Охлаждающие устройства современных компьютеров

Производители компьютеров ограничивают рабочую температуру процессоров: компания Intel - +66…78⁰С, AMD - +85…90⁰C. Считается, что при температуре в помещении +23⁰C температура внутри системного блока компьютера на 10…15⁰C выше, а процессора – еще на 20…35⁰C выше. В результате температура процессора может достигать +75⁰C, а в жаркое время - +92⁰C. Из этого следует, что современные процессоры при полной нагрузке требуют эффективного охлаждения.

В настоящее время выпускается множество видов охлаждающих устройств. Существуют охладители, у которых охладителем является воздух или вода. Находят также применение и термоэлектрические охлаждающие устройства.

Наибольшее распространение в настоящее время получили охлаждающие устройства, у которых теплоносителем является воздух, так называемые, кулеры (cooler – охладитель). По виду теплообмена они делятся они делятся на устройства с естественной конвекцией и принудительной вентиляцией. Первые применяют в системах с тепловыделением до 10…15 Вт, вторые при уровнях тепловыделения до 100 Вт. В кулерах второй группы отводимая тепловая мощность пропорциональна площади радиатора, разности температур его и охлаждающего воздуха и скорости воздушного потока. Наиболее распространены ребристые радиаторы, реже используются более сложные штыревые и турбинного типа. Большое значение имеет тепловое сопротивление на участке корпус процессора - радиатор. Применение теплопроводящей пасты позволяет снизить тепловое сопротивление примерно в 2 раза (от 1…0,15 ⁰C/Вт до 0,5…0,07 ⁰C/Вт).

В таблице и на рисунке приведены результаты расчета условий охлаждения для следующих исходных условий:

- ребристый радиатор с площадью обдуваемой поверхности 1560 см²;

- поверхность – шероховатая, черненная;

- крепление – стандартное;

- рассеиваемая мощность – 80 Вт;

- температура воздуха - +40⁰C,

- скорость продувки – около 1 м/с.

Температура радиатора, 0C
Аl	Сu
	8…9	30…33
	8…11	40…43
	11…17	53…59
	14…21	66…73

 

 

Как видно из рисунка, радиатор из алюминиевого сплава обеспечивает отвод примерно 77 Вт при температуре радиатора +52⁰С, в то время как радиатор из меди отводит примерно ту же мощность при температуре радиатора около +34⁰С. Это позволяет рекомендовать применение медных радиаторов для охлаждения мощных процессоров.

Исходя из опыта эксплуатации систем охлаждения, рекомендуется:

1) использовать в системном блоке нагнетающий вентилятор (применение вытяжного понижает давление в блоке и ухудшает охлаждение всех его узлов);

2) узлы и кабели размещать в системном блоке так, чтобы обеспечить свободные пространства для прохождения потоков охлаждающего воздуха к тепловыделяющим узлам и далее за пределы системного бока;

3) выбирать кулер с оптимальной площадью каналов радиатора (площадь радиатора должна быть соизмерима с проходным сечением вентилятора нагнетателя; отложение пыли на вентиляторе и каналах радиатора свидетельствует о скачке давления или неустойчивом воздушном потоке в месте ее скопления);

4) применять вентиляторы с многолопастной (семь и более) крыльчаткой;

5) понижать температуру в системном блоке, располагая его как можно дальше от источников тепла;

6) выбирать радиатор с оптимальными высотой и толщиной ребер.