Možnosti chlazení komponent

Pasivní chlazení

Chladič tzv. radiátor vyrobený z mědi a hliníku. Je zde využíváno konvekčního proudění zahřátého vzduchu ze součástky. Chladič je vyroben tak, aby měděná část - jádro slouží jako odváděcí a je navázáno na žebrování vyrobené z hliníku.

• vyšší lesk jádra zaručuje vyšší odvod tepla

• pro vyplnění nerovností je použita chladicí pasta

• větší mezery v žebrování pro snadnou cirkulaci vzduchu

• vyšší plocha chladiče má za následek vyšší absorpci tepla

Chladicí pasty slouží jako vyplnění meziprostoru za účelem zvýšení přenosu tepla. Dělíme je na silikonové, keramické, stříbrné a měděné. Nejúčinnější je stříbrná. Při výběru chladicí pasty dbáme na co nejmenší elektrickou vodivost.

Ukázka pasivního chlazení chipsetu základní desky.

Proudící vzduch - aktivní chlazení

• základem aktivního chlazení je proudící vzduch - ventilátor

• vhodný velký průměr

• zakřivení lopatek

• pomalé otáčky
  

Veškeré výše uvedené vlastnosti mají vliv na správnou funkci ventilátoru, jeho spotřebu a hlavně co bude uživatele zajímat je nízká hlučnost a dodatečný průtok vzduchu.

Ventilátory je možné zakoupit v mnoha barevných variantách spolu s LED diodami.

Máme 3 typy ventilátorů:

Ventilátor s kluzným ložiskem - nejvíce používaný, nízká cena, po čase poměrně hlučný

Ventilátor s kuličkovým ložiskem - 2 samostatná uzavřená ložiska, větší výdrž, hlučnější - vhodné do serverů

Magnetický ventilátor - podobné jako kluzné ložisko, nedochází však k přímému kontaktu, ventilátor se vznáší na magnetickém poli - technologie na svém počátku

Hlučnost ventilátorů - doporučená hlučnost ventilátorů je do 25dB. Hlučnější ventilátory s hlučností vyšší než 25dB znepříjemňují práci na počítači.

Regulace otáček - nedílnou součástí při výběru ventilátoru je také PWM - pulzně šířková modulace, určuje maximální otáčky ventilátoru. Standardní otáčky jsou do 2 500 otáček za minutu pro kancelářský a domácí počítač. Vyšší 4 000 až 10 000 jsou vhodné pro servery.

Při jeho montáži je důležité dbát na jeho správnou montáž - směr nasávání a výfuk vzduchu správným směrem.

Heatpipe

Upgrade pasivního chladiče. S narůstajícím teplem vydávajících komponenty, bylo zapotřebí teploty držet stále nízko. Samotný pasivní chladič už to bohužel nedokáže, nastoupilo tedy jeho vylepšení, a to pomocí technologie heatpipe.

Heatpipe je hermeticky uzavřená trubička s pórovitou síťovinou, nebo houbovitou strukturou na vnitřních stěnách. V trubičce se nachází deionizovaná voda nebo alkohol společně s vakuem. Heatpipe slouží jako přepravník tepla.

Ukázka chladící části z notebooku (technologií heatpipe).

Princip:

Ohřívání jednoho konce má za následek vypařování, kde se kapalina mění v plyn a postupuje trubičkou nahoru, kde se na stěnách opět vysráží a steče dolů do teplejší části. Tímto způsobem je odváděno teplo z pasivního chladiče rychleji.

Průřez heatpipe trubičkou, kde je vidět struktura na okraji, přes kterou se tekutina vrací zpět dolů [14].

[14] EPBERNARD. Wikipedie [online]. 24.1.2013 [cit. 1.4.2017]. Dostupný na WWW: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/ca/Laptop_CPU_Heat_Pipe_Cross_Section.jpg/891px-Laptop_CPU_Heat_Pipe_Cross_Section.jpg

Licence - CC0

Kombinované chlazení

• složení aktivního, pasivního chladiče a heatpipe technologie

• ventilátor umožňuje proudění vzduchu, rychlejšímu ochlazování pasivního chladiče

• časté uchycení plíšek na procesoru, grafické kartě

Kombinovaný chladič - pasivní část, heatpipe umístěný na procesoru a ventilátor.

Kombinovaný chladič je nejčastěji využívaným chladičem v počítači. Je zapotřebí dbát pozornosti při jeho používání a pravidelně počítač čistit. Ventilátor sice ochlazuje pasivní chladič, ale zároveň ho zanáší prachem dostávajícím se do počítače. I přes ochlazování pasivního chladiče ventilátorem může při jeho zaplnění prachem dojít k přehřátí a poškození ochlazované komponenty.

Alternativní způsoby chlazení

Chlazení olejem

• většinou testovací nebo amatérské řešení, problém při opětovném rozebírání

• výhoda oleje - vyšší bod varu, komponenty dokáže držet v teplotách do 30°C

• doporučení je chladit komponenty minerální, případně transformátorovým olejem

Počítač chlazení transformátorovým olejem.

Kompresor

• vhodné pro příznivce taktování

• vysoká pořizovací cena, vysoká hlučnost kompresoru

• ochlazení komponent až na -40°C
  

Peltierův článek

• díky dvěma materiálům (vizmut a tellurid) napomáhá k rychlejšímu odvodu tepla z komponenty za přísunu elektrického proudu

• nevýhoda srážející se voda v okolí článku - kondenzát

• je zapotřebí elektrický proud pro funkčnost článku

Ukázka chladiče pomocí Peltierova článku.

Vodní chlazení

Princip vodního chlazení je obdobný jako domácí topení, pouze s opačným efektem. V sestavě je několik vodních bloků - procesor, grafická karta apod., které jsou spojeny silikonovými hadice. Hadice jsou napojeny na čerpadlo a to na radiátor a v neposlední řadě zásobník kapaliny. Kapaliny může být ať už nejlépe destilovaná voda, nebo jiná ochlazující kapalina.

Komponenty vodního chlazení:

• vodní čerpadlo - ponorné v nádobě s kapalinou, nebo mimo nádobu

• expanzní nádoba - nádoba pro kapalinu, slouží k průběžnému doplňování

• vodní bloky - samotné chladicí bloky složené z měděné desky s plastovým vyfrézovaným krytem pro kanálky

• radiátor - pro ochlazování kapaliny

• hadice - materiál nejlépe silikon

• spojovací materiál - fitinky, spojky - slouží ke spojení hadice a vodního bloku
  

Stavba vodního chlazení, pro barevný efekt byla použita červená tekutina.

Při stavbě vodního chlazení musíme dbát velké pozornosti při jejím napouštění a zatěsnění. Při jejím prvním spuštění by měl být počítač mimo elektrické zapojení a čerpadlo by mělo být puštěno samostatně alespoň na 24 hodin pro kontrolu unikající kapaliny.