Doe-het-zelf freon koeling van een computer. Problemen met werking bij lage belasting

Vaak gebruikt om een ​​grote radiator te bouwen warmtepijpen(Engels: hitte pijp) - hermetisch afgesloten en speciaal opgestelde metalen buizen (meestal koper). Ze dragen de warmte zeer efficiënt over van het ene uiteinde naar het andere: zo werken zelfs de verste vinnen van een grote radiator effectief bij de koeling. Dit is hoe de populaire koeler werkt.

Om moderne, krachtige GPU's te koelen, worden dezelfde methoden gebruikt: grote koellichamen, koperen kernen voor koelsystemen of volledig koperen koellichamen, heatpipes om warmte over te brengen naar extra koellichamen:

De aanbevelingen voor selectie zijn hetzelfde: gebruik langzame en grote ventilatoren, zo groot mogelijke radiatoren. Zo zien de populaire koelsystemen voor videokaarten en de Zalman VF900 eruit:

Gewoonlijk roerden de ventilatoren van de koelsystemen van de videokaart alleen de lucht in de systeemeenheid, wat niet erg effectief is om de hele computer te koelen. Pas onlangs begonnen ze voor het koelen van videokaarten koelsystemen te gebruiken die warme lucht uit de behuizing halen: de eerste waren en, een vergelijkbaar ontwerp, van het merk:

Dergelijke koelsystemen zijn geïnstalleerd op de krachtigste moderne videokaarten (nVidia GeForce 8800, ATI x1800XT en ouder). Een dergelijk ontwerp is vanuit het oogpunt van de juiste organisatie van luchtstromen in de computerkast vaak meer gerechtvaardigd dan traditionele schema's. Organisatie van luchtstromen

Moderne normen voor het ontwerp van onder meer computerkasten regelen de manier waarop een koelsysteem wordt gebouwd. Sinds de introductie in 1997 is de technologie geïntroduceerd om de computer te koelen met een doorgaande luchtstroom die van de voorwand van de behuizing naar de achterkant wordt geleid (bovendien wordt lucht voor koeling door de linkerwand naar binnen gezogen) :

Geïnteresseerden in de details verwijzen naar de nieuwste versies van de ATX-standaard.

Er is ten minste één ventilator geïnstalleerd in de voeding van de computer (veel moderne modellen hebben twee ventilatoren, die de rotatiesnelheid van elk van hen aanzienlijk kunnen verminderen, en dus het geluid tijdens het gebruik). Extra ventilatoren kunnen overal in de computer worden geïnstalleerd om de luchtstroom te verbeteren. Zorg ervoor dat u de regel volgt: op de voor- en linker zijwanden wordt de lucht naar de binnenkant van de behuizing geperst, op de achterwand wordt warme lucht naar buiten geslingerd... U moet er ook voor zorgen dat de stroom warme lucht vanaf de achterkant van de computer niet rechtstreeks in de luchtinlaat aan de linkerkant van de computer terechtkomt (dit gebeurt op bepaalde posities van de systeemeenheid ten opzichte van de muren van de kamer en meubels). Welke ventilatoren moeten worden geïnstalleerd, hangt voornamelijk af van de aanwezigheid van geschikte steunen in de wanden van de behuizing. Ventilatorgeluid wordt voornamelijk bepaald door de rotatiesnelheid (zie paragraaf), daarom wordt het aanbevolen om langzame (stille) ventilatormodellen te gebruiken. Met gelijke installatieafmetingen en rotatiesnelheid maken de ventilatoren aan de achterkant van de behuizing subjectief iets minder geluid dan de voorste: ten eerste zijn ze verder van de gebruiker verwijderd en ten tweede zijn er bijna transparante roosters achter de behuizing, terwijl in voorkant zijn er verschillende decoratieve elementen. Vaak wordt ruis veroorzaakt door de luchtstroom rond de elementen van het voorpaneel: als het overgedragen luchtstroomvolume een bepaalde limiet overschrijdt, vormen zich turbulente wervelstromen op het voorpaneel van de computerkast, die een karakteristiek geluid creëren (het lijkt op het gesis van een stofzuiger, maar veel stiller).

Een computerkast kiezen

Bijna de overgrote meerderheid van de computers die tegenwoordig op de markt zijn, voldoet aan een van de versies van de ATX-standaard, ook wat betreft koeling. De goedkoopste behuizingen worden geleverd zonder voeding of extra accessoires. Duurdere koffers zijn uitgerust met ventilatoren om de behuizing te koelen, minder vaak met adapters om ventilatoren op verschillende manieren aan te sluiten; soms zelfs met een speciale controller die is uitgerust met temperatuursensoren, waarmee je de rotatiesnelheid van een of meer ventilatoren soepel kunt regelen, afhankelijk van de temperatuur van de hoofdunits (zie bijvoorbeeld). De voeding is niet altijd inbegrepen in de kit: veel kopers kiezen liever zelf een voeding. Naast andere opties voor extra apparatuur, is het vermeldenswaard speciale bevestigingen voor zijwanden, harde schijven, optische schijven, uitbreidingskaarten, waarmee u een computer zonder schroevendraaier kunt monteren; Stoffilters die voorkomen dat vuil via de ventilatiegaten in de computer komt; verschillende mondstukken voor het richten van luchtstromen in de behuizing. De ventilator verkennen

Gebruik voor het transporteren van lucht in koelsystemen fans(Engels: fan).

Ventilatorapparaat

De ventilator bestaat uit een behuizing (meestal in de vorm van een frame), een elektromotor en een waaier, gelagerd op dezelfde as als de motor:

De betrouwbaarheid van de ventilator hangt af van het type lagers dat is geïnstalleerd. Fabrikanten claimen deze typische MTBF (jaren gebaseerd op 24/7 werking):

Rekening houdend met de veroudering van computerapparatuur (voor gebruik thuis en op kantoor is dit 2-3 jaar), kunnen ventilatoren met kogellagers als "eeuwig" worden beschouwd: hun levensduur is niet minder dan de typische levensduur van een computer. Voor serieuzere toepassingen, waarbij de computer jarenlang de klok rond moet werken, is het de moeite waard om betrouwbaardere ventilatoren te kiezen.

Velen zijn oude ventilatoren tegengekomen, waarin de glijlagers hun bron hebben versleten: de waaieras rammelt en trilt tijdens het gebruik, waardoor een karakteristiek brullend geluid ontstaat. In principe kan zo'n lager worden gerepareerd door het te smeren met vast smeermiddel - maar hoeveel mensen zouden ermee instemmen een ventilator te repareren die slechts een paar dollar kost?

Ventilatorkenmerken

Ventilatoren variëren in grootte en dikte: meestal hebben computers standaardformaten 40 × 40 × 10 mm voor het koelen van videokaarten en hardeschijfvakken, evenals 80 × 80 × 25, 92 × 92 × 25, 120 × 120 × 25 mm voor koeling de zaak. De ventilatoren verschillen ook in het type en ontwerp van de geïnstalleerde elektromotoren: ze verbruiken verschillende stromen en zorgen voor een verschillende rotatiesnelheid van de waaier. De prestaties zijn afhankelijk van de grootte van de ventilator en de rotatiesnelheid van de waaierbladen: de gegenereerde statische druk en het maximale volume getransporteerde lucht.

Het luchtvolume dat door een ventilator wordt gedragen (stroomsnelheid) wordt gemeten in kubieke meter per minuut of kubieke voet per minuut (CFM). Het ventilatorvermogen aangegeven in de kenmerken wordt gemeten bij nuldruk: de ventilator werkt in een open ruimte. In de computerkast blaast de ventilator in de systeemeenheid van een bepaalde grootte, waardoor er overdruk ontstaat in het onderhouden volume. Uiteraard zal de volumetrische capaciteit ongeveer omgekeerd evenredig zijn met de gegenereerde druk. Specifieke weergave verbruikskenmerken: hangt af van de vorm van de gebruikte waaier en andere parameters van het specifieke model. Bijvoorbeeld de bijbehorende grafiek voor een ventilator:

Hieruit volgt de simpele conclusie: hoe intensiever de ventilatoren achter in de computerkast werken, hoe meer lucht er door het hele systeem kan worden gepompt en hoe efficiënter de koeling zal zijn.

Geluidsniveau ventilator

Het geluidsniveau dat door de ventilator tijdens bedrijf wordt gegenereerd, hangt af van de verschillende kenmerken (zie het artikel voor meer informatie over de redenen voor het optreden ervan). Het is niet moeilijk om de relatie tussen prestaties en ventilatorgeluid vast te stellen. Op de website van een grote fabrikant van populaire koelsystemen zien we: veel ventilatoren van hetzelfde formaat zijn uitgerust met verschillende elektromotoren, die zijn ontworpen voor verschillende toerentallen. Omdat de waaier hetzelfde wordt gebruikt, krijgen we de gegevens die voor ons van belang zijn: de kenmerken van dezelfde ventilator bij verschillende snelheden. We stellen een tabel op voor de drie meest voorkomende standaardmaten: dikte 25 mm, en.

De meest populaire ventilatortypes zijn vetgedrukt.

Nadat we de evenredigheidscoëfficiënt van de luchtstroom en het geluidsniveau tot het toerental hebben berekend, zien we bijna volledig toeval. Om ons geweten te zuiveren, houden we rekening met afwijkingen van het gemiddelde: minder dan 5%. We hebben dus drie lineaire afhankelijkheden verkregen, elk 5 punten. Het is niet alleen God weet welke statistieken, maar voor een lineair verband is dit voldoende: de hypothese wordt als bevestigd beschouwd.

De volumetrische prestatie van de ventilator is evenredig met het aantal omwentelingen van de waaier, hetzelfde geldt voor het geluidsniveau..

Met behulp van deze hypothese kunnen we de resultaten extrapoleren die zijn verkregen met de kleinste-kwadratenmethode (OLS): in de tabel worden deze waarden cursief weergegeven. Houd er echter rekening mee dat de reikwijdte van dit model beperkt is. De onderzochte afhankelijkheid is lineair in een bepaald bereik van rotatiesnelheden; het is logisch om aan te nemen dat het lineaire karakter van de afhankelijkheid ergens in de buurt van dit bereik zal blijven; maar bij zeer hoge en zeer lage snelheden kan het beeld aanzienlijk veranderen.

Laten we nu eens kijken naar een reeks fans van een andere fabrikant:, en. Laten we een soortgelijke plaat maken:

Berekende gegevens zijn cursief weergegeven.
Zoals hierboven vermeld, als de ventilatorsnelheidswaarden aanzienlijk verschillen van de onderzochte waarden, kan het lineaire model onjuist zijn. Geëxtrapoleerde waarden moeten worden opgevat als ruwe schattingen.

Laten we aandacht besteden aan twee omstandigheden. Ten eerste werken GlacialTech-fans langzamer en ten tweede zijn ze efficiënter. Dit is duidelijk het resultaat van het gebruik van een waaier met een complexere bladvorm: zelfs bij dezelfde snelheid transporteert de GlacialTech-ventilator meer lucht dan de Titan: zie de grafiek groei... EEN het geluidsniveau bij dezelfde snelheid is ongeveer gelijk: De verhouding blijft zelfs behouden voor ventilatoren van verschillende fabrikanten met verschillende waaiervormen.

Het moet duidelijk zijn dat de echte geluidskarakteristieken van de ventilator afhankelijk zijn van het technische ontwerp, de gegenereerde druk, het volume van de verpompte lucht en het type en de vorm van obstakels in het pad van luchtstromen; dat wil zeggen, op het type computerbehuizing. Omdat de behuizingen heel verschillend zijn, is het onmogelijk om de kwantitatieve kenmerken van de ventilatoren, gemeten onder ideale omstandigheden, direct toe te passen - ze kunnen alleen voor verschillende ventilatormodellen met elkaar worden vergeleken.

Prijscategorieën ventilator

Denk aan de kostenfactor. Laten we bijvoorbeeld dezelfde online winkel nemen en: de resultaten staan ​​​​in de bovenstaande tabellen (ventilatoren met twee kogellagers werden overwogen). Zoals u kunt zien, behoren de ventilatoren van deze twee fabrikanten tot twee verschillende klassen: GlacialTech werkt op lagere snelheden, daarom maken ze minder lawaai; met dezelfde snelheid zijn ze efficiënter dan de Titan - maar ze zijn altijd een dollar of twee duurder. Als u het minst lawaaierige koelsysteem moet bouwen (bijvoorbeeld voor een thuiscomputer), moet u op zoek naar duurdere ventilatoren met complexe bladvormen. Bij het ontbreken van dergelijke strenge eisen of met een beperkt budget (bijvoorbeeld voor een kantoorcomputer), zijn eenvoudigere ventilatoren prima. Het verschillende type waaierophanging dat in ventilatoren wordt gebruikt (zie de sectie voor meer details) heeft ook invloed op de kosten: de ventilator is duurder, hoe meer complexe lagers worden gebruikt.

De afgeschuinde hoeken aan één kant dienen als sleutel voor de connector. De draden zijn als volgt aangesloten: twee centrale - "aarde", gemeenschappelijk contact (zwarte draad); +5 V - rood, +12 V - geel. Om de ventilator via de molex-connector van stroom te voorzien, worden slechts twee draden gebruikt, meestal zwart ("aarde") en rood (voedingsspanning). Door ze op verschillende pinnen van de connector aan te sluiten, kunt u verschillende ventilatorsnelheden krijgen. Een standaard spanning van 12 volt zal de ventilator starten op nominale snelheid, een spanning van 5-7 volt zal ongeveer de helft van het toerental leveren. Het verdient de voorkeur om een ​​hogere spanning te gebruiken, aangezien niet elke elektromotor betrouwbaar kan starten bij een te lage voedingsspanning.

Ervaring leert dat ventilatorsnelheid bij aansluiting op +5 V, +6 V en +7 V is ongeveer hetzelfde(met een nauwkeurigheid tot 10%, wat vergelijkbaar is met de meetnauwkeurigheid: de rotatiesnelheid verandert voortdurend en is afhankelijk van veel factoren, zoals de luchttemperatuur, de minste tocht in de kamer, enz.)

Ik herinner je eraan dat de fabrikant garandeert de stabiele werking van zijn apparaten alleen bij gebruik van een standaard voedingsspanning... Maar, zoals de praktijk laat zien, start de overgrote meerderheid van de ventilatoren perfect, zelfs bij verlaagde spanning.

De contacten worden vastgezet in het plastic deel van de connector met behulp van een paar gebogen metalen "ranken". Het contact is eenvoudig te verwijderen door met een dunne priem of kleine schroevendraaier de uitstekende delen naar beneden te drukken. Daarna moeten de "antennes" weer naar de zijkanten worden gebogen en moet het contact in de overeenkomstige aansluiting van het plastic deel van de connector worden gestoken:

Soms zijn koelers en ventilatoren uitgerust met twee connectoren: molex parallel geschakeld en drie- (of vier-)pins. In dit geval je hoeft alleen de stroom via een van hen aan te sluiten:

In sommige gevallen wordt meer dan één molex-connector gebruikt, maar een paar "mama-papa": op deze manier kunt u de ventilator aansluiten op dezelfde draad van de voeding die de harde schijf of optische drive van stroom voorziet. Als u de pinnen in de connector verwisselt om een ​​niet-standaard spanning op de ventilator te krijgen, let er dan speciaal op dat u de pinnen in de tweede connector in exact dezelfde volgorde verwisselt. Als u dit niet doet, kan dit leiden tot een onjuiste voedingsspanning naar de harde schijf of het optische station, wat hoogstwaarschijnlijk tot een onmiddellijke storing zal leiden.

In driepolige connectoren is de sleutel voor installatie een paar uitstekende geleiders aan één kant:

De tegenhanger bevindt zich op het contactkussen, wanneer deze is aangesloten, komt deze tussen de geleiders binnen en fungeert ook als een vergrendeling. De bijbehorende connectoren voor het voeden van de ventilatoren bevinden zich op het moederbord (in de regel zijn er meerdere op verschillende plaatsen op het bord) of op het bord van een speciale controller die de ventilatoren bestuurt:

Naast "massa" (zwarte draad) en +12 V (meestal rood, minder vaak: geel), is er ook een toerentellercontact: deze wordt gebruikt om de ventilatorsnelheid te regelen (witte, blauwe, gele of groene draad). Als u de mogelijkheid om de ventilatorsnelheid te regelen niet nodig hebt, kunt u dit contact niet aangesloten laten. Als de ventilator afzonderlijk wordt gevoed (bijvoorbeeld via een molex-connector), is het toegestaan ​​om alleen het RPM-regelcontact en de gemeenschappelijke draad aan te sluiten met behulp van een driepolige connector - dit circuit wordt vaak gebruikt om de rotatiesnelheid van de stroom te bewaken voedingsventilator, die wordt gevoed en geregeld door de interne voedingscircuits.

Vierpins connectoren zijn relatief recent verschenen op moederborden met LGA 775 en socket AM2-processorsockets. Ze verschillen in de aanwezigheid van een extra vierde contact, terwijl ze volledig mechanisch en elektrisch compatibel zijn met driepolige connectoren:

Twee hetzelfde een ventilator met driepolige connectoren kan in serie worden aangesloten op één voedingsconnector. Zo krijgt elk van de elektromotoren een voedingsspanning van 6 V, beide ventilatoren draaien op halve snelheid. Voor een dergelijke aansluiting is het handig om de stroomaansluitingen van de ventilator te gebruiken: de contacten kunnen eenvoudig uit de plastic behuizing worden verwijderd door met een schroevendraaier op het bevestigings "lipje" te drukken. Het aansluitschema is weergegeven in de onderstaande afbeelding. Een van de connectoren wordt zoals gewoonlijk op het moederbord aangesloten: deze zal beide ventilatoren van stroom voorzien. In de tweede connector moet u met een stuk draad twee contacten kortsluiten en vervolgens isoleren met tape of isolatietape:

Het wordt sterk afgeraden om op deze manier twee verschillende elektromotoren aan te sluiten.: vanwege de ongelijkheid van elektrische eigenschappen in verschillende bedrijfsmodi (starten, acceleratie, stabiele rotatie), kan een van de ventilatoren helemaal niet starten (wat gepaard gaat met het falen van de elektromotor) of een te grote stroom nodig hebben om te starten (beladen met uitval van de regelcircuits).

Vaak worden vaste of variabele weerstanden in serie geschakeld in het stroomcircuit geprobeerd om de ventilatorsnelheid te beperken. Door de weerstand van de variabele weerstand te wijzigen, kunt u de rotatiesnelheid aanpassen: dit is hoeveel handmatige ventilatorsnelheidsregelaars werken. Bij het ontwerpen van een dergelijk circuit moet eraan worden herinnerd dat, ten eerste, de weerstanden opwarmen, waardoor een deel van het elektrische vermogen in de vorm van warmte wordt afgevoerd - dit draagt ​​niet bij aan een efficiëntere koeling; ten tweede zijn de elektrische kenmerken van de elektromotor in verschillende bedrijfsmodi (starten, acceleratie, stabiele rotatie) niet hetzelfde, de parameters van de weerstand moeten worden geselecteerd rekening houdend met al deze modi. Om de parameters van de weerstand te selecteren, volstaat het om de wet van Ohm te kennen; u moet weerstanden gebruiken die zijn ontworpen voor een stroomsterkte die niet minder is dan de elektrische motor verbruikt. Persoonlijk ben ik echter niet blij met handmatige bediening van de koeling, omdat ik denk dat een computer een perfect geschikt apparaat is om het koelsysteem automatisch te regelen, zonder tussenkomst van de gebruiker.

Ventilatorbewaking en -regeling

Met de meeste moderne moederborden kunt u de snelheid regelen van de ventilatoren die zijn aangesloten op enkele 3- of 4-pins connectoren. Bovendien ondersteunen sommige connectoren softwarematige controle van de rotatiesnelheid van de aangesloten ventilator. Niet alle connectoren op het bord bieden dergelijke mogelijkheden: het populaire Asus A8N-E-bord heeft bijvoorbeeld vijf connectoren voor het voeden van ventilatoren, slechts drie ondersteunen rotatiesnelheidsregeling (CPU, CHIP, CHA1) en slechts één ventilatorsnelheidsregeling. (PROCESSOR); Asus P5B-moederbord heeft vier connectoren, alle vier ondersteunen rotatiesnelheidsregeling, rotatiesnelheidsregeling heeft twee kanalen: CPU, CASE1 / 2 (de snelheid van twee casefans verandert synchroon). Het aantal connectoren met de mogelijkheid om de rotatiesnelheid te regelen of te regelen, is niet afhankelijk van de gebruikte chipset of south bridge, maar van het specifieke moederbordmodel: modellen van verschillende fabrikanten kunnen in dit opzicht verschillen. Vaak ontnemen moederbordontwerpers met opzet goedkopere modellen van ventilatorsnelheidsregeling. Zo kan het moederbord voor Intel Pentiun 4-processors Asus P4P800 SE wel de snelheid van de processorkoeler regelen, maar zijn goedkopere versie Asus P4P800-X niet. In dit geval kunt u speciale apparaten gebruiken die de snelheid van meerdere ventilatoren kunnen regelen (en meestal zorgen voor de aansluiting van een aantal temperatuursensoren) - er zijn er steeds meer op de moderne markt.

U kunt de ventilatorsnelheidswaarden regelen met behulp van BIOS Setup. Als het moederbord het wijzigen van de ventilatorsnelheid ondersteunt, kunt u hier in de BIOS Setup in de regel de parameters van het snelheidsregelalgoritme configureren. De set parameters is verschillend voor verschillende moederborden; meestal gebruikt het algoritme de metingen van thermische sensoren die in de processor en het moederbord zijn ingebouwd. Er zijn een aantal programma's voor verschillende besturingssystemen waarmee u de ventilatorsnelheid kunt regelen en aanpassen, evenals de temperatuur van verschillende componenten in de computer. Sommige moederbordfabrikanten bundelen hun producten met eigen Windows-programma's: Asus PC Probe, MSI CoreCenter, Abit µGuru, Gigabyte EasyTune, Foxconn SuperStep, enz. Er worden verschillende universele programma's gedistribueerd, waaronder: (shareware, $ 20-30), (gratis verspreid, niet bijgewerkt sinds 2004). Het meest populaire programma van deze klasse is:

Met deze programma's kunt u een reeks temperatuursensoren bewaken die zijn geïnstalleerd in moderne processors, moederborden, videokaarten en harde schijven. Het programma bewaakt ook de rotatiesnelheid van de ventilatoren die zijn aangesloten op de moederbordconnectoren met de juiste ondersteuning. Ten slotte kan het programma de ventilatorsnelheid automatisch aanpassen aan de temperatuur van de bewaakte objecten (als de fabrikant van het moederbord hardware-ondersteuning voor deze functie heeft geïmplementeerd). In de bovenstaande afbeelding is het programma geconfigureerd om alleen de processorventilator te regelen: bij een lage CPU-temperatuur (36 ° C) draait het met ongeveer 1000 tpm, wat 35% van de maximale snelheid is (2800 tpm). Het opzetten van dergelijke programma's komt neer op drie stappen:

1. bepalen op welke van de moederbordcontrollerkanalen de ventilatoren zijn aangesloten en welke door software kunnen worden bestuurd;
2. een indicatie welke van de temperaturen de snelheid van de verschillende ventilatoren moet beïnvloeden;
3. het instellen van temperatuurdrempels voor elke temperatuursensor en een reeks werksnelheden voor ventilatoren.

Veel programma's voor het testen en afstemmen van computers hebben ook bewakingsmogelijkheden: enz.

Bij veel moderne videokaarten kun je ook de ventilatorsnelheid van het koelsysteem aanpassen aan de temperatuur van de GPU. Met behulp van speciale programma's kunt u zelfs de instellingen van het koelmechanisme wijzigen, waardoor het geluidsniveau van de videokaart bij afwezigheid van belasting wordt verminderd. Zo zien de optimale instellingen voor de HIS X800GTO IceQ II videokaart eruit in het programma:

Passief koelsystemen worden meestal systemen genoemd die geen ventilatoren bevatten. Individuele computercomponenten kunnen tevreden zijn met passieve koeling, op voorwaarde dat hun koellichamen in een voldoende luchtstroom worden geplaatst die wordt gecreëerd door "vreemde" ventilatoren: de microschakeling van een chipset wordt bijvoorbeeld vaak gekoeld door een groot koellichaam in de buurt van de plaats waar de processorkoeler is geïnstalleerd. Passieve koelsystemen voor videokaarten zijn ook populair, bijvoorbeeld:

Het is duidelijk dat hoe meer radiatoren een ventilator moet doorblazen, hoe meer stromingsweerstand hij moet overwinnen; dus, met een toename van het aantal radiatoren, is het vaak nodig om de rotatiesnelheid van de waaier te verhogen. Het is efficiënter om veel ventilatoren met een grote diameter op laag toerental te gebruiken, en passieve koelsystemen moeten bij voorkeur worden vermeden. Ondanks het feit dat er passieve heatsinks zijn voor processors, videokaarten met passieve koeling, zelfs fanless power supplies (FSP Zen), zal een poging om van al deze componenten een computer te bouwen zonder ventilatoren zeker leiden tot constante oververhitting. Omdat een moderne, krachtige computer te veel warmte afvoert om alleen door passieve systemen te worden gekoeld. Vanwege de lage thermische geleidbaarheid van lucht is het moeilijk om effectieve passieve koeling voor de hele computer te organiseren, behalve misschien om de hele computerkast in een radiator te veranderen, zoals wordt gedaan in:

Misschien is volledig passieve koeling voldoende voor gespecialiseerde computers met een laag vermogen (voor internettoegang, om naar muziek te luisteren en video's te bekijken, enz.)

Vroeger, toen het stroomverbruik van processors nog geen kritische waarden had bereikt - een kleine radiator was voldoende om ze af te koelen - was de vraag "wat doet de computer als er niets te doen is?" De oplossing was simpel: hoewel het niet nodig is om gebruikerscommando's uit te voeren of programma's uit te voeren, geeft het besturingssysteem de processor een NOP-commando (No OPeration, no operation). Deze opdracht zorgt ervoor dat de processor een zinloze, ineffectieve bewerking uitvoert, waarvan het resultaat wordt genegeerd. Dit kost niet alleen tijd, maar ook elektriciteit, die op zijn beurt wordt omgezet in warmte. Een typische thuis- of kantoorcomputer is, bij afwezigheid van resource-intensieve taken, meestal slechts 10% geladen - iedereen kan dit verifiëren door Windows Taakbeheer te starten en de tijdlijn van het CPU-gebruik (Central Processing Unit) te observeren. Met de oude aanpak werd dus ongeveer 90% van de CPU-tijd weggeblazen: de CPU was bezig met het uitvoeren van opdrachten die niemand nodig had. Nieuwere besturingssystemen (Windows 2000 en later) handelen verstandiger in een vergelijkbare situatie: door het HLT-commando (Halt, halt) te gebruiken, stopt de processor voor een korte tijd volledig - dit maakt het uiteraard mogelijk om het stroomverbruik en de processortemperatuur in de afwezigheid van resource-intensieve taken.

Ervaren computerwetenschappers kunnen zich een aantal programma's voor "softwarekoeling van de processor" herinneren: terwijl ze onder Windows 95/98 / ME draaiden, stopten ze de processor met HLT, in plaats van zinloze NOP's te herhalen, waardoor de temperatuur van de processor in de ontbreken van rekentaken. Dienovereenkomstig is het gebruik van dergelijke programma's onder Windows 2000 en nieuwere besturingssystemen zinloos.

Moderne processors verbruiken zoveel energie (wat betekent: ze dissiperen het in de vorm van warmte, dat wil zeggen, ze warmen op) dat de ontwikkelaars extra technische hulpmiddelen hebben gecreëerd om mogelijke oververhitting tegen te gaan, evenals hulpmiddelen die de efficiëntie van besparingsmechanismen verhogen wanneer de computer inactief is.

Thermische bescherming van de processor

Om de processor te beschermen tegen oververhitting en uitval wordt gebruik gemaakt van de zogenaamde thermal throttling (meestal niet vertaald: throttling). De essentie van dit mechanisme is simpel: als de processortemperatuur de toegestane temperatuur overschrijdt, wordt de processor gedwongen te stoppen door het HLT-commando zodat het kristal kan afkoelen. In vroege implementaties van dit mechanisme was het via BIOS Setup mogelijk om te configureren hoeveel van de tijd de processor inactief zou zijn (parameter CPU Throttling Duty Cycle: xx%); nieuwe implementaties "vertragen" de processor automatisch totdat de kristaltemperatuur tot een acceptabel niveau daalt. Natuurlijk is de gebruiker geïnteresseerd in het feit dat de processor niet wordt afgekoeld (letterlijk!), Maar nuttig werk doen - hiervoor moet u een voldoende effectief koelsysteem gebruiken. U kunt controleren of het thermische beveiligingsmechanisme van de processor (throttling) is ingeschakeld met behulp van speciale hulpprogramma's, bijvoorbeeld:

Energieverbruik minimaliseren

Bijna alle moderne processors ondersteunen speciale technologieën om het energieverbruik (en daarmee de warmte) te verminderen. Verschillende fabrikanten noemen dergelijke technologieën anders, bijvoorbeeld: Enhanced Intel SpeedStep Technology (EIST), AMD Cool'n'Quiet (CnQ, C&Q) - maar ze werken in wezen op dezelfde manier. Wanneer de computer niet actief is en de processor niet is belast met rekentaken, worden de klokfrequentie en het voltage van de processor verlaagd. Beide verminderen het stroomverbruik van de processor, wat op zijn beurt de warmteontwikkeling vermindert. Zodra de processorbelasting toeneemt, wordt de volledige processorsnelheid automatisch hersteld: de werking van een dergelijk energiebesparend schema is volledig transparant voor de gebruiker en de programma's die worden gestart. Om een ​​dergelijk systeem in te schakelen, hebt u het volgende nodig:

1. het gebruik van een ondersteunde technologie in BIOS Setup inschakelen;
2. installeer de juiste stuurprogramma's in het besturingssysteem (meestal een processorstuurprogramma);
3. in het Configuratiescherm van Windows, in het gedeelte Energiebeheer, op het tabblad Energiebeheerschema's, selecteert u het schema Minimale energiebeheer in de lijst.

Voor een Asus A8N-E moederbord met een processor heb je bijvoorbeeld nodig (gedetailleerde instructies staan ​​in de gebruikershandleiding):

1. in BIOS Setup, in het gedeelte Geavanceerd> CPU-configuratie> AMD CPU Cool & Quiet-configuratie, schakel de Cool N "Quiet-parameter naar Enabled; en in het Power-gedeelte, schakel de ACPI 2.0-ondersteuningsparameter naar Ja;
2. installeren;
3. zie hierboven.

U kunt controleren of de processorfrequentie verandert met elk programma dat de processorfrequentie weergeeft: van gespecialiseerde typen tot het Windows Configuratiescherm, Systeemsectie:

Vaak vullen moederbordfabrikanten hun producten bovendien aan met visuele programma's die de werking van het mechanisme voor het wijzigen van de frequentie en spanning van de processor duidelijk demonstreren, bijvoorbeeld Asus Cool & Quiet:

De processorfrequentie verandert van het maximum (in aanwezigheid van een rekenbelasting) naar een bepaald minimum (bij afwezigheid van een CPU-belasting).

RMClock-hulpprogramma

Tijdens de ontwikkeling van een reeks programma's voor het uitgebreid testen van processors, is (RightMark CPU Clock / Power Utility) gemaakt: het is ontworpen om de energiebesparende mogelijkheden van moderne processors te bewaken, configureren en beheren. Het hulpprogramma ondersteunt alle moderne processors en een verscheidenheid aan energiebeheersystemen (frequentie, spanning ...). Met het programma kunt u het optreden van throttling, veranderingen in de frequentie en spanning van de processor volgen. Met RMClock kunt u alles configureren en gebruiken wat standaardtools toestaan: BIOS Setup, energiebeheer door het besturingssysteem met behulp van de processordriver. Maar de mogelijkheden van dit hulpprogramma zijn veel breder: met zijn hulp kunt u een aantal parameters configureren die niet op een standaard manier kunnen worden aangepast. Dit is vooral belangrijk bij gebruik van overgeklokte systemen, wanneer de processor sneller draait dan de nominale frequentie.

Videokaart voor automatisch overklokken

Een vergelijkbare methode wordt gebruikt door de ontwikkelaars van videokaarten: de volledige kracht van de grafische processor is alleen nodig in 3D-modus, en een moderne grafische chip kan een desktop in 2D-modus aan, zelfs bij een lagere frequentie. Veel moderne videokaarten zijn zo geconfigureerd dat de grafische chip een desktop (2D-modus) kan dienen met verminderde frequentie, stroomverbruik en warmteafvoer; dienovereenkomstig draait de koelventilator langzamer en maakt hij minder geluid. De videokaart begint pas op volle capaciteit te werken bij het starten van 3D-toepassingen, bijvoorbeeld computergames. Soortgelijke logica kan in software worden geïmplementeerd met behulp van verschillende hulpprogramma's voor het afstemmen en overklokken van videokaarten. Zo zien bijvoorbeeld de automatische overklokinstellingen in het programma voor de HIS X800GTO IceQ II videokaart eruit:

Vanuit het oogpunt van de gebruiker wordt een computer als voldoende stil beschouwd als het geluid niet groter is dan het omringende achtergrondgeluid. Overdag mag de computer, rekening houdend met het lawaai van de straat buiten het raam, maar ook met het lawaai op kantoor of op het werk, wat meer lawaai maken. Een thuiscomputer die u de klok rond wilt gebruiken, zou 's nachts stiller moeten zijn. Zoals de praktijk heeft aangetoond, kan bijna elke moderne krachtige computer vrij stil worden gemaakt. Ik zal een paar voorbeelden uit mijn praktijk beschrijven.

Voorbeeld 1: Intel Pentium 4-platform

Op mijn kantoor gebruik ik 10 Intel Pentium 4 3.0 GHz-computers met standaard CPU-koelers. Alle machines zijn geassembleerd in goedkope Fortex-koffers tot $ 30, Chieftec 310-102 voedingen (310 W, 1 ventilator 80 × 80 × 25 mm) zijn geïnstalleerd. In elk geval werd een ventilator van 80 × 80 × 25 mm (3000 tpm, geluid 33 dBA) op de achterwand geïnstalleerd - deze werden vervangen door ventilatoren met dezelfde prestaties 120 × 120 × 25 mm (950 tpm, geluid 19 dBA) ). Voor extra koeling van harde schijven heeft de fileserver van het local area network 2 ventilatoren 80 × 80 × 25 mm in serie geschakeld op de voorwand (snelheid 1500 rpm, ruis 20 dBA). De meeste computers gebruiken het Asus P4P800 SE-moederbord, dat de snelheid van de CPU-koeler kan regelen. De twee computers zijn uitgerust met goedkopere Asus P4P800-X moederborden, waarbij de koelere snelheid niet wordt geregeld; om het geluid van deze machines te verminderen, werden de CPU-koelers vervangen (1900 rpm, 20 dBA-ruis).
Resultaat: computers zijn stiller dan airconditioners; ze zijn praktisch onhoorbaar.

Voorbeeld 2: Intel Core 2 Duo-platform

Een thuiscomputer op basis van een nieuwe Intel Core 2 Duo E6400 (2,13 GHz) processor met een standaard processorkoeler werd geassembleerd in een goedkope aigo-behuizing voor $ 25, een Chieftec 360-102DF-voedingseenheid (360 W, 2 ventilatoren 80 × 80 × 25 mm) is geïnstalleerd. In de voor- en achterwanden van de behuizing zijn 2 ventilatoren van 80 × 80 × 25 mm geïnstalleerd, in serie geschakeld (de snelheid is instelbaar, van 750 tot 1500 tpm, het geluid is tot 20 dBA). Gebruikt moederbord Asus P5B, die de snelheid van de processorkoeler en casefans kan regelen. Er is een videokaart met een passief koelsysteem geïnstalleerd.
Resultaat: de computer maakt zo'n geluid dat het overdag niet hoorbaar is achter het gebruikelijke geluid in het appartement (gesprekken, trappen, de straat buiten het raam, enz.).

Voorbeeld 3: AMD Athlon 64-platform

Mijn thuiscomputer op een AMD Athlon 64 3000+ (1,8 GHz) processor is gebouwd in een goedkoop Delux-pakket voor maximaal $ 30, aanvankelijk bevatte deze een CoolerMaster RS-380-voeding (380 W, 1 ventilator 80 × 80 × 25 mm ) en een GlacialTech SilentBlade grafische kaart GT80252BDL-1 aangesloten op +5 V (ongeveer 850 rpm, ruis minder dan 17 dBA). Gebruikt moederbord Asus A8N-E, die de snelheid van de processorkoeler kan regelen (tot 2800 rpm, geluid tot 26 dBA, in idle modus draait de koeler ongeveer 1000 rpm en maakt geluid minder dan 18 dBA). Het probleem met dit moederbord: het koelen van de nVidia nForce 4-chipset, Asus installeert een kleine 40 × 40 × 10 mm-ventilator met een rotatiesnelheid van 5800 rpm, die luid en onaangenaam fluit (bovendien is de ventilator uitgerust met een glijlager, die een zeer korte bron heeft) ... Om de chipset te koelen is er een koeler voor videokaarten met een koperen radiator geïnstalleerd, tegen de achtergrond hoor je duidelijk de positioneringsklikken van de koppen van de harde schijf. Een werkende computer heeft geen invloed op het slapen in dezelfde kamer waar hij is geïnstalleerd.
Onlangs is de videokaart vervangen door de HIS X800GTO IceQ II, voor de installatie waarvan het nodig was om de chipset heatsink aan te passen: buig de randen zodat ze de installatie van een videokaart met een grote koelventilator niet hinderen. Een kwartiertje werk met een tang - en de computer blijft stil draaien, zelfs met een redelijk krachtige videokaart.

Voorbeeld 4: AMD Athlon 64 X2-platform

Een thuiscomputer op basis van een AMD Athlon 64 X2 3800+ (2,0 GHz) processor met een processorkoeler (tot 1900 rpm, ruis tot 20 dBA) is gemonteerd in een 3R System R101-behuizing (inclusief 2 ventilatoren 120 × 120 × 25 mm, tot 1500 tpm, geïnstalleerd op de voor- en achterwanden van de behuizing, aangesloten op een standaard bewakings- en automatisch ventilatorcontrolesysteem), een FSP Blue Storm 350-voedingseenheid (350 W, 1 ventilator 120 × 120 × 25 mm ) is geinstalleerd. Er is gebruik gemaakt van een moederbord (passieve koeling van de chipset-microschakelingen) die de snelheid van de processorkoeler kan regelen. De videokaart GeCube Radeon X800XT werd gebruikt, het koelsysteem werd vervangen door Zalman VF900-Cu. Voor de computer werd gekozen voor een harde schijf die bekend staat om zijn lage geluidsproductie.
Resultaat: De computer is zo stil dat u het geluid van de motor van de harde schijf kunt horen. Een werkende computer heeft geen invloed op het slapen in dezelfde kamer waar hij is geïnstalleerd (de buren achter de muur praten nog harder).

We denken dat niemand zal betwisten dat hoogwaardige koeling voor een videokaart een van de belangrijkste garanties is voor zijn duurzaamheid en prestaties. De 3D-versneller is het populairste onderdeel van een moderne personal computer. Met de ontwikkeling van technologie verschijnen er moderne videokaarten die kunnen werken met de meest veeleisende programma's en games. Naarmate de productiviteit toeneemt, neemt ook hun stroomverbruik en warmteafvoer toe. Laten we de koeling voor videokaarten eens nader bekijken.

Invoering

Voor de videokaart beschermt het de grafische processor van het gaspedaal tegen oververhitting. Voorbij zijn de dagen dat de verwarming van de componenten van de systeemeenheid praktisch afwezig was. Geleidelijk worden de temperaturen die nog niet zo lang geleden als kritiek werden beschouwd, normaal voor de gebruiker. Onlangs was alleen een heatsink voldoende voor normale koeling van een videokaart. Tegenwoordig zijn er natuurlijk nog steeds versnellers die weinig warmte afgeven, maar ook die kunnen niet opscheppen over prestaties. Fabrikanten geven hun nakomelingen steeds vaker enorme koelers met meerdere ventilatoren en een indrukwekkend koellichaam. Gebruikers die het maximale uit hun computer halen, installeren niet alleen koeling voor videokaarten, maar ook voor andere componenten. Vaak zijn er moederborden met een koeler en begon de fabrikant de behuizingen zelf te voorzien van extra ventilatoren. Ze zullen zeker niet overbodig zijn, gezien de temperaturen van moderne componenten. Tegenwoordig is er zelfs een populair programma voor het koelen van de videokaart, waardoor de grafische kern minder wordt belast. Het rendement van de nutsvoorzieningen is echter vrij laag.

Soorten koelsystemen

Een koelsysteem voor een videokaart is in de regel een frame waarop een radiator en een of meer ventilatoren zijn bevestigd. Tegelijkertijd bespaart de fabrikant vaak op details. Uitzonderingen zijn dure oplossingen voor complexe taken. Goedkope koeling voor videokaarten verlaagt de temperatuur vrij goed, maar maakt veel lawaai. Er zijn natuurlijk systemen die stil in gebruik zijn en niet aan efficiëntie inboeten.

Tegenwoordig bieden kofferfabrikanten een model aan dat is gemaakt van aluminium. Alle componenten van de systeemeenheid worden kouder, inclusief de videokaart. Passieve koeling, waarbij een conventionele radiator wordt gebruikt, lijkt enigszins op dit systeem.

Freon koeling

Passief gekoelde grafische kaarten behoren tot het verleden, maar niet veel gebruikers willen de stilte inruilen voor goede systeemprestaties met het gebrul van de koeler. Bedrijven hebben een uitweg gevonden - freonkoeling. Het moet gezegd worden dat het wordt geleverd met sommige systeemeenheden, niet met videokaarten. Natuurlijk zijn dergelijke gevallen duurder dan reguliere vertegenwoordigers. In dit geval kunnen de koelventilator van de videokaart en de radiator extra worden gebruikt.

Een freon koelsysteem voor een onervaren gebruiker lijkt erg ingewikkeld en onbegrijpelijk. In feite is alles hier vrij eenvoudig. Er wordt gebruik gemaakt van een gesloten circuit waarin het gas (freon) zich bevindt. Tijdens bedrijf gaat het van de ene aggregatietoestand naar de andere, waardoor de site waarmee het is verbonden afkoelt. Voor fans van dergelijke systemen zullen we het hele proces in meer detail bekijken.

Allereerst komt freon, dat zich in een vloeibare, gekoelde staat en lage druk bevindt, het contactgebied binnen. Daarna gaat het in een gasvormige toestand, wat wordt vergemakkelijkt door de gegenereerde warmte. Het systeem bevat een kleine compressor die de druk in de buizen verhoogt, maar de freon is nog niet in vloeibare toestand veranderd. Hiervoor worden een ventilator en een kleine radiator gebruikt, die de temperatuur van de freon verlagen. Vervolgens vindt condensatie en omzetting in vloeistof plaats. De conclusie van de cyclus is de passage van freon door de klep, waar de druk daalt. Zo'n systeem dient niet alleen als koeling voor Nvidia en Radeon videokaarten, maar wordt ook gebruikt in koelkasten.

Het systeem is niet slecht, maar het werkt met enkele kanttekeningen die veel gebruikers ontmoedigen om te kopen. Freon-koeling kan niet bij elke processor werken, maar alleen bij modellen waarvan het stroomverbruik hoger is dan 75 watt. De reden hiervoor is dat bij een te lage warmteontwikkeling condensatie kan ontstaan, wat zeker niet ten goede komt aan de componenten van de systeemunit. Geschikt als uitstekende koeloplossing voor Radeon grafische kaarten die bekend staan ​​om hun warmteafvoer.

voor videokaart

Vloeistofsystemen zijn tegenwoordig een populaire koelmethode geworden. Een dergelijk systeem is vrij eenvoudig ingericht. Er worden verschillende buizen gebruikt waardoor vloeistof (meestal water) circuleert. Door de componenten van de systemen in contact te brengen, wordt overtollige warmte afgevoerd. Waterkoeling is efficiënter, neemt minder ruimte in beslag in de systeemeenheid en heeft een stille werking. Deze systemen hebben de voorkeur van geluidsstudio's waar stilte belangrijk is. Fans van moderne videogames sparen geen geld om maximale prestaties te krijgen. Overigens worden dergelijke systemen niet alleen in personal computers gebruikt. Meestal wordt een vloeibaar koelmiddel gebruikt om kernreactoren te koelen. De meeste automotoren gebruiken een soortgelijk systeem.

Ondanks de kosten geven gebruikers steeds meer de voorkeur aan het vloeistofsysteem. Perfect voor het koelen van GTX-klasse grafische kaarten en vergelijkbare modellen.

Werkproces

Over het algemeen wordt, ongeacht het koelsysteem, één algemeen principe gebruikt: warmte wordt overgedragen van een warmer lichaam naar een kouder lichaam. De eerste is de videokaart of processor, de tweede is de radiator. Vroeg of laat warmt het gekoelde onderdeel op tot de temperatuur van de radiator. In dit geval worden hun temperaturen gelijk en stopt de warmteafvoer, wat oververhitting kan veroorzaken.

Om oververhitting van het onderdeel te voorkomen, is er een koelmiddeltoevoer georganiseerd. Het wordt meestal een koelmiddel of warmtedrager genoemd. In een actief systeem, dat bijvoorbeeld de R9-videokaart (en vele andere) koelt, is het koelmiddel lucht. Andere systemen kunnen gas of vloeistof gebruiken.

Het is duidelijk dat er in een gewone ruimte voldoende lucht is voor normale koeling. Hier kunnen serverruimtes echter niet op bogen. In een kleine ruimte wordt een enorme hoeveelheid apparatuur verzameld, die opwarmt, dus u moet extra ventilatie uitvoeren.

Er zijn een aantal mechanismen om warmte van een verwarmd object te verwijderen.

• Warmtegeleiding. Het vermogen van een stof om warmte binnen zijn volume te geleiden. Het meest gebruikte mechanisme in moderne koelsystemen. In dit geval ontstaat er een contact van een bepaalde stof met een component, die wordt gekoeld. Zoals je zou kunnen raden, zijn de beste warmtegeleiders metalen. Op basis daarvan worden warmtewisselaars en koelere radiatoren gemaakt. Geleidbaarheid wordt het best geleverd door zilver, gevolgd door koper, gevolgd door aluminium. Meestal gebruiken fabrikanten koper. Aluminium wordt gebruikt in de goedkoopste koelsystemen.
• Convectieve warmtewisseling met koudemiddel. Om het mechanisme te garanderen, is het noodzakelijk om te zorgen voor een goede luchtcirculatie in de behuizing. Daarom is het aan te raden om vrije systeemblokken te gebruiken waarin componenten op afstand van elkaar geplaatst kunnen worden. Het is onwenselijk om de behuizing in de buurt van warmtebronnen te plaatsen.
• Een mechanisme waarvan de prestaties verwaarloosbaar zijn in koelsystemen.

maar aan de andere kant

Na het lezen van het bovenstaande materiaal, zal de gebruiker denken: er is niets ingewikkelds - het is voldoende om een ​​grotere radiator te nemen en een goede luchtstroom te organiseren. Dit is natuurlijk allemaal waar. Maar er zijn nog twee factoren: kosten en lawaai. De prijs van koelsystemen stijgt met de ontwikkeling van grafische versnellers, die steeds meer stroom nodig hebben. Hierdoor neemt ook de warmteontwikkeling toe. Zoals je zou kunnen raden, heb je meer algemene radiatoren en een hele reeks ventilatoren nodig om alle warmte te verwijderen. Hoe groter het koelsysteem, hoe meer materialen er nodig zijn voor de vervaardiging ervan. De prijs is hier direct van afhankelijk.

In de regel hebben ze aluminium radiatoren en één ventilator. Deze systemen werken vrij efficiënt, maar maken veel lawaai. Natuurlijk krijgen duurdere modellen een efficiënter systeem met een stille werking, en dit is waar het comfort van de gebruiker van afhangt.

Vloeistofkoeling is het stilst. Het is echter vrij duur, dus de installatie ervan is alleen aan te raden in dure systemen. In de loop van de tijd zullen dergelijke systemen natuurlijk wijdverbreider en betaalbaarder worden. Misschien kunnen ze zelfs de gebruikelijke koelers naar de achtergrond duwen. Toch is het nog te vroeg om erover te praten. Daarom zullen we de meest interessante koelsystemen overwegen die populair zijn geworden bij gebruikers.

Aerocool VM-102

Laten we beginnen met een model dat is ontworpen voor het budgetsegment van videokaarten met een laag verbruik en warmteafvoer. Het is een massieve radiator op basis van aluminium. Ook is koper in een aparte laag aanwezig voor een efficiëntere koeling. Er zijn twee buizen. Natuurlijk zal de heatsink de gaming-videokaart niet kunnen koelen, ondanks zijn massaliteit. Maar het gaat goed om met de lagere klasse van adapters en zorgt voor comfortabel werken in stilte. Voordat u tot aankoop overgaat, moet u ervoor zorgen dat het in de behuizing past en geen andere componenten hindert.

Arctic Cooling NV Geluiddemper 5 rev.2.0

Laten we verder gaan met efficiëntere systemen. Arctic Cooling NV is ontwikkeld door een bedrijf uit Zwitserland, dat bekend staat om zijn stille en hoogwaardige koelers. Het model ging lange tijd in de verkoop en werd gepositioneerd als een oplossing voor de GT. Het was oorspronkelijk bedoeld om alleen met groene producten te worden gebruikt. Gebruikers kwamen er echter achter dat Arctic Cooling NV perfect past op veel AMD-adapters.

Het systeem wordt vrij typisch uitgevoerd. De basis maakt gebruik van koper, waarop de vinnen van de aluminium radiator zitten. Het kanaallichaam is gemaakt van kunststof. Een vrij grote koeler moet de warme lucht buiten de kast afvoeren. Arctic Cooling NV zorgt voor een behoorlijk goede koeling, maar valt net als veel van zijn broers niet op door zijn stille werking.

Arctic Cooling Accelero X2

Best een originele oplossing voor Radeon videokaarten, namelijk de X1800-X1950 serie. Als basis wordt een dunne koperen plaat gebruikt, van waaruit twee buizen uitsteken. Ze zorgen voor een grotere koelefficiëntie. gemaakt van aluminium. Dit alles is verborgen onder een plastic behuizing. Aan de voorzijde bevindt zich een ventilator van het turbinetype. Een significant verschil met de Silencer-lijn is dat de Accelero de lucht niet buiten de behuizing verdrijft, maar naar binnen afvoert.

Het koelsysteem werkt zeer stil, zelfs bij maximale ventilatorsnelheden. De koeler gaat goed om met het verwijderen van warmte van het bord. Dit is waarschijnlijk de reden waarom de producten van het Zwitserse bedrijf zo gewild zijn bij gerenommeerde fabrikanten van videokaarten.

Revoltec Grafische Vriezer PRO

Dimensionaal en krachtig koelsysteem. De basis is gemaakt van koper. Er vertrekken twee buizen van, die zijn ontworpen om warmte af te voeren naar een radiator van aluminium. De behuizing is gemaakt van plastic en in het midden bevindt zich een grote ventilator, die is ontworpen om het bord met hoge snelheid te blazen. Hij koelt de GeForce 7900 GS perfect, maar kan de X1950 XTX niet aan. Bij minimale belasting werkt hij vrij stil, wat zorgt voor comfortabel werken in stilte. Bij zware belasting wordt het geluid van de koeler erg luid. Dit merk je vooral als je een koelsysteem gebruikt met videokaarten die een hoge warmteafvoer hebben.

Thermaltake Schoener

De buitenkant van het model lijkt op een typisch passief koelsysteem. Thermaltake Schooner heeft echter enkele eigenaardigheden. Uit de radiator komen twee heatpipes, aan het einde een kleine.Dit ontwerp zorgt voor een betere warmteafvoer in een slecht geventileerde behuizing. Het is ook vermeldenswaard de montage, die zorgt voor de aansluiting van warmtepijpen met speciale platen. Het systeem werkt als volgt: de buizen nemen warmte op, brengen deze over naar de koperen plaat en pas daarna naar de hoofdradiator. Blijkbaar zorgt het meertrapsontwerp voor de grootste efficiëntie. Natuurlijk onderscheidt het zich door een stille werking.

Zalman VF700-Cu

Een van de beroemdste koelsystemen, die veel exemplaren heeft ontvangen van Chinese ontwikkelaars. De carrosserie trekt al de aandacht van de koper. Het is gemaakt in een ongebruikelijke vorm, die niet zozeer gericht is op schoonheid als wel op efficiëntie. De radiator wordt weergegeven door koperen vinnen die zich uitstrekken van het midden naar de randen. Uiterlijk lijkt het op een ventilator. Het systeem wordt geblazen door een vrij grote ventilator. Ondanks het jaar van uitgifte is het nog te vroeg om het af te schrijven. Zelfs adapters met een hoge warmteafvoer koelen goed. Het heeft een vrij laag geluidsniveau. Degelijke montage en lage prijs maken het de belangrijkste kanshebber voor de overname in het budgetsegment.

Extreme koeling ... Lage en ultra-lage temperaturen ... Verbluffend overklokken van de processor of videokaart .. Wereldrecords ..
Wie onder de overklokkers heeft niet gedroomd van deze dingen, die ooit een buitengewoon en duur genoegen waren. Tegenwoordig is de situatie aan het veranderen - er is veel informatie op internet over het onderwerp van zelfgemaakte faseovergangssystemen, en, als je de wens en het vermogen hebt om je eigen te creëren, zelfs volgens een typisch schema, zo niet de meest productieve, maar veel goedkopere "freon" kan iedereen die het echt wil. Het materiaal van vandaag is hier een levendig voorbeeld van, aandacht en respect waard!

De opbouw van het artikel is als volgt:

1. Inleiding
2. Systeemcomponenten
3. Bouw het systeem
4. Evacuatie en vulling
5. Praktische controle van een zelfgemaakt faseovergangssysteem
6. Het systeem testen, de resultaten analyseren
7. Conclusie

Invoering

Freonka! Hoeveel zit er in dit woord (vooral voor deskundige mensen;))!
Faseovergangssystemen prikkelen al jaren de geest van overklokkers. Dit is de gekoesterde droom van iedereen, omdat het je in staat stelt nieuwe, tot nu toe onbekende versnellingshorizonten te openen. Nu is geen enkel nieuw wereldrecord voor het overklokken van computercomponenten compleet zonder het gebruik van freon.
Ondanks hun lange geschiedenis hebben koelsystemen met faseverandering nooit de mainstream bereikt. Hier zijn veel redenen voor. Dus als we het hebben over zelfgemaakte opties, dan wordt iemand afgestoten door de complexiteit van de montage, iemand is bang voor condensatie en andere problemen tijdens het gebruik. Een belangrijke beperkende factor is de hoge prijs, omdat de kosten van seriële freon-eenheden op het niveau van "$ 1000" liggen, wat voor een gewone overklokker uit de post-Sovjet-ruimte ongelooflijk geld is voor koeling. Zelfgemaakte producten, hoewel ze 3-4 keer goedkoper zijn, waren tot voor kort het lot van voornamelijk rijke mensen en echte fans van overklokken.
In dit materiaal zal ik je vertellen hoe je een faseovergangssysteem met je eigen handen kunt samenstellen en tegelijkertijd een bedrag kunt uitgeven dat gelijk is aan de kosten van een seriële SVO.

Systeem componenten

Laten we beginnen.
De belangrijkste donor voor onze freon zal de oude airconditioner zijn die door de fabriek in Bakoe wordt geproduceerd. Zo ziet het eruit:

... en hier zijn de technische kenmerken:

De airconditioner heeft een aparte lijn voor oliekoeling:

Een proefrun toonde de volledige prestaties van dit apparaat. In een paar minuten daalde de temperatuur op de verdamper tot -7C:

Compressor

Het model BK-2000 gebruikt de meest efficiënte compressor die in deze airconditioners wordt gebruikt. Dit is een medium-temperatuur rotor KhGrV 2.2-U2 met een vermogen van 1100 W + 5C (KhGrV 1.75-U2 wordt gebruikt in BK-1800 en lager). Voor alle airconditioners BK is R22-gas inheems. Deze compressor kan als volgt worden gekarakteriseerd:

1. Enorm stroomverbruik - bij het opstarten knippert het licht soms in het appartement. Het is dus gecontra-indiceerd om dit apparaat tegelijkertijd met strijkijzers / waterkokers in te schakelen.

2. Lawaai. De fabrikant claimt 60 dB. Je kunt niet eens dromen van een rustig werk in dergelijke omstandigheden

3. Voelbare opwarming van de compressor bij langdurig gebruik. Hierdoor is er een aparte tak in ingericht voor het koelen van de olie. Laat me u eraan herinneren dat voor roterende en zuigercompressoren de temperatuurdrempel voor pijnloze werking iets anders is, dus voor zuigercompressoren ligt deze in het bereik van 60-70, en voor roterende - 150-160 C.

Condensator

We laten de condensor native, om ons niet bezig te houden met het wijzigen van de oliekoellijn. We hebben de verdamper afgesneden, gespoeld en gedroogd (het zal nog steeds van pas komen voor toekomstige projecten;)).

Filterdroger en Schrader-ventielen

We kopen het grootste filter, omdat de compressor oud is en er waarschijnlijk veel verschillende soorten vuil in zijn verzameld. Omdat we tot een minimum beperken, is het goed mogelijk om rond te komen met één Schrader-klep voor het vullen en evacueren:

Verdamper

Het werd in de fabriek vervaardigd uit een koperen cilinder met een diameter van 50 mm en een hoogte van 60 mm. Het heeft 4 verdiepingen met labyrinten, in het midden is een gat met een diameter van 2,5 mm geboord - voor een capillair. Helaas was er geen koper meer en moest de fitting van messing worden:

Hier is hij gedemonteerd:

Pijpsnijder

Je kunt het zonder een ijzerzaag doen, maar helaas laat het veel spaanders en bramen achter die het haarvat kunnen verstoppen. En de pijpsnijder is veel gemakkelijker te hanteren, de snede is netter en kan op moeilijk bereikbare plaatsen worden gebruikt. Daarom kocht ik de goedkoopste pijpsnijder:

Ik zal me concentreren op een van de kenmerken: het heeft een plastic handvat, dat zeer snel barst onder constante belasting. Voor mij kon het het lange tijd niet uitstaan, en als een waardig alternatief werd een handvat van de eenheid van mijn moeder gebruikt voor conservering

Daarom, als u geen onnodige problemen wilt, wees dan voorzichtig en koop alleen pijpsnijders met metalen handvatten.

capillair

De meest voorkomende en gebruikte is een capillair met een diameter van 0,7-0,8 mm, maar helaas bleek het een overweldigende taak om het in mijn stad te kopen. Toen ik langs alle winkels ging die koelapparatuur verkopen, kon ik slechts 0,9 mm vinden. De taak van het berekenen van de lengte van een capillair is altijd individueel, meestal wordt hiervoor de Harry Lloyd's-tabel gebruikt, maar helaas bevat deze alleen haarvaten met een diameter van 0,7 en 0,8 mm. Nadat ik mijn probleem had aangepakt in de thread "A little extreme or DIY freonka - 2" op het overclockers.ru-forum, kreeg ik het programma "hlad 0.3.1" tot mijn beschikking, waarmee ik de vereiste capillaire lengte kan berekenen.
Omdat mijn compressor niet in de database staat, zijn de basisgegevens handmatig ingevoerd. Het volume verpompt gas werd genomen als 2,2 m3/h. Bij een condensatietemperatuur van 50 en een kookpunt van -30 graden was de capillaire lengte 4,1 m.

Zuigbuis

Laten we alle mogelijke variaties eens bekijken:

1. Koperen buis. De goedkoopste en meest betrouwbare optie. Maar er is één belangrijk nadeel - vanwege de slechte flexibiliteit ermee, is het moeilijk om een ​​goede druk van de verdamper naar de processor te garanderen.

2. REFCO metalen vulslang, perfecte optie. Ondanks de hoge kosten zijn de voordelen duidelijk. Zeer flexibel, lang, comfortabel. Maar het te koop vinden, zelfs in Moskou, is een zeer serieuze taak.

3. Gele gasslang... Het lijkt qua eigenschappen sterk op het tanken van REFCO, waardoor het de keuze nummer 2 is. Maar het heeft één belangrijk nadeel: bij temperaturen onder het vriespunt neemt de lengte toe met 20-30%.

4. Koperen gegolfde buis, gebruikt bij het installeren van airconditioners, vervangt het koperen leidingen op plaatsen met scherpe bochten, waar koper gewoon breekt.

De meest betaalbare optie is de laatste. U vindt deze buis in winkels die gas- of koelapparatuur verkopen.

Brander

Dit is misschien wel de duurste en belangrijkste tool in onze build. De kwaliteit van het solderen en de toestand van het zenuwstelsel van degene die zelfstandig het faseovergangssysteem maakt, hangt ervan af. Op basis van de financiële kant van uw project, kunt u uit onderstaande lijst een eenheid binnen uw zak kiezen.

1. MAPP gas en een brander eronder. Het heeft een brandtemperatuur van 1300 graden Celsius, heeft voldoende vermogen om pijpen te solderen. Het is ook mogelijk voor hen om de verdamper te solderen, maar hiervoor moet het soldeerobject extra op het fornuis worden verwarmd.
Prijs:
brander - gemiddeld 35 cu, cilinder - 12 cu

2. Turbo propaan. Bestaat uit een speciale brander en een propaantank. Geen slechte optie, het heeft een voldoende verbrandingstemperatuur om de verdamper op te warmen, maar als de verdamper massief genoeg is, moet je opnieuw je toevlucht nemen tot het gebruik van de kachel. De prijs van de brander is ongeveer 40 USD.

3. Propaan-zuurstof.
Dit is inderdaad de 'keuze van de Jedi'. Met deze zaklamp kunt u alles solderen - van het solderen van sieraden van kleine onderdelen en naden tot zware en omvangrijke verdampers, condensors, enz.

Hier besloot ik geen geld te sparen en het maximale te nemen. Inspectie van prijzen voor kant-en-klare propaan-zuurstofsystemen schokte me, voor een draagbare brander met een propaancilinder voor 5 liter en 1 liter voor zuurstof eisten ze 120 tot 140 USD. De enige uitweg is om het zelf te monteren volgens de details. Op de rommelmarkt werden gekocht: een persluchtcilinder (6 cu) voor 1 liter, en een 5 liter propaan (8 cu). De persluchtcilinder werd naar een tankstation gebracht, waar hij werd onderzocht, opnieuw gespoten en bijgetankt. Ik kocht een nieuwe brander vanwege het kleine prijsverschil tussen de gebruikte ($ 10) en deze ($ 14). Het nieuwe zuurstofreductiemiddel is met $ 18 aangescherpt en het propaanreductiemiddel met $ 4. Nou, naast dit alles moest ik 2 meter slangen meenemen. Als resultaat hebben we zo'n brander gekregen, met een totale kostprijs van 50 USD:

Buizen

Aanvankelijk wist ik niet welke buisdiameter ik precies nodig zou hebben, dus nam ik 6 mm, 8 mm, 10 mm en 12 mm per meter in reserve:

Isolatie

Buisisolatie wordt in elke winkel in een breed assortiment gepresenteerd, maar met plaatisolatie (voor het isoleren van het moederbord) is alles veel erger. In principe kunt u het bij ons alleen kopen door vooraf te bestellen, ongeveer tegen de volgende prijzen: voor 1 vierkante meter 10 mm dik vragen ze $ 16, en voor dezelfde 25 mm dik - $ 34.
Daarom werd 2 meter gewone ronde K-Flex (15 mm - inwendig, 36 mm - uitwendig) aangeschaft om de leidingen te isoleren:

En om het moederbord te isoleren, kocht ik een buisvormig exemplaar, maar met een grote diameter (10 cm) en met een wanddikte van 15 mm. Het voordeel is dat de muren hier vrij dik zijn en wanneer ze eruit worden gesneden, wordt een uitstekende vlakke isolatie verkregen:

Freon

Om het systeem bij te tanken werd een literfles R-22 freon bij de koelkasten gekocht.

Vulslang, manometers

Aangezien ik me geen meetstation kan veroorloven, zal ik me moeten beperken tot de vulslang.

Soldeer

Alle onderdelen in het systeem zijn voor 5% gesoldeerd door Harris. 3 staven zijn meer dan genoeg om het hele circuit en de verdamper te lassen.

Systeem montage

Eerst besloot ik de verdamper te solderen. Aangezien dit een van de belangrijkste elementen van het systeem is, moet de kwaliteit van het solderen uitstekend zijn. In een paar minuten maakte de brander de verdamper roodgloeiend, en ik liet de staaf voorzichtig over de voegen glijden. Soldeer heel snel en gemakkelijk alle verbindingen, verspreidt zich naar de zijkanten en scheurt de hele verdamper.
Om de kwaliteit van het solderen te controleren, moet u de verdamper onder druk zetten. Om dit te doen, solderen we het Schroeder-ventiel erin (vergeet niet eerst de nippel los te draaien), blazen we op met freon en laten we het in een emmer water zakken. Vanaf de allereerste keer is alles succesvol gesoldeerd en zijn er geen lekken gevonden.

Na het solderen vormt zich een dikke laag kalkaanslag op koper, en niet alleen van buiten, maar ook van binnen, daarom moet deze worden verwijderd voor een probleemloze werking.

Dit kan op verschillende manieren:

1. Spoel de verdamper door met geconcentreerd zoutzuur of salpeterzuur.
2. Kook de verdamper in Coca-Cola.
3. Kook het in een oplossing van azijnzuur.

Zo zag mijn verdamper er uit direct na het solderen...

En zo - na de reinigingsprocedure:

Na een half uur was de verdamper schoon en ging ik verder met het solderen van de aanzuigbuis. Het capillair was strak genoeg geïnstalleerd en ik stelde het zo af dat het de bodem van 5-6 mm niet bereikte, en begon de zuigbuis te solderen. Toegegeven, de fitting was gemaakt van messing, dus het soldeer "lekte" er niet op, en ik moest opnieuw naar de koelkasten, dit keer voor de flux. Bij hem liep alles op rolletjes:

Het solderen van de rest van de onderdelen ging snel en zonder incidenten.

Houd er rekening mee dat het filter schuin geplaatst moet worden zodat de freon beter kan weglopen. Als alles al gesoldeerd is, is het handig om het systeem te controleren op lekkage. Om dit te doen, vult u het met een kleine hoeveelheid freon en smeert u alle verbindingen in met zeepsop. Voor meer betrouwbaarheid heb ik het systeem twee dagen met freon gelaten. Na de aangegeven tijd bleek dat de freon er nog in zat en met dezelfde intensiteit naar buiten kwam.

Vanwege het hete humeur van deze compressor, besloot ik voor de koeling om snelle Sovjet-ventilatoren van het type VN-2 te gebruiken, in totaal 4 stuks:

Het ene paar zoog lucht door de condensor, terwijl het andere het juist doorblies:

Evacuatie en vulling

Thuis is de meest betaalbare manier om te evacueren het gebruik van een oude compressor als vacuümpomp. Maar helaas, ik had er geen, dus wendde ik me weer tot de koelkasten, en ze pompten alle lucht uit het systeem naar een diep vacuüm met behulp van een REFCO-vacuümpomp in een paar minuten.
Door de grote afmeting van de condensor en de aanwezigheid van een ontvanger in het systeem is het volume aan geïnjecteerde freon vrij groot (ongeveer 1 kg). In gewone freons schommelt dit aantal in het bereik van 300-400 gram.
Welnu, zet het systeem aan, sluit de vulslang aan en open de klep op de cilinder gedurende 4-6 seconden. Na elk "deel" van de gastoevoer wachten we 3-5 minuten en voegen dan opnieuw freon toe. Wanneer de verdamper begint te bevriezen, voeg dan een beetje meer toe en stop met tanken.
Na 10-15 minuten begon er rijp op de verdamper te verschijnen, tegen de 30e minuut bevroor de aanzuigbuis 10-15 cm van de verdamper en daalde de temperatuur tot "-47".

Nou, mooi resultaat! Eens kijken wat er met de isolatie gebeurt. Het was niet moeilijk om de aanzuigbuis te isoleren.

We zetten aan ... en het systeem bereikt -67 in 15 minuten!

Verbazingwekkend resultaat. Toegegeven, we moeten rekening houden met verschillende factoren.

1. Om onder belasting te werken, moet u freon toevoegen, respectievelijk zal de temperatuur stijgen.
2. Een multimeter in de rol van een thermometer is verre van de beste optie, na -50 begint hij op sommige plaatsen behoorlijk goed te liggen, dus we kunnen alleen maar gissen naar de echte temperatuur. Maar alleen al het feit dat de waarde van "-67" wordt bereikt, verwarmt de ziel erg.

Praktische controle van een zelfgemaakt faseovergangssysteem

Voorbereidende fase- moederbord isolatie

De isolatie van het moederbord moet met alle verantwoordelijkheid worden benaderd, omdat zelfs een kleine condensdruppel kan leiden tot instabiliteit in de werking en soms tot systeemstoringen.
We meten zorgvuldig de locatie van de condensatoren en andere elementen op het bord en snijden gaten in de isolatie voor hen (als laatste gebruiken we de gesneden buisvormige isolatie, die hierboven werd genoemd).
Hier is een foto van de plexiglas drukplaat, voor een goede pasvorm van de isolatie over het gehele contactgebied met het moederbord:

Er werd geen diëlektrisch smeermiddel gebruikt om de near-socket-zone te isoleren - dit bleek niet nodig, omdat ik al een stabiel werkend systeem had.

De condensatoren waren ook geïsoleerd, omdat ze heel dicht bij de processorvoet zitten. Door de geïnstalleerde verdamper bevroor en bevroor ze vrij "best goed" tijdens bedrijf.

De houder voor de verdamper is gemaakt van multiplex van 15 mm, omdat het, in tegenstelling tot plexiglas, temperaturen in de orde van -50 graden Celsius en lager kalm houdt, terwijl plexiglas van 15 mm onder dergelijke omstandigheden bevriest.

Nadere inspectie van het ingeschakelde systeem toonde een volledige afwezigheid van condensatie.

IJzertest

Vanwege de stijfheid van de aanzuigbuis duurde het twee dagen om de houder te verfijnen, omdat er aanvankelijk geen nauw contact was tussen de verdamper en de processor. Na veel lijden is het me toch gelukt om een ​​normale druk van de verdamper naar de processor te krijgen.

Ondanks het feit dat de basis van de verdamper "op de knie" is geschuurd met GOI-pasta en fijn schuurpapier, zoals u kunt zien, is het vrij eenvoudig om een ​​spiegelbeeld te krijgen.
Een agressieve ventilator van 120 mm werd gebruikt om de zone van het stopcontact af te blazen en om de vorming van condensatie tegen te gaan:

In het begin maakte ik me een beetje zorgen over trillingen, die duidelijk in alle richtingen langs de vloer werden overgedragen op een afstand van 3 meter van het geassembleerde systeem, en natuurlijk trilde de verdamper een beetje. Toegegeven, dit had op geen enkele manier invloed op de stabiliteit, dus de tests werden uitgevoerd in de modus "de rijken, de blijen".

Dus wat doen we met het faseovergangssysteem? Natuurlijk te gebruiken voor het overklokken van systeemcomponenten! Nu is de frequentie van 3050 MHz stabiel geworden voor de processor:

Zo zag het geassembleerde systeem er werkend uit, op de foto - we meten de verdampertemperatuur met een sensor bij het passeren van 3DMark01:

In tests zoals 3DMark01, SuperPI, SienceMark, RenderBench enzovoort, werd de verdampertemperatuur binnen -35 graden gehouden, bij zwaardere belastingen (zoals s & m) steeg deze tot ongeveer nul.

De processor was matig, dus alleen Russian Record werd eruit geperst (WR is 3207 MHz). Jammer, want slechts 29 MHz was niet genoeg om de wereld te bereiken! 3178 MHz is de maximale frequentie voor mijn processor, waarbij onder deze omstandigheden enige stabiliteit werd behouden:

Systeemtesten, analyse van resultaten

Testbankconfiguratie:

• Processor: AMD Athlon 64 3000+, 2,0 GHz, 1,40 V, 512 Kb (Venetië, E6);
• Moederbord: DFI LP UT nForce3 250Gb;

Als we het testgedeelte samenvatten, moeten we een vrij natuurlijke toename van de systeemprestaties opmerken, afhankelijk van de frequentie van de centrale processor, die kan worden weergegeven met behulp van een lijngrafiek.
Misschien is er niet zo veel van dit systeem voor dagelijks gebruik met deze specifieke freon, maar je kunt niets beters bedenken voor benchmarking-doeleinden!

Conclusie

Laten we om te beginnen de kosten van een zelfgemaakt faseovergangssysteem in mijn geval samenvatten:

• airconditioning - 30 USD
• filter - 3 cu
• Schroederventiel - 1 cu
• verdamper - 15 cu
• pijpsnijder - 6 cu
• capillair - 8 cu
• buizen - $ 8
• brander - 50 USD
• vulslang - 8 cu
• freon - 6 USD
• isolatie - 8 cu
• soldeer - 3 cu

totaal: 144 USD

In feite kunt u voor een bedrag dat gelijk is aan de kosten van een goed commercieel waterkoelsysteem, een geweldige tool krijgen die veel meer is dan een CBO en elke overklokker zal helpen in de strijd om records.
Toegegeven, er is een tweede kant aan de medaille.

Voor een integrale beoordeling van de verrichte werkzaamheden en het behaalde resultaat kunnen de volgende hoofdpunten worden onderscheiden:

voordelen -

• goedkoopheid;
• de mogelijkheid om ultra-lage temperaturen op de processor te krijgen, waardoor nieuwe hoogten worden bereikt tijdens overklokken;
• morele voldoening van het verrichte werk;)

minnen -

• enorm energieverbruik;
• grote warmteafvoer (in de winter wordt dit minpunt echter een goed pluspunt :));
• trillingen van het hele systeem als geheel en de verdamper in het bijzonder (alleen aanwezig in een bepaald geval vanwege de kenmerken van de gebruikte compressor);
• systeemgeluid is te hoog voor normaal gebruik.

Ja, dit faseovergangssysteem kan vanwege de genoemde negatieve kenmerken niet worden gebruikt bij langdurig werken op een computer. Desalniettemin was ik persoonlijk erg blij met het resultaat - veel plezier van het werkproces en het resultaat en de mogelijkheid om op extreme frequenties te werken zijn het waard!
Nou, vergeet niet dat dit de eerste ervaring is met het bouwen van een zelfgemaakte freon, wat natuurlijk een succes was!

Ik wens jullie allemaal veel succes en lage temperaturen!

Heeft u suggesties, kritische opmerkingen over dit materiaal? De bespreking ervan is aan de gang.

Ja, ja, beste lezer, je kunt er zeker van zijn dat als je tenminste één keer in je leven de door de fabrikant aangegeven frequentielimiet hebt durven overschrijden en, belangrijker nog, ervan hebt genoten, dan ben je een van ons (demonisch gelach)! Tot op hoge leeftijd geef je niet op te proberen alles wat beweegt te versnellen, totdat je jezelf uiteindelijk versnelt naar de tweede kosmische snelheid en de grenzen van het zonnestelsel verlaat om als een heldere ster aan de hemel te schijnen en licht te geven voor nieuwe generaties overklokkers ...

Nee, ik kreeg geen genoeg van de afbraakproducten van koelmiddelen, het was gewoon een fantasie die zich afspeelde. Net zoals bodybuilders niet stoppen met "swingen" totdat hun torso niet meer tussen de halterpannenkoekjes past, en de dames die de eerste borstvergrotingsoperatie durfden te ondergaan, kalmeren niet totdat ze zichzelf de mogelijkheid ontnemen om anders te slapen dan op hun rug, en overklokkers streven ernaar om steeds meer succes te behalen in hun vakgebied, waarbij ze nergens voor terugdeinzen.
Ten eerste neemt een beginnend "overklokken" een historische beslissing om een ​​luidruchtige en ineffectieve standaardkoeler te vervangen door een stille en productieve "koperen toren", koopt een nieuw koelapparaat en perst een aantal gratis megahertz uit zijn hardware.

Dan pakt hij een soldeerbout, maakt een voltmod, versnelt het systeem nog meer en realiseert zich dat hij niet zonder waterzucht kan... Uiteindelijk gaat het om extreme koelsystemen. Met deze woorden denk je waarschijnlijk aan koperen "glazen" verpakt in thermische isolatie met droogijs of vloeibare stikstof, met behulp waarvan wereldversnellingsrecords worden gevestigd. Veel mensen vergeten echter dat er nog zo'n handige en effectieve manier van onconventionele computerkoeling bestaat als het gebruik van CO op basis van een faseovergang, ook wel bekend als "freons".

Op het eerste gezicht correleert freonkoeling in termen van de mate van "extreemheid" met vloeibare stikstofkoeling ongeveer zoals het afdalen van een glijbaan in een waterpark - met kajakken op een ruige rivier. De complexiteit en efficiëntie van het koelsysteem is echter niet gerelateerd aan de externe steilheid in een verhouding van 1: 1. Immers, als we alle externe speciale effecten van koeling met vloeibare stikstof of droogijs weggooien en hulpapparatuur buiten beschouwing laten, wat blijft er dan uiteindelijk over? Een ongecompliceerde metalen container waarin een zeer koude vloeistof spat - dat is alles.

Tegelijkertijd is freonka een vrij complexe en hightech-eenheid die niet kan worden gemaakt zonder serieuze voorbereiding. Bovendien heb je voor de constructie een veel grotere set speciale apparatuur en vaardigheden nodig om met de laatste te werken dan nodig is om de processor of videokaart "stikstof" -koelte te geven. Sterker nog, hoe paradoxaal het ook klinkt, het is makkelijker om zelf over te schakelen op stikstofkoeling dan op freon.

Maar wat kan een koelsysteem met faseverandering ons bieden dat vloeibare stikstof of droogijs niet kan? Dit is natuurlijk geen lage temperatuur: met de beste single-circuit "zelfgemaakte" freons bij het werken onder belasting kun je -40 ... -60 ° C op de verdamper krijgen, terwijl de onderkant van een eenvoudige koperen " glas" kan rustig een temperatuur hebben van slechts 3-5 ° hoger dan die van het erin gegoten cryoproduct.

De belangrijkste troef van freon-koelsystemen is de bedrijfstijd. Als het glas de chip alleen afkoelt tot de laatste druppel stikstof of het kleinste residu van droogijs in gas verandert, dan zal de freon het kristal "bevriezen" zolang er spanning op de contacten van de socket staat. En elektriciteit is duidelijk een meer overvloedige hulpbron dan bevroren kooldioxide of vloeibare N2. Daarom zijn faseovergangssystemen geschikt voor het uitvoeren van lange banksessies en zelfs om 24/7 op de hoofdcomputer van de eigenaar te werken (omdat ze door enkele aanpassingen erg stil kunnen worden gemaakt).

Bovendien mag de vervaardiging van een freon-koelsysteem u geen heel forse cent kosten: voor 10.000-15.000 roebel. het is mogelijk om een ​​zeer productieve en hoogwaardige single-circuit dampcompressie CO of zelfs maar liefst twee "budget" te assembleren. Enthousiastelingen ontwikkelden en implementeerden met succes projecten van 200- en zelfs 100-dollar freons, met behulp van gebruikte koelunits, en de apparatuur die nodig was voor de operatie was gedeeltelijk inbegrepen in de aangegeven waarde (!).

Aangezien de output van de compressor 15, 20 en soms alle 30 atmosfeer kan zijn, kan een onvoldoende duurzame radiator die in freon wordt gebruikt, afgezaagd exploderen.

Eerlijk gezegd kwam de piek van de freon-rage in ons land in 2004-2005. Op dat moment werden artikelen geschreven, die nu klassiek zijn geworden, nieuwe interessante ontwerpen werden getest, optimistische veronderstellingen werden gemaakt dat slechts een paar jaar later "freon" niet minder gewoon zou worden dan "water" ... Helaas, deze voorspellingen waren niet voorbestemd om uit te komen - zelfs vloeibare CO's zijn nog steeds erg zeldzaam, om nog maar te zwijgen van systemen die zijn gebaseerd op een faseovergang. Niettemin maakt de overvloed aan verdiensten die laatstgenoemden bezitten het mij onmogelijk er niets over te vertellen. Het eerste deel van de cyclus is gewijd aan theorie en zal je helpen om op snelheid te komen. Dus laten we gaan.

Terug naar school
Zoals de ervaring van communicatie met veel gebruikers van de meest uiteenlopende niveaus van vooruitgang laat zien, hebben zelfs mensen die "roteren" op technisch gebied, als hun activiteiten niet direct verband houden met koeleenheden, heel weinig idee van hoe het faseovergangssysteem werken. Op school maakten ze natuurlijk allemaal kennis met de basisprincipes van de thermodynamica, maar weinigen hadden het idee om de formules en grafieken uit het leerboek te correleren met het werkingsprincipe van op zijn minst de meest gewone koelkast in hun appartement. Daarom bleef kennis, zoals gewoonlijk gebeurt, puur abstract en vervaagde geleidelijk uit het geheugen.

Daarom stel ik voor om bij het begin te beginnen. Wat bedoelen we eigenlijk met koelen? Daling van de lichaamstemperatuur. In dit geval is, zoals u weet, temperatuur een van de indirect kenmerkende energieën, die (energie) niet uit het niets verschijnt en niet spoorloos verdwijnt, maar alleen van de ene vorm in de andere overgaat. Dienovereenkomstig zou een verlaging van de temperatuur van een lichaam met de resterende parameters onveranderd onvermijdelijk resulteren in een toename van de energie (ik concentreer me op dit woord - namelijk, energie, niet noodzakelijkerwijs temperatuur) van een ander lichaam, een systeem van lichamen of de omgeving .

In het meest triviale geval is deze toename van energie verwarming. Dat wil zeggen, in eenvoudige bewoordingen wordt warmte van de ene plaats naar de andere overgedragen. Volgens de meest begrijpelijke formulering van de tweede wet van de thermodynamica kan warmte niet van een minder verwarmd lichaam naar een meer verwarmd lichaam gaan zonder enige andere verandering in het systeem. Daarom is het trouwens onmogelijk om de chip af te koelen tot een temperatuur onder kamertemperatuur met een conventionele luchtkoeler, en onder de temperatuur van de circulerende vloeistof met water CO (wat soms wordt vergeten door sommige liefhebbers met een bijzonder rijke verbeelding).

De twee bovengenoemde koelsystemen worden gebruikt om de door de kristallen gegenereerde warmte af te voeren, hetzij in de computerkast (koelers) of buiten (als er waterzucht is). Er zijn er ook waarin "overtollige" warmte niet wordt besteed aan het verhogen van de temperatuur van het medium, maar aan het koken van een vloeistof of het smelten van vaste stoffen (en deze processen vereisen meer energie dan alleen verwarming). Voorbeelden van dergelijke "koelkasten" zijn de al bekende verdamperglazen voor vloeibare stikstof of droogijs. Bovendien is hun belangrijkste nadeel - de niet-hernieuwbaarheid van het proces - hierboven al beschreven.

Maar er moet een mogelijkheid zijn om een ​​cyclisch proces van verdamping-condensatie in een gesloten volume te produceren! In dit geval zou ik natuurlijk graag een overgang van de ene aggregatietoestand naar de andere willen bereiken bij lage temperaturen, bijvoorbeeld -20 ... -50 ° C. Koelgassen die freonen worden genoemd, hebben kookpunten rond dit bereik. Om echter de verdamping van een vloeistof te observeren, vergezeld van de onttrekking van warmte aan een object van belang, bij zulke lage temperaturen, moet men eerst deze zeer vloeistof verkrijgen - en hoe kan dit worden gedaan als er niets is om het te koelen met (het moet zelf dienen voor koeling)?

We keren weer terug naar het schoolcurriculum in de natuurkunde en onthouden dat de "grens"-temperaturen van stoffen (smelten, verdamping) recht evenredig zijn met de druk. Bij verhoogde druk mag de vloeistof niet in een gas veranderen, zelfs niet bij temperaturen die merkbaar hoger zijn dan het kookpunt bij 1 atm, terwijl ze onder verdunning juist eerder kookt. Voor meer duidelijkheid kun je je herinneren aan een wegwerpaansteker waarin vloeibaar gas op kamertemperatuur stilletjes spat, en aan het interessante feit dat hoog in de bergen (waar de druk lager is), water al kan koken bij 80 ° C. Door de druk te manipuleren, kunnen we het verdampings- / condensatiepunt van het koelmiddel "verplaatsen" naar waar we het nodig hebben. In het geval van het gewenste koelsysteem - omhoog, dat wil zeggen tot het bereik van positieve temperaturen op de schaal van Celsius.

Ik geef expres geen gedetailleerde fysieke berekeningen, omdat ik heel goed begrijp dat de meeste lezers ze alleen met hun ogen zullen bekijken, en die weinigen die diepgaande kennis hebben op het gebied van thermodynamica zijn er al heel goed mee vertrouwd.

Koelkast binnenstebuiten
Ik denk dat deze korte introductie voldoende is om de werkingsprincipes van de "klassieke" freon door te geven. Dit apparaat bestaat uit een compressor, een condensor, een filter, een capillaire buis, een verdamper en een zuigslang, die stevig zijn verbonden met koperen leidingen. Freon passeert deze knooppunten in de exacte volgorde waarin ze zijn vermeld, en tegelijkertijd treden er merkwaardige veranderingen op. Dus, in het begin, terwijl de freon is uitgeschakeld, bestaat het koelmiddel in al zijn interne ruimte in de vorm van gas onder een relatief lage druk (3-8 atmosfeer).

Zodra de compressor op het netwerk is aangesloten, begint deze gas naar de condensor te pompen, waardoor de druk sterk toeneemt (en tegelijkertijd verwarming, maar dit is al een bijwerking). In een condensor (die in de regel een grote radiator is waar een buis als een slang doorheen gaat), begint het freon onder druk, terwijl het afkoelt, geleidelijk te condenseren (veranderen in een vloeibare toestand). Aangezien gas, zoals bekend, meer energie heeft dan vloeistof, moet tijdens het vloeibaar maken een aanzienlijke hoeveelheid warmte worden afgevoerd, waarvoor de condensor wordt geleverd met een groot warmteafvoerend oppervlak en er een krachtige ventilator op wordt geplaatst om te blazen. In gewone koelkasten redden ze het alleen met een grote platte radiator gemaakt van buizen, omdat de afmetingen dit toelaten.

Freon wordt meestal zo geassembleerd dat het ingangspunt van de buis van de compressor naar de condensor zich bovenaan bevindt en de uitlaat onderaan. Zo stroomt de vloeistof door de zwaartekracht naar de bodem van de condensor, wat zorgt voor zo min mogelijk bellen van niet-gecondenseerd gas. Dan stijgt de buis, die aan de onderkant van de condensor naar buiten komt, opnieuw scherp omhoog (ik zal verduidelijken dat we het hebben over een freon die horizontaal is geïnstalleerd), om vervolgens het filter in te gaan. Dit is in de regel een metalen (meestal koperen) cilinder met een diameter van 15-50 mm en een lengte van 8-20 cm, met aan de binnenkant een rooster aan één kant, dat dient om klein vuil vast te houden dat is in het systeem gevallen of erin gevormd tijdens de montage en het tanken en anderzijds - het fijnste gaas.

De ruimte ertussen is gevuld met korrels van waterabsorberend materiaal (bijvoorbeeld silicagel of zeoliet). Daarom is het juister om dit apparaat niet zomaar een filter te noemen, maar een filterdroger. Vloeibare freon met kleine gasvormige onzuiverheden komt het bovenste deel van het filter binnen dat onder een hoek is geplaatst, zodat, opnieuw, door de zwaartekracht, onderaan een laag van uitsluitend vloeistof wordt gevormd. Van het filter komt het in een lange en dunne capillaire buis, waardoor het geleidelijk zijn loop vertraagt ​​​​(door wrijving tegen de wanden), naar de verdamper gaat.

Het is belangrijk om de lengte en diameter van de buis zo te kiezen dat de druk daalt tot een waarde die onvoldoende is om de freon in vloeibare toestand te "houden" na het naderen van de verdamper, en de dosering is niet minder en niet meer dan nodig. De verdamper zelf doet enigszins denken aan een waterblok - hij bevat ook elementen die bijdragen aan een betere warmteoverdracht. Alleen zijn er in de regel verschillende zogenaamde "vloeren" in verdampers voor freon, die het kokende koelmiddel achtereenvolgens wast om de warmte van hen (en dus van het te koelen object) zo goed mogelijk af te nemen voor verdamping.

Dan moet freon, al bijna volledig omgezet in gas, terug naar de compressor om de cyclus te herhalen. Een aanzuigbuis dient om het koudemiddel uit de verdamper terug te voeren. Het moet voldoende flexibel en lang zijn (zodat het gemakkelijk is om de verdamper te installeren), en mag in geen geval gas doorlaten - anders moet het systeem vaak worden bijgevuld, wat zowel onhandig als kostbaar is. Soms is de aanzuigbuis uitgerust met een zogenaamd kookpunt, dat tegenover het filter is georiënteerd: er wordt van onderaf gas met vloeibare resten in gevoerd en de compressor van boven "aanzuigt" uitsluitend verdampte freon. Vloeibaar koudemiddel kan de compressor beschadigen door de zogenaamde hydrostatische schok.

In het freon-schema kunnen dus twee lijnen worden onderscheiden - hoge en lage druk. De eerste begint bij de uitlaat van de compressor en eindigt op weg naar de verdamper, en de tweede bestaat uit een aanzuigbuis en een kookpunt. Dienovereenkomstig zijn de grensknooppunten de compressor en de capillaire buis.
Je vraagt ​​je misschien af ​​waarom ik dit stukje tekst "Fridge Inside Out" noemde. Ik antwoord: in die CO's die zijn gebaseerd op een faseovergang die ieder van ons in onze appartementen heeft, spelen de wanden van vriezers, die zich rond de te koelen objecten bevinden, de rol van een verdamper, terwijl freon daarentegen de computer koelt uitsluitend lokaal en in zekere zin “van binnenuit”.

We hebben dus in algemene termen het apparaat van een bepaalde gemiddelde freon bestudeerd. Door de overvloed aan verschillende soorten componenten kunt u echter een groot aantal wijzigingen aanbrengen die aanzienlijk van elkaar kunnen verschillen, zelfs in belangrijke parameters. Nu stel ik voor om de meest voorkomende soorten Freon-componenten te overwegen en te begrijpen welke voor- en nadelen elk van hen heeft.

Compressor
De moderne industrie produceert honderden verschillende modellen compressoren, die verschillen in het werkingsprincipe, het temperatuurbereik, de koelcapaciteit, het type aansturing en vele andere prestatiekenmerken. De meest voorkomende zijn zuiger-, schroef-, centrifugaal- en scrollcompressoren, waarvan de meeste hermetisch of semi-hermetisch kunnen zijn. In het dagelijks leven worden meestal hermetische zuigercompressoren gebruikt, ontworpen voor een enkelfasige spanning van 220 V. Andere soorten blowers worden ofwel alleen gebruikt voor industriële behoeften (en hebben een enorm stroomverbruik), of zijn ongeschikt voor gebruik thuis vanwege tot het hoge geluidsniveau.

De belangrijkste consumentenkenmerken van de compressor zijn het koelvermogen, het merk van de benodigde freon, het type olie dat wordt gebruikt, de wijze van bevestiging van de buizen en het eerder genoemde "volume". In veel gevallen zijn de afmetingen en het gewicht van het apparaat belangrijk - bijvoorbeeld wanneer de freon in een computerkast of in een ander beperkt volume moet worden geïnstalleerd.

Laten we dus punt voor punt gaan. Het koelvermogen van de compressor is, in tegenstelling tot het verbruikte vermogen, niet in één figuur beschreven, omdat dit afhangt van de temperatuur van het gekoelde object. Een compressor die bijvoorbeeld is ontworpen om 300 W warmte af te voeren bij -25 ° C bij +5 graden, heeft een koelcapaciteit van ongeveer 1100 W, bij -5 - 720 W, bij -15 - 470 W en bij -45 - slechts 190 Watt ... Er is hier geen tegenstrijdigheid met de natuurkunde, omdat we het niet hebben over het "omzetten" van sommige watt in andere, maar alleen om de belasting aan te geven van welk vermogen de compressor bij een bepaalde temperatuur kan "houden". Gewoonlijk wordt elke compressor geleverd met een plaatje waarop de koelcapaciteit bij 4-6 temperaturen en verschillende typen (indien van toepassing) van het gebruikte koelmiddel wordt aangegeven.
Hier komen we vlot bij de tweede vraag. Freonen van verschillende merken verschillen aanzienlijk in kookpunten, efficiëntie en natuurlijk kosten. Het meest voorkomende gas is R-22 met een kookpunt van -41° bij atmosferische druk.

In het tweede deel van het artikel zal ik het hebben over de criteria op basis van welke systeemcomponenten moeten worden geselecteerd, wat cascades en autostages zijn en waarom freonen met meerdere verdampers slecht zijn ...

Tegelijkertijd is het gebruikte merk freon altijd strikt gerelateerd aan het type olie dat in de compressor wordt gebruikt om wrijving te verminderen. Oliën zijn onderverdeeld in synthetisch en mineraal, en het is noodzakelijk om het gas te selecteren zodat het geen chemische reactie aangaat met het smeermiddel, anders zal de compressor falen. De meest inerte en dus universele is de synthetische olie. Ook moet de compatibiliteit worden uitgedrukt in het feit dat de olie in geen geval bevriest bij het kookpunt van freon. Immers, toen ik eerder de beweging van het koelmiddel door het systeem beschreef, heb ik het belangrijke feit weggelaten dat olie altijd met het gas door de freon stroomt. Compressoronderdelen "baden" er letterlijk in, anders zou het werk onmogelijk zijn. Welnu, als de olie bevriest, krijgen we simpelweg te maken met een verstopping van de buizen en als gevolg daarvan een daling van de efficiëntie van het systeem tot bijna nul tot het moment dat het smeermiddel smelt. En met speciale pech kun je scheuren krijgen.

Volgens de methode van verbinding met het systeem zijn compressoren verdeeld, ontworpen om te solderen of voor het gebruik van vakbonden (schroefdraadverbindingselementen). Dit laatste is misschien handiger bij de installatie, maar om fittingen te installeren, moet je pijpen goed kunnen verwijden (hun diameter vergroten vanwege de plasticiteit van koper) en over het nodige gereedschap beschikken, dus ze nemen vaak hun toevlucht tot eenvoudig solderen van pijpen.

Condensator
Soms wordt dit knooppunt niet helemaal correct een condensator genoemd (uiteraard om niet te worden verward met een elektronische component). Structureel is het eenvoudig, maar uiterlijk verschilt het over het algemeen niet veel van een waterzuchtige radiator (misschien in grootte) of een auto-oven. Het heeft echter één verschil dat voor het oog onzichtbaar is: een veel grotere weerstand tegen hoge drukken. Aangezien de output van de compressor 15, 20 en soms alle 30 atmosfeer kan zijn, kan een onvoldoende duurzame radiator die in freon wordt gebruikt, afgezaagd exploderen.

Filter
De noodzaak van dit knooppunt roept volgens mij geen twijfel op. In de freon is er, naast het koelmiddel, onvermijdelijk klein vuil (in de eerste plaats de schaal die is ontstaan ​​​​tijdens het solderen), daarom, zodat de smalle opening van de capillaire buis niet verstopt, is het noodzakelijk dat dit alles blijft op de filterroosters. Het is ook belangrijk om het filter correct te oriënteren: het heeft altijd een ingang en een uitgang. Het is noodzakelijk dat het freon-olie-water-moddermengsel achtereenvolgens door de grote roosters, ontvochtiger en fijnmazig gaat, maar niet omgekeerd, anders raakt het filter verstopt. Voor een goede ontvochtiging is het de moeite waard om een ​​filter te kiezen met een intern volume van minimaal 15 cm3, omdat water voor het systeem honderd keer gevaarlijker is dan olie, simpelweg omdat het al bevriest bij temperaturen rond de 0 ° C.

capillaire buis
Over het algemeen is een dergelijke naam voor dit systeemknooppunt onjuist. De fout komt uit hetzelfde plan als bij het aanroepen van het kopieerapparaat "kopieerapparaat". En het punt is dat het gebruik van een koperen buis met een kleine diameter slechts een van de methoden is voor de gedoseerde toevoer van vloeibaar freon naar de verdamper. Zoals ik hierboven kort vermeldde, vertraagt ​​de buis de vloeistofstroom vanwege de enorme hydraulische weerstand van de wanden (in het algemeen omgekeerd evenredig met het kwadraat van de binnendiameter en recht evenredig met de lengte). Het is noodzakelijk om de buis en de lengte van het vereiste gedeelte correct te selecteren - anders kunt u ofwel een gebrek aan vloeibare freon in de verdamper tegenkomen en, als gevolg daarvan, een laag rendement, of, omgekeerd, met zijn overmaat en het risico op in de compressor. En nogmaals, laag rendement vanwege het feit dat een aanzienlijk deel van de freon in de aanzuigbuis zal koken.

In plaats van een capillair kunt u een klep, smoorklep, expansieklep of een auto-injector gebruiken. De tweede meest populaire na de buis is de thermostatische expansieklep, waarvan de mate van opening afhangt van de temperatuur bij het object van interesse (in de regel de verdamper). Dankzij dit element is het mogelijk om een ​​relatief stabiele temperatuur op het knooppunt te handhaven. Toegegeven, er zijn ook belangrijke nadelen: TRV's van hoge kwaliteit zijn duur en beschikbare TRV's reageren vaak met een grote vertraging, waardoor het systeem opnieuw "schommelt" in plaats van het te stabiliseren. Gewone kleppen of smoorspoelen zijn slecht omdat ze freon kunnen vergiftigen. De buis is dus een eenvoudige, inflexibele, maar uiterst betrouwbare en beproefde oplossing.

Verdamper
De enige freon-eenheid die niet kan worden gekocht bij een reguliere winkel die koelapparatuur verkoopt. Je moet het zelf maken of het van andere liefhebbers kopen. Verdamperontwerpen zijn net zo verschillend als waterblokontwerpen, maar het labyrintontwerp met meerdere verdiepingen is het populairst. In de regel worden de afzonderlijke niveaus van de "toren" op de machine ingeschakeld, die vervolgens door solderen met elkaar worden verbonden. Elke laag heeft een opening voor een capillaire buis - deze moet freon afgeven op het laagste niveau, dat zich het dichtst bij het te koelen object bevindt. Het is noodzakelijk dat de kokende freon voldoende lang langs de verdamperkanalen beweegt om de warmte volledig van de processor- of videokaartkern te "wegnemen".

Zuigbuis
In de regel worden metalen gegolfde slangen voor het aansluiten van gasfornuizen als zodanig gebruikt - ze zijn flexibel en betrouwbaar genoeg zodat u de verdamper eenvoudig op een processor of video kunt installeren en het gas niet vergiftigt. Toegegeven, dergelijke producten weigeren botweg te werken aan draaien. Minder vaak, wanneer het niet nodig is om de verdamper regelmatig te demonteren, worden koperen leidingen gebruikt en in zeer zeldzame gevallen worden rubberen vulslangen gebruikt, die, hoewel handig voor flexibiliteit en installatiegemak, onvermijdelijk verlies van freon veroorzaken. Vaak zijn niet alleen koelmiddeldampen, maar ook een capillair dat naar de verdamper gaat, verborgen in de aanzuigbuis. Dit beschermt het tegen schade en koelt bovendien de freon die er doorheen stroomt, waardoor je 1-2 ° kunt winnen. De "penetratiepunten" van de kleine buis voor de grotere buis bevinden zich meestal waar de slang is aangesloten op de verdamper en op de inlaat van de compressor.

Kader
Dit freon-onderdeel is niet verplicht, maar als je niet te lui bent om het te maken, bespaar je veel tijd en zenuwen en zal het werken met het apparaat meer plezier opleveren. Vaak worden hiervoor oude "dikke" systeemblokken gebruikt, waarin u freon kunt installeren zonder te vloeken en met een minimum aan metaalbewerkingsgereedschap. Het gat voor de aanzuigbuis wordt meestal in het deksel of in de zijwand van de behuizing gesneden en de draden worden vanaf de achterkant naar binnen geleid.

Sommige ambachtslieden halen freonka naar een apart compartiment van een grote serverkast om te eindigen met iets dat erg lijkt op kant-en-klare fabrieksoplossingen. Ook wordt de montageplaat waarop het apparaat rust vaak verlengd tot het frame met behulp van eenvoudige constructies gemaakt van metalen profielen om het kostbare apparaat te beschermen tegen stoten en vervormingen en tegelijkertijd het draaggemak te vergroten. Bij het maken van een behuizing in de vorm van een blinde doos, zou het uiterst nuttig zijn om deze van binnenuit te beplakken met geluids- en trillingsisolerend materiaal om het geluidsniveau van Freon te verminderen. Het is alleen belangrijk om niet te vergeten dat de compressor goed wordt gekoeld.

Thermische isolatie
Om ervoor te zorgen dat de verdamper en de aanzuigbuis niet worden bedekt met een laag sneeuw en ijs, zijn ze "omhuld" met een speciaal materiaal dat de warmteoverdracht minimaliseert. Het is ook noodzakelijk om de ruimte rond het gekoelde object zorgvuldig te isoleren om, nogmaals, condensatie kwijt te raken en tegelijkertijd die elementen die helemaal geen lage temperaturen nodig hebben (bijvoorbeeld elektrolytische condensatoren) niet te overkoelen. Hierop ronden we misschien af. In het volgende deel van het artikel zal ik het hebben over de criteria op basis van welke systeemcomponenten moeten worden geselecteerd, wat cascades en autostages zijn, waarom freonen met veel verdampers slecht zijn en over andere zeer, zeer interessante dingen.

Hoe vaak hebben ze de wereld al verteld...
Waarschijnlijk is er geen overklokker ter wereld die niet op het idee zou komen om een ​​computer in een koelkast te monteren om zo nieuwe hoogten van overklokken te veroveren. Maar allemaal, die eerder besloten advies in te winnen bij meer ervaren kameraden, kregen hetzelfde antwoord: "Geef deze onderneming op." Dus laten we eens kijken waarom.
Laten we ons een gewone vriezer van een gemiddelde koelkast voorstellen: de temperatuur is ongeveer -10 °, er is genoeg ruimte voor bijna elke computer zonder behuizing - het lijkt een idylle. Maar, zoals ze zeggen, "het was glad op papier, maar ze vergaten de ravijnen." De eerste vraag is de plaatsing van de kabels. Door de licht geopende deur? Al na een paar uur zal een enorme "bontjas" het grootste deel van de binnenruimte absorberen en zal de temperatuur stijgen.

De zijwanden boren? Toch zal er onnodig vochtige lucht stromen en zelfs freonbuizen kunnen worden beschadigd. En tot slot, het grootste probleem is condensatie. Om de een of andere reden vergeet iedereen dat voedsel in de koelkast zo heerlijk bevriest, alleen omdat ze zelf geen warmte afgeven. Alle koelcapaciteit van de compressor wordt gebruikt voor eenmalige koeling van de "nishtyaks" en het daaropvolgende onderhoud van de temperatuur. En een moderne computer verwarmt de vriezer eenvoudig tot een positieve temperatuur, alles zal "stromen", en als gevolg daarvan krijgen we kortsluiting en de dood van ijzer. Tegelijkertijd - en een goede les voor iemand die "op jacht was naar goedkoopheid"

Trouwens, hier is wat ik vond op bash.org.ru:

"Xxx: ik kende een kerel, in '98 kocht hij een stronk van 350 MHz, goot glycerine in de badkuip, demonteerde de koelkast, haalde de spoelen eruit, stopte hem in het bad, koelde de glycerine af tot bijna nul, zette een computer in het en overklokte het naar 1,3 GHz.
yyy: Waar heeft hij zich dan gewassen?
xxx: na alles wat ik heb geschreven, denk je nog steeds dat hij gewassen heeft?! "

Helaas, hoewel dit citaat nogal grappig is, is het allemaal "leugens, bedrog en oplichting". Een bad, dat wil zeggen ongeveer 200 liter, glycerine is niet zo gemakkelijk te krijgen, maar het heeft zelf een nogal middelmatige thermische geleidbaarheid en bevriest zelfs al bij + 18 °. Er zijn geen spiralen in de koelkast die kunnen worden uitgetrokken en gebruikt voor koeling. En tot slot heeft geen enkele Pentium II, zelfs onder vloeibare stikstof, ooit boven 675 MHz kunnen overklokken.

Het lijkt erop dat Rusland niet alleen het 'thuisland van olifanten' en geweldige combiners wordt, maar ook de geboorteplaats van ingenieuze technische oplossingen voor moderne krachtige computersystemen.

Aan het begin van de twintigste eeuw brachten stoomlocomotieven passagiers in tien uur van Moskou naar St. Petersburg. Bovendien bedroeg hun efficiëntie niet meer dan zeven procent. Dat wil zeggen, slechts een veertiende van de energie van hout en steenkool werd gebruikt, en de overige dertien verwarmden de atmosfeer. De ontwerpers van die jaren kwamen met de meest verfijnde manieren om warm te blijven. Processoren in moderne serverracks verwarmen ook de atmosfeer, maar in dit geval streven de ontwerpers een diametraal tegenovergestelde doelstelling na: zoveel mogelijk overtollige warmte van de chip verwijderen.

Moderne krachtige processors worden niet slechter warm dan gloeilampen; "top"-modellen produceren tot 130 watt warmte, en soms zelfs meer. Stel je nu voor dat één server met een dikte van één eenheid (1,75 inch, ongeveer 4,4 cm) twee van dergelijke processors kan bevatten, en maximaal tweeënveertig eenheden in een rack. De hoeveelheid calorieën die door een stal wordt uitgestoten, zal worden benijd door een ander heteluchtpistool dat productiefaciliteiten verwarmt.

Maar dit zijn niet alle moeilijkheden die high-performance systeemontwerpingenieurs in de weg staan. Het tweede probleem is de kleine omvang van de processors. Om warmte van een klein deel van de radiator te verwijderen, is het noodzakelijk om er een zeer grote hoeveelheid lucht omheen te blazen, wat betekent dat de ventilatoren hoge prestaties moeten leveren en daardoor luidruchtig moeten zijn.

Het bedrijf Cray - wereldberoemd om zijn supercomputers, is een andere weg ingeslagen. Zo gebruikte de ETA-10 een koelsysteem met vloeibare stikstof voor de processors, waardoor de prestaties verdubbelden. Je kunt de effectiviteit van een dergelijk systeem niet betwisten, maar de prijs ervan zet zelfs de militaire afdelingen aan het denken. Dus de toepassing van deze technologie is nog steeds het lot van ultracompacte en superproductieve systemen die enkele honderdduizenden en zelfs miljoenen dollars kosten.

Een andere manier is om gesloten, geklimatiseerde kasten te gebruiken, waar al sterk gekoelde lucht wordt toegevoerd. Maar ook hier zijn er moeilijkheden. Ten eerste zijn de kosten van dergelijke kasten en de kosten van hun werking, hoewel vele malen lager dan die van een stikstofsysteem, niettemin zeer hoog. Ondanks de ogenschijnlijke eenvoud is het noodzakelijk om oplossingen te zoeken voor veel technologische problemen, zoals uniforme verdeling van koude lucht in het rek, intensieve afvoer van warme lucht, dichtheid. Het wordt erg belangrijk om servers correct te verdelen (niet altijd samen te vallen met de gewenste) in het rack en andere subtiliteiten. En de efficiëntie van een dergelijk koelsysteem is ook niet in orde: er wordt een drievoudige overdracht van thermische energie verkregen - eerst wordt freon gekoeld, die vervolgens de lucht afkoelt, en de lucht koelt op zijn beurt de processors.

De specialisten van het Russische bedrijf Kraftway, die het probleem hadden bestudeerd, dachten: waarom hebben we überhaupt lucht nodig in dit systeem van "warme relaties"? En we besloten de processors meteen te koelen met de freon van de airconditioner.

Echter niet allemaal zo eenvoudig. Bedenk eens hoe eenvoudig het is om een ​​systeem vol freonbuizen te configureren?! Daarom is ervoor gekozen om de processors zelf, die zich op verschillende manieren op verschillende servers bevinden, niet zelf te koelen, maar eerst de warmte uit de hot cores te verwijderen met ongelooflijke rekenkracht met heatpipes. Dat wil zeggen, het ene uiteinde ervan bevindt zich op de processor zelf, waardoor warmte wordt afgevoerd, en het andere wordt uitgevoerd naar de achterwand van de server. Dit vereenvoudigt niet alleen het ontwerp van de koeler, maar ook het proces van het vervangen van servers: schroef gewoon de heatpipe los en verwijder de behuizing uit het rack zonder het hele koelsysteem te stoppen of te demonteren.

Ook het heatpipe-apparaat verdient een vermelding. Zoals u weet, gebruiken ze verschillende koelvloeistoffen (water, ether, freon). De meeste van hen hebben echter niet voldoende prestaties. Zelfs water kan, ondanks zijn indrukwekkende thermische capaciteit, de warmteafvoersnelheid van moderne processors niet aan. [Het grootste probleem is de circulatiesnelheid. Er zijn echter voorbeelden van succesvol gebruik van water. Icebear System bouwde een waterkoelsysteem voor de racks. Toegegeven, ik ben geen rapporten tegengekomen van de echte toepassingen ervan. Bovendien was het prototype van dit systeem alleen bedoeld voor machines op basis van Opteron-processors]. Er is nog een punt: stel je voor dat de buis plotseling begint te lekken ... dit zal de elektrische circuits van het moederbord natuurlijk niet behagen.

Het gebruik van freon stelt u in staat om de vereiste prestaties en veiligheid te bereiken. Bij lekkage verdampt het onmiddellijk en de warmtecapaciteit van de verdamping is vergelijkbaar met die van water. De buis is als volgt gerangschikt. Vloeibare freon wordt door een capillaire spons naar de processor geleid, waar het verdampt naar de "ijzers" (Fig. 2) die zijn bevestigd aan een constant gekoelde metalen kolom (deze wordt hieronder beschreven), waarin het afkoelt en condenseert , stroomt horizontaal naar beneden in het deel van de buis waar het door het capillaire effect terugvalt naar de processorkern. Verder - in een cirkel. De betrouwbaarheid van een dergelijk gesloten en afgedicht systeem is zeer hoog.

Door de warmte van de processor naar buiten te brengen, hebben we echter maar de helft van het probleem opgelost. Het moet immers nog steeds op de een of andere manier 'de straat op' worden doorgegeven. Hier verschijnt de eerder genoemde kolom op het podium, waaraan de hete "ijzers" van de heatpipes zijn bevestigd. Ondanks zijn gewone uiterlijk is het helemaal geen kopie van de vriezer van een huishoudelijke koelkast.

In deze rechthoekige warmtekolom bevindt zich een koperen buis met een massa van de kleinste gaten [Volgens de ontwikkelaars moesten ze laserboren gebruiken, omdat de diameter van de gaten enkele tientallen microns niet overschrijdt], waarin een speciale pomp toevoert koelmiddel [Er wordt opnieuw freon gebruikt, maar natuurliefhebbers hoeven zich geen zorgen te maken - er wordt een merk freon (HFC R142b) gebruikt dat veilig is voor de ozonlaag]. Freon stroomt door de buis en wordt door de gaten op het binnenoppervlak van de kolom gesproeid. Het verdampt erop, neemt warmte van de "ijzers" en gaat door de buis naar de hoofdcompressor samen met een radiator voor het koelen van het koelmiddel). Een extra pomp (Fig. 1) was nodig om de belasting te regelen: het serverrek kan slechts gedeeltelijk worden gevuld en het koelen van de hele kolom is energieverspilling. Aan de andere kant werkt de hoofdcompressor van de airconditioner met constante snelheden, en het is onaanvaardbaar om ze te verminderen, omdat deze gewoon kan doorbranden (u kunt zich de frequente gevallen van burn-out van koelkastcompressoren in landelijke gebieden herinneren als gevolg van lage spanning ). Daarom bleek het rationeler (hoewel het het ontwerp een beetje ingewikkelder maakte) om een ​​extra pomp direct in het rek te plaatsen en de snelheid ervan al te regelen. Zo blijven ingenieurs worstelen om de algehele systeemefficiëntie te verbeteren.

Het blijkt dus een dubbel, geen drievoudig koelsysteem te zijn. Ten eerste wordt freon direct verwarmd, waarbij de luchttrap wordt omzeild (verwarming van het buislichaam kan worden verwaarloosd), en het geeft al warmte af aan de omringende lucht, en ver buiten het serverrek.

Als we luchtgekoelde processors hebben afgeschaft, is er geen behoefte aan een groot aantal ventilatoren in elke server. Volgens de ontwikkelaar is slechts één ventilator per behuizing voldoende om alle resterende circuits te koelen, inclusief de harde schijf en voeding. Dit vermindert het geluid drastisch, waardoor het mogelijk is om dergelijke rekken in werkruimten te plaatsen, zonder ze naar speciale ruimtes te brengen.

Vertegenwoordigers van het bedrijf Kraftway waren zeer terughoudend om de vraag over de mogelijke kosten van een dergelijk systeem te beantwoorden. Verwijzend naar het feit dat er tot nu toe alleen een prototype is en veel oplossingen nog niet het stadium van massaproductie hebben bereikt, is het te moeilijk om over specifieke berekeningen te praten. Ik ben er echter in een privégesprek achter gekomen dat de geschatte kosten per processor niet hoger mogen zijn dan vijftig dollar (vergeet niet dat we het hebben over multiprocessorsystemen met ongeveer honderd chips). Dit, ziet u, ligt al dicht bij de prijs van conventionele koperen radiatoren en natuurlijk veel minder dan de kosten van systemen met vloeibare stikstof.

Het lijkt erop dat Rusland niet alleen het 'thuisland van olifanten' en geweldige combiners wordt, maar ook de geboorteplaats van ingenieuze technische oplossingen voor moderne krachtige computersystemen. Misschien is de dag niet ver meer dat de eerste regels van de beroemde Top 500 zullen worden ingenomen door door ons gebouwde computers.

Uit het tijdschrift "Computerra"