Ця робота була надіслана на наш "Безстроковий" конкурс статей і автор отримав приз - блокнот в футлярі і ручку від Gigabyte.

Мова піде про охолодження сучасних потужних комп'ютерів, що знаходяться в масовому користуванні і стаття призначена в першу чергу для цінителів тиші і надійності використання традиційного, але далеко не вичерпав себе повітряного охолодження. Чому ж стільки запитань викликає цей, здавалося б, простий вигляд?

Встановлений на процесор, ще в комп'ютерній фірмі, якийсь кулер, часто дуже галасливий, працює в режимі рециркуляції, тобто ганяє їм же нагріте повітря всередині корпусу. Інші тепловиділяючі компоненти системного блоку також вносять свою лепту в його загальний нагрів. Єдиного вентилятора в блоці живлення, покликаного крім охолодження його самого, ще й поєднувати функції витяжного, для забезпечення повітрообміну явно недостатньо. При цьому сам блок живлення охолоджується часом дуже теплим повітрям. Чи не вирішує проблему в корені і установка додаткового вентилятора, - все одно тепле повітря, викинутий кольором, встигає погуляти всередині системного блоку.

Було поставлено завдання: отримати просте, тихе повітряне охолодження, без великих матеріальних витрат, придатне для охолодження процесорів з виділенням тепла 70 ват і більше.

"Простота - мати надійності", - говорили стародавні майстри. Що може бути простіше і надійніше хорошого воздуховода?

Ідея відома і в різних статтях неодноразово висвітлювалася. Нижче пропонується один з варіантів її реалізації, практично використовується і порівняно простий для повторення.

Основою є гнучкий тунель, що з'єднує вентилятор процесора з вентилятором, встановленим на задній стінці корпусу. Обидва є витяжними, тобто женуть нагріте повітря від радіатора назовні. Управління швидкістю обертання обох вентиляторів синхронне (автоматичне та ручне) в залежності від температури основи радіатора, а отже процесора. В даному варіанті вентилятори мають однаковий типорозмір 80 * 80.

Чому саме два вентилятора?

Потік повітря, що забирається через відповідні отвори в корпусі, обдуває численні елементи, простягається через зазори між пластин радіатора і проганяється по тунелю назовні, долаючи певний опір. При таких обставинах, дві послідовні ступені імпресією створюють набагато більше розрідження (або тиск при реверсі), ніж одна. Звідси і більше ефективність. У пункті "ВИПРОБУВАННЯ" ми до цього ще повернемося.

ТУНЕЛЬ.

Для максимального зниження опору потоку повітря, тунель має форму без різких кутів, а також круглий поперечний переріз. Дротяний каркас у вигляді циліндричної пружини обтягнутий еластичною, повітронепроникної тканиною.

Подібні пристрої в продажу зустрічаються не часто, а головне, далеко не завжди придатні для установки в якийсь конкретний корпус. До того ж треба мати на увазі, що корпусних вентилятор може в розмірах перевищувати кулерной, - в цьому випадку тунель буде не постійного перетину.

Виготовлення нескладне:

З мідної або сталевої відпаленого дроту діаметром 1.8 - 2.0 мм. навивается пружина на схожий циліндричний предмет (приклад: скляна пляшка), - 12 витків цілком достатньо. Якщо вентилятори застосовуються різного розміру, то навивку можна зробити звужується (або розширюється). Для кріплення до вентиляторів, вирізаються з будь-якої жерсті і за допомогою паяльника, виготовляються кільцеві фланці висотою 8 мм. і чотирма вушками під гвинти. До них же припаивается дротяний каркас. Фланці фарбуються в бажаний колір.

Як еластичною тканини використовується відрізок капронової панчохи. Для його кріплення до каркасу і забезпечення повітронепроникності використовується гумовий клей - необхідно 100 мл.

Розподіл витків і початкову клеєння тканини слід робити за місцем, встановивши конструкцію на вентилятори. Для просочення тканини наноситися кілька шарів клею, з проміжною сушкою 10 - 15 хвилин. Щоб в подальшому конструкція не злипалися, після остаточної сушки на внутрішню і зовнішню поверхні наноситися тонкий шар тальку або пудри. Повітря, проганяє всередині, має невисоку температуру. Проте, для підвищення теплоізолюючих та звуко властивостей, а також надання естетичного вигляду, зверху на тунель надаватися другий шар аналогічної тканини будь-якого забарвлення, але без просочення. Її краї акуратно приклеюються і обмотуються кольоровий ізоляційною стрічкою. Можливе забарвлення тунелю аерозоль в цілому.

У спрощеному варіанті фланці можна не робити. Під час експериментів на кінцях дротяного каркаса просто формувалися і злегка приплющує колечка під гвинти. Система все одно працювала.

Моддерам можна порекомендувати ще один дуже ефективний варіант воздуховода.

У бічній стінці корпусу (або вікні) вирізається отвір і встановлюється вентилятор, при чому точно по осі процесорного кулера. Ці два вентилятора з'єднуються між собою (напрямок потоку в обох в одну сторону!) Відрізком пластикової пляшки, потрібної довжини. (Для вентиляторів 80 * 80 точно підходить 2-х літрова пляшка з-під газованої води діаметром 102 мм.) Виходить прямий і ідеально рівний тунель! Якщо вентилятори різні, існує безліч різновидів пластикових пляшок змінного перерізу. Зробити підбір залежно від периметрів і довжини окружності, не складає труднощів. Слід дотримуватися обережності, щоб не пошкодити кріплення на системній платі і саму плату. Потрібно спочатку надати воздуховоду чотирьох вугільну форму по корпусу вентилятора, а для полегшення стиковки при установці, можна зробити по чотири невеликі надрізи в кутах з подальшою отгібкой крайок.

До всього слід додати, що застосування дуже великої додаткового вентилятора позбавлене всякого сенсу. Хоча працювати система буде успішно, звужується тунель обмежить його потік в межах свого мінімального перетину.

Знаючи це, стає зрозуміло, чому неможливо продути все повітря наприклад 120 мм. вентилятора через отвір з п'ятак! ..

КУЛЕР.

Оскільки хороший кулер запорука ефективного охолодження в будь-якому випадку, бажано мати хоча б загальне уявлення про те, як його вибирати.

В інтернеті безліч оглядів з похвала різних кольорів. Виникає питання - чому ж тоді так багато моделей ?! Дещо хотілося б в зв'язку з цим відзначити.

Безумовно, оснащення фірмами-виробниками, кольорів вентиляторами з регулюванням швидкості обертання, рішення гарне. Але, що за пуття, якщо сенсор встановлений всередині вентилятора і вимірює потік, що набігає повітря в бік радіатора? Зв'язок з температурою процесора через повітря всередині системного блоку таким чином вельми відносна і хитка.

Або виносні температурні сенсори, що входять в комплект багатьох кольорів, виробники пропонують поміщати між ребер радіатора і вимірювати повітря в ньому. Це теж дуже хитка зв'язок, так як радіатор має одну температуру, а потік, що набігає повітря зовсім іншу. Що ж він регулює, якщо додаткова корекція не передбачена, а для виходу вентилятора на максимальні оберти, температура сенсора, а отже і повітря, повинна дорівнювати 55 С. Це яку ж тоді температуру повинен мати сам процесор ?!

Інше питання: виробники покривають ребра золотом, нітридом титану, наводять блиск по міді ... Тим часом ще один закон фізики каже: багато видів випромінювань, в тому числі інфрачервоний, найефективніше поглинають і віддають тіла глибокого чорного кольору. Саме тому у військовій апаратурі не помітити інших радіаторів, крім як чорних. Звичайно цей ефект не дуже великий, і зменшується при інтенсивному охолодженні, але навіщо втрачати і цих відсотків за красу сумнівні?

У даній системі охолодження використаний Thermaltake VOLCANO 9 Cooler, однак, в нього внесено радий змін.

Мідна вставка мала спочатку задовільну якість обробки, проте, проведена її доведення. За допомогою дрібної наждачного паперу 00 і пастою ГОІ, вміщеній на рівній поверхні, (склі) круговими рухами самого радіатора, проводилася його шліфування (і полірування насадкою на Ел.дрелі) до отримання плоскою, дзеркальної поверхні.

У підставі алюмінієвого радіатора, трохи в стороні від осі центру запресованої мідної вставки, просвердлений глухе отвір глибиною приблизно 25 мм і діаметром 3,5 мм. У нього поміщається датчик температури - термістор, що входить в комплект поставки кулера (або купується окремо). Для кращого теплового контакту в отвір можна помітити невелику кількість термопасти. Провід від датчика закріплений скобою.

У спрощеному варіанті, датчик до основи, можна просто приклеїти клеєм «Момент». Щоб його не обдував потік повітря, бажано зверху закрити ще чим-небудь, - шматочком поролону, наприклад. Алюмінієва частина радіатора, анодирувана в бархатисто-чорний колір. Використовувати чорну фарбу або лак не можна, - навіть їх тонкий шар починає працювати як утеплювач. Кріплення та нікельований кожух для правильного формування повітряного потоку залишилися на місці. Захисна решітка видалена за непотрібністю. Лопаті вентилятора і без неї добре захищені всередині тунелю.

"Рідний" вентилятор "Tt" замінений, так як є досить швидкісним і гучним. Крім того, навіть на знижених оборотах чути сторонній призвук. Як з'ясувалося його джерело - електронний генератор обертання, потужні імпульси якого сприймаються як серія частих ударів або стрекотіння. Усередині системного блоку це явище значно посилюється в результаті резонансів. Замість нього встановлений корпусний вентилятор D80SH-12.

Про вентилятора.

Вентилятори в сучасних комп'ютерах уже стали обов'язковою складовою. Так як їх шумова складова теж не забарилася з'явитися, варто з цим розібратися трохи докладніше. По-перше - абсолютно не означає, що рівень шуму вентилятора, заявлений виробником в характеристиках, таким і буде після його установки. Коли він висить в повітрі в випробувальної камері, це одне, а встановлений в конструкцію - зовсім інше.

По-друге, - складова цього шуму не завжди одна. Тут знову необхідні подробиці.

1) Аеродинамічний шум, що виникає безпосередньо від швидко обертаються лопатей. Його величина в свою чергу залежить від:

а) швидкості обертання крильчатки (про форму не говоримо).

Часто, щоб забезпечити необхідний потік повітря, в основному це вентилятори не великого розміру, мають високе число обертів і значний шум. Однак, по можливості, заміна вентилятора на більший, дозволить забезпечити необхідний витрата повітря на відносно низьких оборотах крильчатки.

б) конструктивній особливості місця установки вентилятора.

Досить часте явище, - вентилятор, встановлений впритул до пластмасової решітці або просічками в корпусі, або кронштейн має укосіни поперек руху потоку повітря. Лопаті крильчатки, що проносяться повз них, створюють ефект на кшталт сирени. Крім того, якщо площа просечек мало, створюється аеродинамічний опір і як наслідок, зниження величини охолоджуючого потоку.

Видалення перфорації (на задній стінці системного блоку) і установка обтічної захисної решітки, наприклад "Гриль", поліпшить цей показник.

2) Механічний шум

а) Погана балансування крильчатки викликає дрібну вібрацію вентилятора і при установці на радіатор передає її материнської плати або навіть всьому корпусу комп'ютера. Крім усього іншого це негативно позначається на надійності роботи всієї системи. На слух це сприймається як деренчання і гул, частота і амплітуда якого прямо залежать від швидкості обертання. При чому зі збільшенням оборотів росте і те й інше (частота до 116 Гц) і чутливість сприйняття на слух. Навпаки, - при мінімальній швидкості вентилятора отримуємо частоту 33 Гц. і менш, - (при 2000 об.мин.) яка в зв'язку з особливостями людського слуху, сприймається слабо, а при низькій амплітуді, не чути зовсім.

Крім того, балансування можна спробувати зробити самостійно. Для цього на одну з лопатей, тимчасово, закріплюється невеликий грузик (шматочок пластиліну, розміром з сірникову головку, ізоляційна стрічка і т.д.) і вентилятор, утримуваний в руці, включається від зовнішнього живлення. Якщо при цьому вібрація не змінилася або збільшилася, грузик слід перемістити на іншу лопать. Таким чином, підбираючи місце і можливо вага, домагаються кращого результату. Після цього грузик замінюють чимось постійним, шматочок фольги на клей "Момент" - наприклад. Добре використовувати також ЕДП смолу, - дві розпливчасті краплі з тильного боку абсолютно не помітні.

б) Шум підшипників.

Вентилятори можуть оснащуватися підшипниками кочення (кулькові підшипники), підшипниками ковзання (втулки з латуні або бронзи) або комбінованими, коли вал крильчатки з одного боку проходить через втулку, а з іншого на нього встановлений шарикопідшипник.

Вентилятори на шарикопідшипниках служать довше, але спочатку можуть іноді злегка шуміти. Підшипники ковзання самі тихі, але з меншим терміном служби. Хороша мастило, ЦИАТИМ робить позитивний вплив, на всі їхні показники. Комбіновані підшипники повністю мають проміжні характеристики двох попередніх.

Можна в черговий раз зауважити, - зниження швидкості обертання помітно збільшує термін служби будь-яких вентиляторів, не залежно від їх конструкції.

У даній системі охолодження використовуються недорогі корпусні вентилятори DC FAN D80SH-12, розміри 80 * 80 * 25 мм., Максимальна швидкість обертання - 3000 об / хв. Вибір не випадковий, так як більшість корпусів мають саме такі посадочні місця. Крім того, багато кулери мають вентилятори цього розміру або такі можна встановити. Ті користувачі, яких шум не надто турбує або є необхідність мати додатковий резерв потужності охолодження, можуть використовувати більш швидкісні вентилятори.

Електронний регулятор можна використовувати будь-який схеми, наприклад - Smart Fan своїми руками.

Якщо необхідності в отриманні крутий характеристики швидкості обертання від температури процесора немає, то можна скористатися, наприклад, такий:

РЕГУЛЯТОР - реобаса.

Представлена ​​гранично проста принципова схема автоматичної, плавного регулювання швидкістю обертання вентиляторів в залежності від температури радіатора.

Незважаючи на відносну простоту, схема задовольняє певним вимогам і надійна в роботі.

• Термістор на 8 - 12 кОм можна придбати окремо в радіомагазині (в разі якщо використовується не Volcano 9).
• Транзистори КТ 315, КТ 815 - з будь-яким буквеним індексом.
• R1 - змінний резистор, дротяний 2-3 Вт.
• R2 - підлаштування резистор 4,7 - 10 кОм.
• V1 - світлодіод будь-якого типу.

Для зручності підключення є відповідні роз'єми: стандартні - для блоку живлення комп'ютера і саморобні (від старого телевізора) - для вентиляторів. До транзистору КТ 815 прикручується радіатор чисто символічного розміру з будь-якої металевої пластинки або шайби.

Налаштування.

R1, R2 встановлюються в середнє положення. Після включення, поворотом резистора ручного регулювання R2 перевіряють зміна швидкості обертання вентиляторів - від мінімальної до максимальної. Після перевірки R2 повертається в середнє положення.

Процесор ставиться під навантаження і відстежується його температура по моніторингу. За допомогою резистора R1 встановлюється прийнятна максимальна температура процесора при мінімальному шумі охолодження.

Регулятор монтується на вільної заглушці п'ятидюймового відсіку.

R1 в положенні максимального опору, управління практично від автомата. У проміжних точках варіанти комбіновані.

Модуль, виділений пунктиром, може використовуватися в якості активного резистора. До нього не потрібно окремо підводити харчування, він просто включається в розрив червоного проводу від вентилятора. Слід враховувати, що пристрій зараховано на використання двох однакових вентиляторів.

ПОРІВНЯЛЬНІ ВИПРОБУВАННЯ.

Дані отримані на наступному комп'ютері:

• Корпус DLC M-8212, БП 300Вт.
• Процесор Athlon XP 1700+ "Palomino" з виділенням тепла 64 Вт.
• Материнська плата GA-7VTX-P.
• HDD Seagate 'Barracuda' 40 Gb. - 2 шт.

Температура навколишнього середовища під час випробувань - 24,5 градуса. Ртутний лабораторний термометр знаходився поруч з системним блоком. Температура процесора відстежувалася двома методами: Перший - звичайний моніторинг з БІОС. Однак для повної достовірності отриманих даних, було вирішено застосувати і зовнішній вимір. Точкова термопара ХК (L) Гост 3044-74 встановлювалася в той же отвір в підошві радіатора, де встановлений датчик регулювання швидкості вентиляторів. Щільне, до упору притиснуте положення спаяний в отворі і невелика кількість термопасти гарантували визначеність даних. Вимірювання знімалися за допомогою зразкового вольтметра В7-38.

Для порівняння ефективності роботи тунелю, використовувався той же кулер VOLCANO 9, що працює в штатному режимі, (без тунелю) і зі звичайним напрямком потоку - в сторону радіатора. Теплопроводящая паста використовувалася типу КПТ-8 "Хімтек".

Для отримання даних залежності температури від обертів вентиляторів (і шуму!), Теплової сенсор відключався, а швидкість обертання задавалася в ручному режимі. Контроль оборотів здійснювався з моніторингу.

Всі випробування проводилися при нормально-закритому корпусі!

Отже, дані досить красномовні, - на 12 С і більше маємо зниження температур у всіх режимах!

Отже, за результатами тестів, маємо зниження температури не менше ніж на 12oC! Зразковий вимірювач це підтверджує, - температура основи радіатора зменшилися на цю ж величину. Ще більші швидкості обертання вентиляторів не розглядалися принципово, що не задовільні за рівнем шуму. На практиці дана система працює в заданому режимі обертання в межах 1800 - 2100 об / хв., Рівень шуму всього 19 - 21 dBA! Для тих, кому це ні про що не говорить, то практично це рівень шелестіння оптичної мишки по пластиковому коврику!

Природно, що при цьому вентилятор в БЛОЦІ ХАРЧУВАННЯ, теж 80 * 80, став здаватися неймовірно гучним, а його функція витяжного для всього системного блоку не така велика! З ним питання вирішилося зниженням напруги живлення до 6.5 вольта, підбором резистора (в даному випадку 68 Ом. 2 вт), - упаяний в розрив червоного проводу та ізольований кембриком. Витрата повітря, зрозуміло, знизився, але його досить з надлишком. Повітря надходить в нього практично холодний і охолоджує тільки БП, - інших завдань немає.

Два вентилятора в тунелі, при каскадному режимі, тягнуть нагріте повітря, з викидом назовні. На його місце втягується маса холодного повітря. При цьому він ще обдуває інші компоненти системного блоку з такою ефективністю, що питання по їх температурному режиму відпало саме собою. Наприклад HDD "Barracuda" в знімному контейнері більш ніж до 30 С не гріється (а раніше до 45 С!). Якщо піднести руку до його решітці, відчувається легкий потік повітря, що йде всередину. Колишній там вентилятор 50 * 50, за не потребою, був демонтований.

Тепер деякий додаток. На даній системі проводилися випробування з використанням тільки одного вентилятора (при якісному виготовленні тунелю, - байдуже якого). Температура процесора в середньому збільшилася на +3 градуси в порівнянні з двох-вентиляторним режимом. Чи не забагато, але щоб повернути показники на колишній рівень, необхідно збільшити швидкість обертання залишився вентилятора на дві сотні обертів, з усіма наслідками, що випливають.

Звідси перша вигода, - краще два вентилятора на меншій швидкості, ніж один на більшій! Другий позитивний момент логічно випливає з першого, - в разі відмови одного з двох вентиляторів, працездатність системи в цілому порушено не буде. Деяке підвищення температури, або збільшення оборотів на автоматі, нічим не загрожує. Є певна, третя вигода. Якщо не вдалося забезпечити щільне прилягання воздуховода, корпусних вентилятор все одно створить певний розрідження в тунелі і кулерной вентилятор в свою чергу забезпечить кращу віддачу системи.

Ще один важливий експеримент, проведений на даній системі охолодження, дозволив отримати відповідь на поширену думку, - як краще охолоджується процесор: якщо вентилятор працює на «вдув» - потік повітря в бік радіатора, або на «видув» - зворотний напрямок?

Випробування дали відповідь, який можливо для багатьох, які проводили не зовсім адекватні досліди або роблять умоглядні висновки, стане несподіванкою, - БАЙДУЖЕ! Власне, чому це повинно бути інакше?

Якщо при зміні напрямку потоку, що охолоджує радіатор, температура і витрата повітря залишаться колишніми, то і ефективність залишиться на колишньому рівні. Саме при порушенні цих умов результати можуть бути не рівнозначними. Наприклад, якщо в системному блоці повітрообмін із зовнішнім середовищем відбувається не досить інтенсивно, то перш ніж потрапити на процесорний кулер, може кілька нагрітися іншими складовими комп'ютера. Природно ефективність знизитися в порівнянні з прямою подачею повітря ззовні.

Інша причина може критися в конструкції кулера. Так якщо в прямому напрямку вентилятор обдуває радіатор більш-менш стерпно, то зворотний потік може формуватися явно по шляху найменшого опору. Попросту кажучи, може проходити по верхівках ребер, частиною минаючи їх підстави.

Щоб цього не відбувалося, радіатор повинен мати кожух, впритул прилягає до ребер і опускається до основи приблизно на половину їх висоти. Таким чином, сама нагріта частина радіатора не буде минула потоком, що набігає. Зрозуміло, що кожен вирішує сам, - куди будуть гнати повітря вентилятори, головне щоб їх напрямок потоків збігалося! Також вирішує кожен сам, які вентилятори сполучатиме тунель і яка в нього буде довжина. На знімку, наведеному нижче, зображений експериментальний зразок воздуховода.

Особливої ​​переваги перед першою моделлю він не дає, якщо не брати до уваги зниження температури ще на один градус, але доводить, що розширюються повітроводи працюють цілком успішно.

ВИСНОВКИ.

Багато в чому проблема охолодження, по крайней мере, на теперішньому рівні, є надуманою. Тут більше мають місце порушення певних правил його загального пристрою.

1. Кожен процесор, в залежності від його тепловиділення, повинен бути оснащений кулером, з відповідним тепловим розсіюванням, - краще з запасом (Його якісний стан розглядалося вище).
2. Нагріте повітря не повинен циркулювати всередині корпусу, а негайно видалятися.
3. Автоматичне плавне регулювання швидкості обертання вентиляторів в залежності від температури процесора, з правильно виконаної точкою контролю, дозволить знизити загальний шум і зберегти їх ресурс.
4. Правильний вибір місця установки комп'ютера. Як би не було жарко в приміщенні, все одно під столом (комп'ютерною стійкою) прохолодніше і менш шумно, ніж поруч з монітором.

ВІД АВТОРА.

Що з вищерозглянутого використовувати, а що ні, - вирішує кожен сам. Але якщо зробити все, або може бути щось ще, то і результати будуть відповідними або краще! Як говориться - "З миру по нитці - бідному на сорочку" (з дрібниці по градусу - комп'ютера нормальний режим). Чи повірить хто тепер, що повітряне охолодження себе вичерпало ?! Я ні.

Якщо моя робота комусь буде корисною, дуже буду цьому радий! Успіхів ВСІМ!

Чекаємо на Ваші Коментарі в спеціально створеній гілці конференции .