Sistem Penyejukan Komputer: Pasif, Aktif, Cecair, Freon, Penyejuk Air, Penyejatan Terbuka, Lata, Penyejukan Peltier

Semasa operasi komputer, beberapa komponennya menjadi sangat panas, dan jika haba yang dihasilkan tidak dikeluarkan dengan cukup cepat, maka komputer tidak akan dapat berfungsi kerana pelanggaran ciri-ciri biasa komponen semikonduktor utamanya.

Mengeluarkan haba daripada bahagian pemanasan komputer ialah tugas paling penting yang diselesaikan oleh sistem penyejukan komputer, iaitu satu set alat khusus yang berfungsi secara berterusan, sistematik dan harmoni sepanjang masa komputer digunakan secara aktif.

Semasa operasi sistem penyejukan komputer, haba yang dihasilkan oleh laluan arus operasi melalui elemen utama komputer, terutamanya melalui elemen unit sistemnya, digunakan.Jumlah haba yang dijana dalam kes ini bergantung pada sumber pengkomputeran komputer dan beban semasanya berhubung dengan semua sumber yang tersedia untuk mesin.

Walau apa pun, haba pulih di atmosfera. Dalam penyejukan pasif, haba dikeluarkan daripada bahagian yang dipanaskan melalui radiator terus ke udara sekeliling melalui perolakan konvensional dan sinaran inframerah. Dalam penyejukan aktif, sebagai tambahan kepada perolakan dan sinaran inframerah, tiupan dengan kipas digunakan, yang meningkatkan keamatan perolakan (penyelesaian ini dipanggil «sejuk»).

Terdapat juga sistem penyejukan cecair di mana haba mula-mula dipindahkan oleh pembawa haba dan kemudian digunakan semula di atmosfera. Terdapat sistem penyejatan terbuka di mana haba dikeluarkan kerana peralihan fasa penyejuk.

Oleh itu, mengikut prinsip mengeluarkan haba dari bahagian pemanasan komputer, terdapat sistem penyejukan: penyejukan udara, penyejukan cecair, Freon, penyejatan terbuka dan digabungkan (berdasarkan unsur Peltier dan penyejuk air).

Sistem penyejukan udara pasif

Peralatan yang tidak dimuatkan haba tidak memerlukan sistem penyejukan khas sama sekali. Peralatan yang tidak dimuatkan haba adalah peralatan yang fluks haba setiap sentimeter persegi permukaan yang dipanaskan (ketumpatan fluks haba) tidak melebihi 0.5 mW. Di bawah keadaan ini, terlalu panas permukaan yang dipanaskan berbanding dengan udara sekeliling tidak akan lebih tinggi daripada 0.5 ° C, maksimum biasa untuk kes sedemikian ialah +60 ° C.

Tetapi jika parameter haba komponen dalam mod biasa operasinya melebihi nilai ini (sambil mengekalkan penjanaan haba, bagaimanapun, agak rendah), maka hanya radiator dipasang pada komponen tersebut, iaitu peranti untuk penyingkiran haba pasif , apa yang dipanggil. sistem penyejukan pasif.

Apabila kuasa cip rendah, atau apabila keperluan kapasiti pengkomputeran sistem sentiasa terhad, sebagai peraturan, hanya heatsink yang mencukupi, walaupun tanpa kipas. Radiator dipilih secara individu dalam setiap kes.

Pada asasnya, sistem penyejukan pasif berfungsi dengan cara berikut. Haba dipindahkan terus dari komponen pemanasan (cip) ke heatsink disebabkan oleh kekonduksian terma bahan atau dengan bantuan paip haba (thermosyphon atau ruang penyejatan adalah asas yang berbeza. penyelesaian dengan paip haba).

Fungsi radiator adalah untuk memancarkan haba ke ruang sekeliling melalui sinaran inframerah dan memindahkan haba hanya melalui kekonduksian terma udara sekeliling, yang menyumbang kepada berlakunya arus perolakan semula jadi. Untuk memancarkan haba ke seluruh kawasan radiator seintensif mungkin, permukaan radiator menjadi hitam.

Terutama hari ini (dalam pelbagai peralatan, termasuk komputer), sistem penyejukan pasif meluas. Sistem sedemikian sangat fleksibel, kerana radiator boleh dipasang dengan mudah pada kebanyakan komponen intensif haba. Lebih besar kawasan pelesapan haba yang berkesan dari radiator, lebih cekap penyejukan.

Faktor penting yang mempengaruhi kecekapan penyejukan ialah kelajuan aliran udara yang melalui heatsink dan suhu (terutamanya perbezaan suhu dengan persekitaran).

Ramai orang tahu bahawa sebelum memasang heatsink pada komponen, ia perlu menggunakan pes haba (cth KPT-8) pada permukaan mengawan. Ini dilakukan untuk meningkatkan kekonduksian terma dalam ruang antara komponen.

Pada mulanya, masalahnya ialah permukaan radiator dan komponen yang dipasang padanya, selepas pengeluaran dan pengisaran kilang, masih mempunyai kekasaran pada urutan 10 mikron, dan walaupun selepas menggilap, kira-kira 5 mikron kekasaran kekal. Penyimpangan ini menghalang permukaan penyambung daripada ditekan serapat mungkin tanpa jurang, mengakibatkan jurang udara dengan kekonduksian terma yang rendah.

Heatsink dengan saiz terbesar dan kawasan aktif biasanya dipasang pada CPU dan GPU. Sekiranya perlu untuk memasang komputer senyap, maka, memandangkan kelajuan rendah laluan udara, radiator khas yang sangat besar diperlukan, dicirikan oleh peningkatan kecekapan pelesapan haba.

Sistem penyejukan udara aktif

Untuk meningkatkan penyejukan, untuk menjadikan aliran udara melalui radiator lebih kuat, kipas juga digunakan. Radiator yang dilengkapi dengan kipas dipanggil penyejuk. Penyejuk dipasang pada grafik dan pemproses pusat komputer. Jika tidak mungkin untuk memasang heatsink pada beberapa komponen, seperti cakera keras, atau tidak disyorkan, maka blowout kipas ringkas tanpa heatsink digunakan.Itu sudah cukup.

Sistem penyejukan cecair

Sistem penyejukan cecair berfungsi berdasarkan prinsip memindahkan haba dari komponen yang disejukkan ke radiator dengan bantuan bendalir kerja yang beredar dalam sistem. Cecair sedemikian biasanya air suling dengan bahan tambahan bakteria dan anti-galvanik atau antibeku, minyak, cecair khas lain, dan dalam beberapa kes logam cecair.

Sistem sedemikian semestinya termasuk: pam untuk mengedarkan bendalir dan radiator (blok air, kepala penyejuk) untuk menghilangkan haba dari elemen pemanasan dan memindahkannya ke bendalir kerja. Haba kemudiannya dilesapkan oleh heatsink (sistem aktif atau pasif).

Di samping itu, sistem penyejukan cecair mempunyai takungan cecair kerja, yang mengimbangi pengembangan habanya dan meningkatkan inersia terma sistem. Tangki mudah diisi dan ia juga mudah untuk mengalirkan bendalir kerja melaluinya. Dalam sistem sedemikian, hos dan paip yang diperlukan diperlukan. Sensor aliran cecair boleh tersedia secara pilihan.

Bendalir kerja mempunyai kapasiti haba yang cukup tinggi untuk menyediakan kecekapan penyejukan yang tinggi pada kelajuan peredaran rendah dan kekonduksian terma yang tinggi, yang meminimumkan perbezaan suhu antara permukaan penyejatan dan dinding paip.

Sistem penyejukan freon

Overclocking melampau pemproses memerlukan suhu negatif unsur yang disejukkan semasa operasi berterusannya. Pemasangan freon diperlukan untuk ini. Sistem ini adalah unit penyejukan di mana penyejat dipasang terus pada komponen yang mana haba mesti dikeluarkan pada kadar yang sangat tinggi.

Kelemahan sistem freon, sebagai tambahan kepada kerumitannya, adalah: keperluan untuk penebat haba, perjuangan wajib dengan kondensat, kesukaran untuk menyejukkan beberapa komponen pada masa yang sama, penggunaan tenaga yang tinggi dan harga yang tinggi.

Penyejuk air

Waterchiller ialah sistem penyejukan yang menggabungkan unit Freon dan penyejukan cecair. Di sini, antibeku yang beredar dalam sistem disejukkan lagi dalam penukar haba menggunakan blok Freon.

Dalam sistem sedemikian, suhu negatif diperoleh dengan bantuan unit freon, dan cecair secara serentak boleh menyejukkan beberapa komponen. Sistem penyejukan Freon konvensional tidak membenarkan ini. Kelemahan penyejuk air adalah keperluan untuk penebat haba keseluruhan sistem, serta kerumitan dan kos yang tinggi.

Sistem penyejukan penyejatan terbuka

Sistem penyejukan wap terbuka menggunakan bendalir yang berfungsi—penyejuk seperti helium, nitrogen cecair atau ais kering. Cecair kerja disejat dalam kaca terbuka, yang dipasang terus pada elemen pemanasan, yang mesti disejukkan dengan cepat.

Kaedah ini adalah milik amatur dan digunakan terutamanya oleh penggemar yang memerlukan overclocking melampau ("overclocking") peralatan yang tersedia. Menggunakan kaedah ini, anda boleh mendapatkan suhu terendah, tetapi kaca dengan penyejuk perlu diisi semula dengan kerap, iaitu sistem mempunyai had masa dan memerlukan perhatian yang berterusan.

Sistem penyejukan lata

Sistem penyejukan lata bermaksud kemasukan berurutan serentak dua atau lebih freon. Untuk mencapai suhu yang lebih rendah, freon dengan takat didih yang dikurangkan digunakan.Jika mesin freon adalah satu peringkat, maka perlu meningkatkan tekanan kerja dengan pemampat yang berkuasa.

Tetapi ada alternatif - menyejukkan radiator blok freon dengan blok lain yang serupa. Oleh itu, tekanan operasi dalam sistem dapat dikurangkan dan kuasa tinggi tidak lagi diperlukan daripada pemampat, pemampat konvensional boleh digunakan. Sistem lata, walaupun kerumitannya, membolehkan untuk mencapai suhu yang lebih rendah daripada dengan pemasangan freon konvensional, dan berbanding dengan sistem penyejatan terbuka, pemasangan sedemikian boleh berfungsi secara berterusan.

Sistem penyejukan Peltier

Dalam sistem penyejukan dengan unsur Peltier ia dipasang dengan bahagian sejuknya di permukaan untuk disejukkan, manakala bahagian panas elemen memerlukan penyejukan intensif daripada sistem lain semasa operasinya. Sistem ini agak padat.