Общие принципы. Какие бывают системы охлаждения и как они работают, мы уже знаем

Как охлаждаем

Лекция №6

Какие бывают системы охлаждения и как они работают, мы уже знаем. Остается, по­жалуй, главный вопрос: как их правильно использовать. Если просто установить на все источники тепла в компьютере мощ­ные системы охлаждения, результат впол­не может быть обратным ожидаемому: низ­кая эффективность охлаждения, высокая температура элементов компьютера и воз­духа внутри.

Для обустройства оптимального охлаж­дения необходим системный подход, кото­рый предполагает предварительное опре­деление степени и характера влияния раз­ных систем охлаждения друг на друга. Цир­куляция воздуха в корпусе должна быть под полным контролем, иначе успеха добиться будет сложно.

Из систем охлаждения в компьютере на­иболее распространены активные и пас­сивные радиаторы. Функционирование по­следних всегда сопровождается нагревом воздуха непосредственно вблизи радиато­ра. Поскольку интенсивность конвекцион­ного теплообмена прямо пропорциональна разнице температур нагретой поверхности и воздуха, то эффективность действия ра­диатора падает, если теплый воздух скапли­вается вокруг, — разумеется, он движется вверх, если ему ничто не препятствует, но скорость этого подъема невысока, и лучше, если это «тепловое одеяло» активно сдува­ется с радиатора потоком воздуха. Создают интенсивные потоки воздуха внутри корпу­са в основном с помощью специальных корпусных вентиляторов, одни из которых ставят на выдув, другие на вдув — так, что­бы обеспечить сквозное прохождение воз­духа через корпус.

С активными радиаторами дело обстоит несколько легче — они оснащены собствен­ным вентилятором, создающим воздуш­ный поток, направленный непосредствен­но на ребра. Проблема может состоять в том, что в некоторых случаях этот венти­лятор будет засасывать не холодный воз­дух, а теплый, с расположенных рядом или ниже источников тепла. В этом случае эф­фективность системы также будет невысо­кой. Подобного можно избежать, тщатель­но рассчитав тепловые потоки внутри кор­пуса или же просто поместив вентилятор в воздуховод, забирающий воздух снаружи корпуса.

Но обеспечить доставку холодного воз­духа к вентилятору — это лишь половина за­дачи. Надо также продумать, куда будет ухо­дить нагретый воздух с ребер. В случае ак­тивного радиатора с плоскими ребрами воздух будет выходить вдоль ребер с обеих сторон. При этом лучше, если ребра на­правлены на источники тепла без радиато­ров или с пассивными радиаторами — для них поток теплого воздуха предпочтитель­нее, чем отсутствие потока вообще. В слу­чае с расположенными рядом активными радиаторами дело обстоит ровно наобо­рот: лучше, если поток пойдет в другом на­правлении.

Что же касается продувки корпуса, то она всегда затруднена сопротивлением его конструкции, установленных плат и эле­ментов на них, проводами, шлейфами, сис­темами охлаждения и т.д. Это сопротивле­ние характеризуется т.н. системным импе­дансом, который равен произведению сис­темной константы и скорости потока в сте­пени п, где п=1 в случае ламинарного (пря­мого) течения воздуха и п=2 в случае турбу­лентного (с завихрениями). Системная константа определяется экспериментально и зависит от внутренней конфигурации корпуса и его наполнения.

Если совместить расходную характерис­тику корпусного (системного) вентилятора и график импеданса, то в их пересечении мы найдем рабочую точку вентилятора. Из этого графика понятно, что чем ниже сис­темный импеданс, тем выше будет ско­рость потока. Следовательно, для обеспе­чения оптимального теплового режима си­стемный импеданс нужно снижать, глав­ным образом путем уменьшения системной константы, облегчая прохождение воздуха внутри корпуса. Это можно сделать, напри­мер, более плотно поставив РС1-платы (подряд, без пропусков слотов) и компакт­нее уложив шлейфы и провода. Нужно сле­дить и за тем, чтобы ребра всех пассивных радиаторов в компьютере были ориенти­рованы параллельно потоку.

Как мы убедились, эффективность рабо­ты систем охлаждения в большой степени зависит от геометрии корпуса и располо­жения источников тепла, иными словами — от форм-фактора компьютера.

Рассмотрим особенности наиболее рас­пространенных форм-факторов.

Дата добавления: 2014-01-03