Какое из устройств нужно охлаждать

Содержание

Какие существуют виды, типы и способы охлаждения ПК

Для охлаждения современных компьютеров и их компонентов придумано несколько основных типов и способов. В этой статье я рассмотрю основные виды охлаждения ПК. Давайте начинать .

виды охлаждения пк

Системы охлаждения — от радиатора до жидкого азота! Часть 1

Еще из школьного курса физики нам известно, что любой проводник, по которому протекает электрический ток, выделяет тепло. Это приводит к тому, что все составляющие компьютера, по которым проходит ток (от процессора до соединительных проводов), нагревают окружающий их воздух.

image

Эту статью я писал почти год назад для одного конкурса… решил выложить, может кому будет интересно. Она ужасно огромная (без шуток — хабр не принял ее одним куском, так что будет две части / Часть 2 /). Трафик.

Как выбрать охлаждение для центрального процессора

При сборке компьютера выбору охлаждения для центрального процессора зачастую уделяют мало внимания.

Потратив выделенный бюджет на основные комплектующие – процессор, видеокарту, память и материнскую плату, охлаждение для процессора выбирают по остаточному принципу. Зачастую это – ошибочный подход, который может привести к различным проблемам.

Давайте рассмотрим основные моменты, на которые стоит обратить внимание при выборе системы охлаждения ЦП. А также обозначим мелкие нюансы, которые при этом упускают из вида.

Охлаждение электроники: термомоделирование при разработке конструкции корпуса

Электронное устройство обычно состоит из корпуса и внутренних компонентов, которые при работе выделяют тепло. И тут скрыт конфликт: производители стремятся уменьшить корпус (так дешевле и удобнее), но компактный корпус затрудняет отвод тепла. Проблему усугубляет рост вычислительных мощностей: электроника нагревается еще сильнее, а это может привести к сбоям. Как в таких условиях обеспечить достаточное охлаждение еще на стадии разработки новых серийных устройств? Давайте вместе разберемся с разными типами теплоотведения: естественной конвекцией, принудительным охлаждением с помощью вентиляторов и системами жидкостного охлаждения.

Детальной проработкой системы охлаждения и грамотной компоновки устройства занимается инженер-конструктор: он выполняет виртуальное моделирование воздушных потоков и определяет температуру нагреваемой электроники.

При выборе типа охлаждения учитывается максимально допустимая температура компонентов и условия эксплуатации.

Самый простой способ отвода тепла — метод воздушного охлаждения за счет теплоотводов и вентиляторов. Но при невысокой стоимости этот метод имеет ряд недостатков:

высокое тепловое сопротивление,

низкая температура окружающей среды,

увеличение уровня шума.

Не всегда возможно задействовать принудительное или естественное конвекционное охлаждение. Например, такой способ не годится для корпусов с высокой степенью защиты от пыли и влаги (IP) или для необслуживаемых корпусов, т.е. неразборных или тех, что устанавливаются в труднодоступных местах.

Повысить эффективность и ускорить процесс охлаждения можно за счет охлаждения с помощью тепловых трубок. Для реализации этого метода используется конструкция из алюминиевого радиатора и основания с медными трубками. Такая технология имеет важные преимущества: оптимально отводит тепло, занимает минимальный объем, не создает шума и не требует обслуживания. Но при этом надо помнить, что усложняется конструкция и увеличивается стоимость устройства.

Для силовой электроники применяется метод жидкостного охлаждения. Эта система эффективна и надежна, занимает малый объем, не создает шума, но при этом значительно увеличивает стоимость и усложняет обслуживание (есть риск утечек жидкости). Для реализации этого метода необходим компрессор.

Ниже рассмотрим примеры разных способов воздушного охлаждения с естественной и принудительной конвекцией.

Охлаждаем процессор: водой или воздухом?

От эффективности системы охлаждения зависит не только температура процессора под нагрузкой, но и уровень шума. В продаже встречаются два типа систем: воздушное и водяное. У каждого свои ограничения по применению и конструктивные особенности.

Как работают устройства охлаждения?

Воздушное охлаждение

Воздушное охлаждениеРадиатор воздушного охлаждения процессора

Функционирование воздухоохладителя довольно просто. Он опирается на два ключевых компонента:

  • Вентилятор
  • Радиатор

Радиатор изготовлен из материалов с высокой теплопроводностью, чаще всего из алюминия или комбинации алюминия и меди. Его цель – отводить тепло от процессора, но теплоотвод может поглощать лишь столько тепла, сколько потребуется для отвода тепла.

То, что делает вентилятор, это постоянно вращается, чтобы холодный воздух проходил через радиатор, предотвращая его перегрев.

Водяное охлаждение

Жидкостное охлаждение процессораУстройство жидкостного охлаждение

Водяная система более сложная, и включает в себя больше деталей, чем воздушная:

  • Насос
  • Радиатор
  • Шланги
  • Вентилятор

В то время как воздушное охлаждение зависит от воздуха, циркулирующего через радиатор, жидкостная система использует аналогичный подход – только он использует жидкость вместо воздуха.

Вода (или любая другая жидкая охлаждающая жидкость) прокачивается через шланги, которые соединяются с компонентом, который нуждается в теплоотводе, который в данном случае является процессором. Но просто его циркуляция не достаточна, и жидкость нуждается в своей форме радиатора.

Именно в этом заключается роль радиатора в установке жидкостного охлаждения. И чтобы он не перегревался, у нас есть вентилятор, который удерживает над ним холодный воздух.

Жидкостное

вид охлаждения пк жидкостное

Принцип работы состоит в передаче тепла от нагревающегося элемента охлаждающему радиатору. Это происходит при помощи рабочей жидкости (обычно воды), которая циркулирует в системе по специальным трубкам.

  • Эффективность охлаждения, лучше традиционного воздушного
  • Качественные системы работают очень тихо
  • Такая система может выглядеть очень красиво в прозрачном корпусе, если есть подсветка.
  • Водянка будет стоить всегда дороже, чем вентиляторы
  • Высокие требования к качеству сборки и установки. Необходим надежный компьютерный корпус
  • Постоянный контроль за работой системы и ее обслуживание, если что-то пойдет не так и будет протечка жидкости, то вы можете лишиться дорогостоящего оборудования.

Скучная теория

Выделяемое количество теплоты зависит от содержимого Вашего системного блока, от его энергопотребления. Это вовсе не значит, что охлаждать нужно абсолютно все задействованные составляющие системника. Вешать вентиляторы на розетки вовсе не нужно, но вот современным процессорам и видеокартам без охлаждения ну никак не обойтись!

От тепловыделения, увы, никуда не деться, но ведь эта проблема имеет немало решений. Другой вопрос – чем охлаждать. На данный момент существует достаточно много систем охлаждения, все они используют общий принцип действия — перенос тепла от более горячего тела (охлаждаемого объекта) к менее горячему (системе охлаждения). Мы рассмотрим только следующие системы:

— Радиатор;
— Радиатор+вентилятор = кулер;
— Система жидкостного охлаждения;
— Система охлаждения на элементах Пельтье;
— Система фазового перехода (фреонка);
— Система экстремального охлаждения на жидком азоте;

Можно использовать и наиболее эффективные установки, в которых совмещаются различные виды перечисленных систем, но это уже выходит за рамки данной статьи.

Мы же по-порядку начнем рассмотрение основных систем охлаждения и начнем с самого первого — радиатора.

Виды охлаждения

Воздушное охлаждение

BOX-версии процессоров часто комплектуются простенькими кулерами, которых достаточно для охлаждения процессора. Но возможно будет выгоднее приобрести ОЕМ-версию процессора и отдельный кулер.

Если вы приобретаете бюджетный или среднебюджетный процессор с небольшим TDP значением, то покупать к нему СО равной ему стоимости смысла нет, и здесь подойдет обычный простой кулер, похожий на боксовый вариант. Чаще всего это призматический или цилиндрический алюминиевый радиатор с вентилятором на 80 или 90 мм. В более продвинутых моделях может быть вставлен медный сердечникили полностью медное основание с одной или двумя тепловыми трубками – такие варианты предпочтительнее.

Более эффективными для охлаждения центрального процессора являются кулеры башенной конструкции.

Из основания, прижимающегося к теплораспределительной крышке процессора, выходят тепловые трубки. На них нанизаны ребра, значительно увеличивающие площадь поверхности теплообмена. Саму башню обдувает вентилятор.

Башенные модели могут быть небольшого размера и по доступной цене, а также флагманские модели огромного размера с несколькими вентиляторами. Эффективность последних уже будет достаточна для охлаждения любых процессоров с высоким TDP, в том числе и с разгоном.

Для компактных корпусов предусмотрены особые модели эффективных кулеров топ-конструкции. Данная конструкция похожа на рассмотренные выше башни, но вся система трубок, радиаторов и вентилятора расположена горизонтально. Такой кулер занимает мало места по высоте, вентилятор дополнительно обдувает околосокетное пространство.

Системы жидкостного охлаждения

В последние годы СЖО получили большое распространение. Многие компании выпускают разнообразные модели. Цены на них сравнимы с эффективными башенными кулерами.

В применении СЖО можно отметить ряд преимуществ. Меньшая нагрузка на текстолит материнской платы, в отличие от тяжелого башенного радиатора. Больше свободного места в корпусе, что улучшает циркуляцию воздуха. Вентиляторы не только охлаждают радиатор, но и выдувают теплый воздух из корпуса. Также можно отметить и эстетическую сторонус распространением корпусов с огромными прозрачными окнами и моды на RGB-подсветку, СЖО смотрится предпочтительнее башенного кулера.

Конструкции необслуживаемых СЖО не сильно отличаются. Обычно это водоблок, совмещенный с помпой. Гибкими шлангами он соединён с радиатором, на который установлены вентиляторы.

Радиатор может быть типоразмера 120, 240, 360, 480. Чем больше его размер, тем эффективнее охлаждение, но и тембольше места под него требуется в корпусе, и выбор будет зависеть от конкретного корпуса.

Особняком стоят кастомные системы жидкостного охлаждения. Используются в основном в компьютерах энтузиастов или эстетов с модинговыми корпусами.

Такие системы собираются непосредственно пользователем, их цена сопоставима со стоимостью самого процессора.

Воздушная система охлаждения

Такие системы состоят из двух основных деталей: радиатора и одного или нескольких вентиляторов. Вся эта конструкция крепится поверх процессора. Чем больше тепловыделение процессора, тем крупнее требуется радиатор. Максимально допустимое тепловыделение процессора указывается в характеристиках.

Что еще важно знать

Нужно хорошее охлаждение в корпусе ПК. Вентиляторы воздушной системы охлаждения забирают воздух из внутренней части системного блока. А он прогревается от радиаторов материнской платы и видеокарты. Поэтому для эффективного теплоотвода необходимо создать хорошую вентиляцию внутри корпуса: минимум два вентилятора 120 мм на вдув в передней части и еще пара на выдув, сверху или сзади.

Подходит не для всех корпусов. Максимальная высота системы охлаждения процессора указывается в характеристиках корпуса. К примеру, Zalman CNPS16X высотой 165 мм нельзя установить в корпус Thermaltake Versa C23 TG, так как в него помещаются кулеры высотой до 155 мм — просто не получится закрыть боковую крышку.

Мешает установке оперативной памяти. Радиатор шириной больше 110 мм закрывает собой ближайший к процессору слот оперативной памяти. Базовые модули установить удастся, но высокие планки с радиаторами охлаждения не поместятся в зазор между разъемом и охлаждением процессора.

1.1. Материал шумоизоляции корпуса

Шумоизоляция корпуса состоит из слоев битума и вспененного материала, которые устраняют вибрации. Слой флиса поглощает звуковые волны. Толщина слоев от 5 до 10 мм.

Рис. 2. Шумоизоляция корпуса компании be quiet!Рис. 2. Шумоизоляция корпуса компании be quiet!

Что выбрать?

Теперь мы рассмотрим важные факторы, которые необходимо учитывать, прежде чем делать выбор между воздушным и жидкостным охлаждением.

Водяное охлаждение или воздушноеВодяное и воздушное устройства охлаждения

Эффективность охлаждения

В этом нет никаких сомнений, водяное охлаждение намного эффективнее и мощнее, чем воздушная система, в первую очередь потому что гораздо больший объем жидкого хладагента может циркулировать быстрее.

Тем не менее, более важный вопрос, который нужно рассмотреть, – нужна ли вам эта дополнительная охлаждающая способность. Для процессора который работает на заводских тактовых частотах, воздушного устройства будет достаточно. Даже если планируется легкий разгон, жидкостное охлаждение все равно не требуется, если процессор действительно не доведен до предела.

В то время как жидкостное охлаждение повсеместно более эффективно, преимущество воздушной системы в том, что оно гораздо доступнее. Это в основном связано с более низкими производственными затратами, а разница в ценах может измеряться сотнями долларов.

Удобство

Если у вас нет опыта работы с компьютерным оборудованием, то обнаружите, что установка и поддержание настройки жидкостного оборудования практически невозможны.

С другой стороны, воздухоохладитель прост и удобен – вы устанавливаете его на место, извлекаете его время от времени, чтобы выдуть пыль, и он как новый.

Воздушное

тип охлаждения пк воздушное

Можно разделить на →

  • Пассивное
  • Активное

Принцип работы пассивного охлаждения заключается в передаче тепла от нагревающегося элемента на радиатор. Радиатор может быть сделан из алюминия или меди, а более продвинутые модели имеют тепловые трубки, которые помогают увеличить площадь рассеивания тепла.

Радиатор полученное тепло рассеивает в окружающее пространство, тем самым отводя его от нагревающихся компонентов.

Эффективность такого пассивного охлаждения, напрямую зависит от циркуляции воздуха и его температуры.

Чем больше объема воздуха, участвует в теплообмене и чем ниже его температура, тем лучше работает пассивное охлаждение.

Субъективно, полностью пассивную воздушную систему охлаждения создать невозможно, так как для создания потоков воздуха внутри замкнутого объема, так или иначе нужны вентиляторы.

  • Относительная бесшумность
  • Меньше вентиляторов — выше надёжность, но надо просчитать, хватит ли возможностей вашей пассивной системы для охлаждения всех компонентов компьютера.
  • Заводское пассивное охлаждение дорогое удовольствие. В основном им занимаются моддеры и энтузиасты, для которых цена не важна
  • Требуется компьютерный корпус большого объема, для достаточной циркуляции воздуха и продуманную систему охлаждения всего системного блока
  • В таких условиях, к разгону компьютера нужно подходить очень осторожно.

Ну а теперь подробно разберем активное воздушное охлаждение. Оно самое распространенное и недорогое. Главное подойти к его организации с умом.

В этом способе используются вентиляторы совместно с радиаторами . Обычно их называют куллерами. Вентилятор обдувает радиатор, который отводит тепло от греющего его компонента компьютерной системы. Чем больше воздушный поток проходящий через радиатор и чем он холоднее, тем эффективнее происходит охлаждение.

  • Дешевле и надежнее, чем жидкостное охлаждение
  • Большая гибкость в организации систем охлаждения ПК.
  • Шум от большого количества работающих вентиляторов. Если брать вентиляторы большего размера, хорошего качества и с небольшой скоростью вращения, можно сильно снизить издаваемый шум системным блоком. Нужен комплексный подход
  • В мощных системах, где большое энергопотребление и соответственно высокое выделение тепла, требуется грамотная организация воздушных потоков и обдуманного подхода к охлаждению каждого сильно греющегося компонента (видеокарта и процессор).

Теперь перейдем к альтернативным способам охлаждения ⇒

Охлаждение за счет теплопроводности

Для охлаждения за счет теплопроводности используется прямой контакт металл-металл между двумя телами. Тепло от нагреваемых компонентов за счет теплопроводности передается на внешние поверхности теплоотводящих кожухов.

Пример №3: Защитный экран в роли радиатора

Покажем, как теплопроводность работает на практике: при разработке промышленного коммутатора мы применили нестандартное решение, чтобы справиться с проблемой отвода тепла и защитить плату от помех. Конструктор предложил использовать на одной из плат составной экран, который взял на себя обе задачи — и тепло отвел за счет теплопроводности, и от помех защитил.

Корпус такого экрана был выполнен из алюминиевого сплава методом фрезерования. Фрезеровка позволила создать металлическую поверхность с нужными параметрами и обеспечить плотный контакт с нагреваемыми элементами. Но для оптимальной теплопередачи мы задействовали между корпусом и элементами еще один компонент — специальные термопрокладки с высоким коэффициентом теплопроводности.

Защитный экран для отвода тепла и защиты от помех

Защитный экран для отвода тепла и защиты от помех

Пример №4: Отведение тепла на корпус

Бывает, что для охлаждения используется не только трубки или экраны, но весь корпус устройства принимает на себя «тепловой удар». Конечно, оптимальный материал для такого корпуса — алюминий.

Ниже — пример такого проекта. Результаты термомоделирования показали, что одного стандартного радиатора недостаточно для отвода тепла, поэтому был спроектирован дополнительный алюминиевый корпус.

Корпус для отвода тепла от нагревающихся компонентов

Корпус для отвода тепла от нагревающихся компонентов

Чтобы увеличить естественную конвекцию воздуха мы добавили отверстия на боковых и верхних гранях корпуса:

Распределение воздушных потоков при горизонтальном положении корпуса

Распределение воздушных потоков при горизонтальном положении корпуса

Распределение воздушных потоков при вертикальном положении корпусаРаспределение воздушных потоков при вертикальном положении корпуса Сравнительная таблица расчетных и максимально рекомендованных температурРаспределение воздушных потоков при вертикальном положении корпуса Сравнительная таблица расчетных и максимально рекомендованных температур

Сравнивая результаты, полученные при моделировании, и данные из спецификаций на компоненты, мы видим, что такой способ охлаждения позволяет поддерживать температуры элементов устройства в рабочих диапазонах.

Заключение

Разгон процессора и охлаждениеПроцессор стоит разгонять при хорошем теплоотводе

Существует два сценария, в которых мы рекомендуем использовать водяное охлаждение:

  • Экстремальный разгон
  • Тесные компьютерные корпуса

При доведении высокопроизводительного процессора до предела, он также увеличит производительность даже самого лучшего воздушного кулера до предела и, возможно, даже за его пределами. А когда воздух больше не способен физически поддерживать процессор холодным, вода в помощь. И даже в том случае, когда вы фактически не устанавливаете этот предел, а просто не хотите иметь дело с шумом вентилятора, постоянно вращающегося при высоких оборотах, жидкостное охлаждение намного тише.

Кроме того, существует также вероятность того, что вы можете разместить игровую конфигурацию внутри корпуса Mini ITX или Micro ATX, который не обеспечивает идеального воздушного потока. Водяное охлаждение было бы здесь идеальным, поскольку для поддержания низкой температуры процессора не требуется почти столько же воздуха.

Фреоновые установки

Фрионовые установки для охлаждения пк

Принцип работы системы охлаждения на основе фреона, несмотря на внешне сложное устройство, довольно прост. Это холодильник в компьютере.

В замкнутом контуре циркулирует газ (фреон), который забирает тепло от центрального процессора или видеокарты. Двигаясь дальше по контуру, он охлаждается в специальном радиаторе. Дальше, охлажденный фреон под давлением, поступает к охлаждаемым компонентам и процесс повторяется снова.

  • Можно добиться очень низких температур, что положительно скажется на возможностях разгона.
  • Сложность монтажа и обслуживания
  • При неправильном подходе, может образовываться конденсат, что приведет к выходу из строя электроники
  • Высокое энергопотребление и цена.

Пассивное охлаждение

Пассивное охлаждение процессора является самым неэффективным способом вывода тепловой энергии. Достоинством данного метода, впрочем, считают низкую шумовую способность: система состоит из радиатора, который, собственно, и не «воспроизводит звуки».

Пассивный метод охлаждения применялся давно, он был довольно хорош для компьютеров с низкой производительностью. На сегодняшний момент пассивное охлаждение процессора широко не используется, но применяется для других комплектующих – материнских плат, оперативной памяти, дешевых видеокарт.

Криогенное или азотное

Криогенное или азотное охлаждение

Жидкий азот представляет собой прозрачную жидкость, без цвета и запаха, с температурой кипения -196 градусов по Цельсию!

Криогенные системы охлаждения с жидким азотом представляют из себя металлический (чаще всего медный) стакан . Такие стаканы делают в основном для охлаждения процессора и видеокарты. Они, как и радиаторы, плотно закрепляются с охлаждаемым элементом. Далее компьютер запускается и начинает вручную наливаться в стакан/ы азот. В процессе охлаждения он постепенно испаряется, поэтому его постоянно необходимо подливать.

На охлаждении азотом, ставятся все рекорды по разгону железа.

Криогенные установки используются только для экстремального охлаждения.

Плюс у данного вида охлаждения ПК только один — этот способ лучше всего охлаждает.

Остальное — одни минусы. Цена, неудобство, сложность и т.п.

Варианты выбора

Подведем итоги наших рекомендаций.

Для бюджетного процессора с небольшим значением TDP будет достаточно боксового кулера. Аналогичный по конструкции кулер, приобретенный отдельно может быть и тише, и эффективнее. Эффективность модели с медным основанием будет выше. Заострять внимание на наличие PWM в данном случае не нужно.

Для среднепроизводительных процессорови не самых горячих процессоров с возможностью разгона лучше всего подойдут недорогие башенные кулеры с тремя-четырьмя тепловыми трубками. Если бюджет позволяет, и важна эстетика сборки, то можно присмотреться к СЖО с радиатором на 120 мм.

При сборке системы в компактном корпусе нужно выбирать среди специальных решений с топ-конструкцией. Небольшая высота такого кулера хорошо сочетается с его эффективностью.

Для охлаждения флагманских процессоров с возможностью разгона и высоким тепловыделением нужны башенные суперкулеры или СЖО. Они обеспечат эффективное охлаждение и низкий уровень шума.

Воздушное охлаждение: описание системы

Ярким представителем самого распространенного воздушного типа отвода тепла является кулер охлаждения процессора, который состоит из радиатора и вентилятора. Популярность воздушного охлаждения связывают в первую очередь с лояльной ценовой политикой и широким выбором вентиляторов по параметрам.

Качество воздушного охлаждения напрямую зависит от размера радиатора, а также диаметра и изгиба лопастей. При увеличении вентилятора снижается количество необходимых оборотов для эффективного отвода тепла от процессора, что улучшает результат работы кулера при меньших его «усилиях».

пассивное охлаждение процессора

Скорость вращения лопастей регулируется при помощи современных материнских плат, разъемов и программного обеспечения. Количество разъемов, способных контролировать работу кулера, при этом зависит от модели конкретной платы.

Настраивается скорость вращения лопастей вентиляторов через BIOS Setup. Также существует целый перечень программ, которые следят за повышением температуры в системном блоке и, в соответствии с полученными данными, регулируют режим работы системы охлаждения. Созданием подобного программного обеспечения часто занимаются изготовители материнских плат. К таковым можно отнести Asus PC Probe, MSI CoreCenter, Abit µGuru, Gigabyte EasyTune, Foxconn SuperStep. Кроме того, регулировать количество оборотов вентилятора способны многие современные видеокарты.

Элемент Пельтье

Элемент пельтье

Термоэлектрический преобразователь (термоэлектрический охладитель), принцип действия которого базируется на возникновении разности температур при протекании электрического тока.

В принципе работы элементов Пельтье лежит контакт двух полупроводниковых материалов с разными уровнями энергии электронов в зоне проводимости.

В зависимости от направления тока верхние контакты охлаждаются, а нижние нагреваются — или наоборот. Таким образом электрический ток переносит тепло с одной стороны элемента Пельтье на противоположную и создаёт разность температур.

Если нагревающуюся сторону элемента Пельтье охлаждать при помощи радиатора и вентилятора, то температура холодной стороны станет ещё ниже. Разность температур может достигать 70 °C.

До азотного охлаждения, энтузиасты использовали модуль Пельтье для охлаждения процессоров при экстремальном разгоне.

  • Небольшие размеры
  • Отсутствие движущихся частей, газов и жидкостей
  • Бесшумность.
  • Более низкий КПД, чем у установок на фреоне. Это ведёт к большой потребляемой мощности для достижения заметной разности температур.

Так же существуют различные комбинации всех перечисленных выше систем, но их практическая реализация очень сложна.

По совокупности всех положительных качеств, лучшим способом охлаждения компьютера и комплектующих, остается воздушное охлаждение.

О достоинствах и недостатках воздушного охлаждения

Воздушный тип охлаждения процессора имеет больше достоинств, чем недостатков, в связи с чем и пользуется особой популярностью по сравнению с другими системами. К достоинствам такого типа охлаждения процессора можно отнести:

  • большое количество видов кулеров, а следовательно, и возможность подобрать идеальный вариант для потребностей каждого пользователя;
  • небольшие энергозатраты в ходе эксплуатации оборудования;
  • простая установка и обслуживание воздушного охлаждения.

программа для охлаждения процессора

Недостатком воздушного охлаждения является повышенный уровень шума, который только увеличивается в процессе эксплуатации комплектующих вследствие попадания в вентилятор пыли.

Параметры системы воздушного охлаждения

При выборе кулера для эффективного охлаждения процессора особое внимание стоит уделить техническим моментам, ведь далеко не всегда ценовая политика производителя соответствует качеству продукции. Так, система охлаждения процессора обладает следующими основными техническими параметрами:

  1. Совместимость с сокетом (в зависимости от материнской платы: на базе AMD или Intel).
  2. Конструктивные характеристики системы (ширина и высота конструкции).
  3. Вид радиатора (типы представлены стандартным, комбинированным или С-видом).
  4. Размерные характеристики лопастей вентилятора.
  5. Способность к воспроизведению шума (другими словами, уровень шума, воспроизводимый системой).
  6. Качество и мощность воздушного потока.
  7. Весовая характеристика (в последнее время актуальны эксперименты с весом кулера, что отражается на качестве работы системы скорее негативным образом).
  8. Сопротивление тепла или тепловое рассеивание, что актуально только для топовых моделей. Показатель находится в пределах от 40 до 220 Вт. Чем выше величина – тем более продуктивна система охлаждения.
  9. Точка касания кулера с процессором (оценивается плотность соединения).
  10. Способ соприкосновения трубок с радиатором (пайка, компрессовка или применение технологии прямого контакта).

Большинство этих параметров в конечном итоге влияют на стоимость кулера. Но ведь и бренд также накладывает свой отпечаток, поэтому в первую очередь стоит обращать внимание на характеристики комплектующей детали. В противном случае можно приобрести именитую модель, которая окажется абсолютно бесполезной при последующей эксплуатации.

2.3. Вентилятор с гидродинамическим подшипником

В вентиляторах с гидродинамическим подшипником вал вращается в слое жидкости, которая удерживается внутри втулки за счет возникающей во время работы разницы давлений. Это снижает трение и шум.

Рис. 8. Подшипник скольжения (слева) и гидродинамический подшипникРис. 8. Подшипник скольжения (слева) и гидродинамический подшипник

Сокет: теория совместимости

Основным моментом при выборе вентилятора является архитектура, т.е. совместимость системы охлаждения с сокетом процессора. Под непонятным английским термином, в прямом переводе означающим «разъем», «гнездо», кроется программный интерфейс, который обеспечивает обмен данными между различными процессами.

Так, у каждого процессора есть определенное пространство и виды крепления на материнской плате. Это значит, например, что охлаждение процессора Intel не подойдет для AMD. При этом линейка моделей Intel представлена как флагманскими, так и бюджетными решениями. Охлаждение процессора i7 необходимо более продуктивное (сокет LGA 1366), чем для предыдущих версий Intel Core, которым подходит LGA 1156. Для других процессоров на базе Intel (Pentium, Celeron, Xeon и т. п.) необходим сокет LGA 775.

охлаждение процессора компьютера

AMD же отличается тем, что для комплектующих данного производителя не годится стандартный вентилятор. Охлаждение процессора AMD лучше приобретать отдельно.

В сокетах для AMD и Intel существуют и визуальные отличия, что несколько поможет разобраться в вопросе даже неосведомленному пользователю ПК. Тип крепления для AMD представляет собой крепежную раму, за которую цепляются скобы с петлями. Крепление Intel – это плата, в которую вставляются четыре так называемые ножки. В тех случаях, когда вес вентилятора превышает стандартные цифры, применяется винтовой крепеж.

2.5. Какой выбрать размер вентилятора

В корпусах используются вентиляторы разных диаметров: 120, 140, 200 мм и выше. Вентиляторы большого диаметра при одинаковой скорости вращения создают бо́льший воздушный поток (CFM) в сравнении с вентиляторами меньшего диаметра. Необходимый для отвода тепловой мощности W воздушный поток Q вычисляется по следующей формуле:

  • Q – воздушный поток;
  • W – рассеиваемая тепловая мощность;
  • ρ – плотность воздуха;
  • С – удельная теплоемкость воздуха;
  • T1 – T2 – разность температур внутри системного блока (T1) и в помещении (T2).

При температуре 20 °C и атмосферном давлении 101.325 кПа, плотность сухого воздуха равна 1.2 кг/м³, а удельная теплоемкость – 1 кДж/кг°C. После подстановки значений формула упрощается:

Вид радиатора: стандартный, С-тип или комбинированный?

В данный момент радиаторы для вентилятора поставляются трех типов:

  1. Стандартный, или башенный вид.
  2. С-тип радиатора.
  3. Комбинированный вид.

Стандартный тип предусматривает, что трубки, параллельные основанию, проходят через пластины. Такие вентиляторы наиболее популярны. Они несколько изогнуты вверх и являются более эффективным решением для охлаждения процессора. Недостаток стандартного типа состоит в том, что поток воздуха подходит к задней или верхней стороне корпуса вдоль материнки. Таким образом, воздух проходит только один круг циркуляции, и процессор может сильно перегреваться.

От данного недостатка избавлены кулеры С-типа. С-образная конструкция таких радиаторов способствует прохождению потока воздуха около гнезда процессора. Но не обошлось и без недостатков: С-вид охлаждения менее эффективен, чем башенный.

лучшее охлаждение для процессора

Флагманским решением является комбинированный вид радиатора. Данный вариант сочетает в себе все достоинства предшественников, и одновременно практически полностью избавлен от недостатков с-типа или стандартного вида.

2.6. Сколько нужно вентиляторов

Чем больше , тем лучше . С увеличением количества вентиляторов можно понижать их скорость. При этом сохраняется продуваемость и снижается шум.

Условный пример: шесть вентиляторов на низких оборотах будут создавать такой же воздушный поток, как два-три вентилятора, которые работают на максимальной скорости и при этом шумят.

Рис. 10. Корпус Aerocool Scar Midi Tower с местами для шести вентиляторов 120 ммРис. 10. Корпус Aerocool Scar Midi Tower с местами для шести вентиляторов 120 мм

Размерные характеристики лопастей

Ширина, длина и изогнутость лопастей влияют на объем воздуха, который будет задействован в процессе работы охлаждающей системы. Соответственно, чем больше размер лопасти, тем большим будет и объем воздушных потоков, что улучшит охлаждение процессора ноутбука или компьютера. Однако не стоит пускаться «во все тяжкие»: охлаждение для процессора должно соответствовать другим характеристикам персонального компьютера.

Уровень шума, воспроизводимый кулером

Параметр, который производители систем охлаждения пытаются улучшить практически любыми средствами, – это уровень шума, воспроизводимый кулером. По мнению большинства пользователей, охлаждение для процессора в идеале должно быть не только эффективным, но и бесшумным. Но это лишь в теории. На практике полностью избавиться от шума в процессе эксплуатации воздушной системы не получится.

Кулеры небольших размеров издают меньше шума, что вполне устраивает пользователей не особенно мощных компьютеров. Большие же вентиляторы создают достаточный уровень звука, чтобы считать это проблемой.

охлаждение процессора AMD

В настоящее время большинство кулеров обладают способностью реагировать на количество выделяемого тепла и, соответственно, работать в более активном режиме в случае необходимости. Программа для охлаждения процессора прекрасно справляется с задачей контроля над необходимостью активного охлаждения. Так, шум больше не постоянный, а возникает только при интенсивной работе процессора. Программа для охлаждения процессора – отличное решение для небольших моделей и нетребовательных компьютеров.

В вопросах регулировки уровня шума стоит обратить внимание на тип подшипника. Бюджетным, а потому наиболее популярным вариантом является подшипник скольжения, но скупой платит дважды: уже достигнув половины предполагаемого срока службы, он будет издавать навязчивый шум. Более удачным решением являются гидродинамические подшипники и подшипники качения. Они прослужат гораздо дольше и не перестанут справляться с поставленными задачами «на полпути».

Точка касания кулера с процессором: материал

Система охлаждения необходима, чтобы выводить излишки тепловой энергии из системного блока в окружающую среду, но точка соприкосновения деталей при этом должна быть как можно более плотной. Здесь важными критериями выбора качественной системы охлаждения будут являться материал, из которого кулер изготовлен, и степень гладкости его поверхности. Наиболее качественными материалами (по мнению пользователей и технических специалистов) зарекомендовали себя алюминий или медь. Поверхность материала в точке соприкосновения должна быть максимально гладкой – без вмятин, царапин и неровностей.

2.9. На что монтировать вентиляторы

Чтобы убрать вибрации, вентиляторы монтируют с помощью резиновых антивибрационных креплений.

Рис. 17. Резиновые антивибрационные крепления для вентилятораРис. 17. Резиновые антивибрационные крепления для вентилятора

Способ соприкосновения трубок с радиатором

Если на стыке трубок с радиатором в системе охлаждения есть видимые следы, то, скорее всего, для фиксации применялась пайка. Устройство, изготовленное таким методом, будет надежным и долговечным, хотя пайка в последнее время используется все реже. Пользователи, которые успели приобрести кулер с пайкой в месте соприкосновения трубок с радиатором, отмечают длительный срок службы охлаждающей системы и отсутствие поломок.

охлаждение процессора ноутбука

Более популярным способом соприкосновения трубок с радиатором является менее качественная опрессовка. Также широкое распространение получили вентиляторы, изготавливающиеся с применением технологии прямого контакта. В этом случае основание радиатора заменяют тепловые трубки. Чтобы определить качественное изделие, следует обращаться внимание на расстояние между тепловыми трубками: чем оно меньше, тем лучше будет работать кулер, так как теплообмен станет более равномерным.

2.10. Как отрегулировать скорость вращения вентилятора

На Алиэкспресс продаются регуляторы оборотов для нескольких вентиляторов с питанием от разъема MOLEX или SATA.

Рис. 18. Регулятор оборотов для одного вентилятораРис. 18. Регулятор оборотов для одного вентилятора Рис. 19. Регулятор оборотов для четырех вентиляторов с питанием от MOLEX. Устанавливается на переднюю панель корпуса. Размер 3.5 дюймаРис. 19. Регулятор оборотов для четырех вентиляторов с питанием от MOLEX. Устанавливается на переднюю панель корпуса. Размер 3.5 дюйма Рис. 20. Регуляторы оборотов для восьми вентиляторов с питанием от MOLEX или SATA. Устанавливаются внутри корпусаРис. 20. Регуляторы оборотов для восьми вентиляторов с питанием от MOLEX или SATA. Устанавливаются внутри корпуса

2.11. Форма и количество лопастей

При увеличении количества лопастей с 6 до 12, скорость воздуха возрастает на 30% ( pdf ).

Рис. 21. График зависимости скорости воздуха от числа лопастейРис. 21. График зависимости скорости воздуха от числа лопастей

Шума при этом становится больше (рис. 22).

Рис. 22. Зависимость создаваемого звукового давления от количества лопастей <a href="https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D1%8D%D1%80%D0%BE%D0%B4%D0%B8%D0%BD%D0%B0%D0%BC%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D0%BF%D1%80%D0%BE%D1%84%D0%B8%D0%BB%D1%8C" target="_blank" rel="noopener noreferrer nofollow">аэродинамического профиля</a> (<a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/0022460X77905521" target="_blank" rel="noopener noreferrer nofollow">pdf</a>, англ.)Рис. 22. Зависимость создаваемого звукового давления от количества лопастей аэродинамического профиля (pdf, англ.)

Термопаста: как часто нужно менять?

Термопаста представляет собой пастообразную консистенцию, может быть различных оттенков (белая, серая, черная, синяя, голубая). Сама по себе она не дает охлаждающего эффекта, но помогает быстрее проводить тепло от чипа к радиатору системы охлаждения. В обычных условиях между ними образуется воздушная подушка, которая обладает низкой теплопроводностью.

охлаждение процессора i7

Термопасту следует наносить туда, где кулер непосредственно касается процессора. Время от времени следует осуществлять замену вещества, потому как высыхание приводит к возрастанию степени перегрузки процессора. Оптимальный «срок службы» большинства современных видов термопасты, по отзывам пользователей, составляет один год. Для старых и надежных марок периодичность замены увеличивается до четырех лет.

А может, достаточно стандартного решения?

Действительно, стоит ли отдельно приобретать кулер и вообще думать над системой охлаждения? Преобладающее большинство процессоров идет в продаже сразу с вентилятором. Зачем тогда вдаваться в детали и покупать его отдельно?

Заводские кулеры, как правило, отличает низкая производительность и высокая способность воспроизведения шума. Это отмечают и пользователи, и специалисты. При этом качественная система охлаждения – это гарант долгой и бесперебойной работы процессора, безопасность и сохранность внутренностей компьютера. Правильным выбором станет лучшее охлаждение для процессора, которым далеко не всегда является стандартное решение.

кулер охлаждения процессора

Компьютерные технологии развиваются очень и очень быстро. То и дело появляются новые версии комплектующих, начинают применять инновационные технологии и решения. Современные производители предусматривают, что система охлаждения процессора также должна совершенствоваться.

Качественные конструкции вентиляторов сейчас производят лишь немногие компании. Многие бренды стараются отличиться совместимостью с разъемами различного типа, низким уровнем шума своих моделей, дизайном. Топовыми производителями воздушных систем охлаждения являются THERMALTAKE, COOLER MASTER и XILENCE. Модели приведенных брендов отличаются качественными материалами и долгим сроком эксплуатации.

Оцените статью
Рейтинг автора
4,8
Материал подготовил
Максим Коновалов
Наш эксперт
Написано статей
127
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий