag-install ng freon, at kumpara sa isang bukas na sistema ng pagsingaw, ang naturang pag-install ay maaaring gumana nang tuluy-tuloy.

Sistema ng paglamig ng Peltier

Sa sistema ng paglamig na may elementong Peltier ito ay naka-mount na may malamig na bahagi nito sa ibabaw upang palamig, habang ang mainit na bahagi ng elemento ay nangangailangan ng masinsinang paglamig mula sa isa pang sistema sa panahon ng operasyon nito. Ang sistema ay medyo compact.