Como funciona um cooler de processador? Guia de resfriamento de ar de computador

15.09.2023

A parte de um computador que mais consome energia é o processador, e retirar a energia térmica gerada é uma tarefa urgente, principalmente quando a temperatura ambiente é elevada. A temperatura de aquecimento do processador determina não apenas a estabilidade e durabilidade de seu funcionamento, mas também seu desempenho, sobre o qual os fabricantes de processadores costumam manter silêncio.

Na grande maioria dos computadores, o sistema de resfriamento do processador é projetado para ignorar as leis elementares da física. O resfriador do sistema opera em curto-circuito, já que não há tela para evitar que o cooler sugue o ar quente que sai do radiador do processador. Como resultado, a eficiência do sistema de refrigeração do processador não excede 50%. Além disso, o resfriamento é produzido pelo ar aquecido por outros componentes e conjuntos localizados na unidade do sistema.

Às vezes, um cooler adicional é instalado na parede traseira da unidade de sistema, mas isso não é melhor solução. Um refrigerador adicional funciona para expulsar o ar unidade do sistema no ambiente, assim como o cooler da fonte de alimentação. Como resultado, a eficiência de ambos os coolers é muito menor se funcionarem separadamente - um suga o ar para dentro da unidade do sistema e o outro o empurra para fora. Como resultado, é consumida eletricidade adicional e, o pior de tudo, surge ruído acústico adicional.


O projeto proposto do sistema de resfriamento do processador está livre das desvantagens acima, é fácil de implementar e fornece alta eficiência de resfriamento para o processador e, consequentemente, para outros componentes da placa-mãe. A ideia não é nova e simples; o ar para resfriar o radiador do processador é retirado de fora da unidade do sistema, ou seja, da sala.

Decidi melhorar o sistema de refrigeração do processador do meu computador quando me deparei com um projeto do sistema de refrigeração de uma unidade de sistema de marca obsoleta.

Resta apenas fixar esta peça na unidade de sistema e conectá-la ao cooler do processador. Como o comprimento do tubo não era suficiente, foi necessário aumentá-lo com fita de polietileno torcida em tubo. O diâmetro do tubo foi escolhido levando em consideração o encaixe perfeito no corpo do cooler do processador. Para evitar que a fita se desenvolva, ela é fixada com um suporte de metal por meio de um grampeador.

O sistema é fixado por meio de dois cantos feitos por você mesmo com parafusos autoatarraxantes na parede traseira da unidade de sistema. O posicionamento preciso em relação ao centro do cooler é obtido devido ao comprimento das laterais dos cantos.

Tal design simples possibilitou praticamente eliminar o fluxo de ar quente da unidade de sistema para o sistema de refrigeração do processador.

A tampa da minha unidade de sistema já tinha um furo pronto, o que simplificou o trabalho. Mas fazer um furo sozinho não é difícil; você precisa projetar o ponto central do cooler na tampa lateral e usar um compasso para desenhar um círculo um pouco menor que o diâmetro do tubo. Perfure com uma broca de diâmetro de 2,5-3 mm em incrementos de 3,5 mm ao longo de todo o comprimento da linha da circunferência do furo. Os pontos de perfuração devem ser pré-marcados com um testemunho. Em seguida, faça os furos com uma broca de 4 mm de diâmetro. Finalize as bordas do furo resultante com uma lima redonda. Resta instalar uma grade decorativa, embora não seja necessária.

Você pode usar com sucesso uma garrafa plástica de bebida como duto de ar. Se não houver diâmetro adequado, pode-se pegar um maior, cortar no sentido do comprimento e costurar com linha. Alta estanqueidade não é necessária aqui. Você também pode fixar o tubo com pequenos parafusos diretamente no corpo do refrigerador. O principal é fornecer ar externo ao sistema de resfriamento do processador.

As medições de temperatura mostraram a alta eficiência do sistema de resfriamento do processador Pentium 2,8 GHz. Com 10% de carga do processador, a uma temperatura ambiente de 20°C, a temperatura do processador não excedeu 30°C e o dissipador de calor estava frio ao toque. Ao mesmo tempo, o cooler resfriou efetivamente o radiador nas velocidades mais baixas.

Todos os anos, os fabricantes de microchips de computador tentam reduzir o processo de produção, melhorar a tecnologia e usar novos materiais. Já temos essa pergunta. Como você se lembra, um dos principais problemas que os engenheiros enfrentam é o aumento da geração de calor. Em outras palavras, aquecimento.

Quando o calor se tornou um problema real tecnologia informática, os engenheiros começaram a desenvolver vários sistemas resfriamento. No início eram pequenos radiadores de alumínio, depois foram adicionados coolers ao design. Com o tempo, as tecnologias de refrigeração tornaram-se cada vez mais complexas à medida que novos sistemas de maior desempenho foram lançados. Claro, você negará, dizendo que os coolers “in a box” padrão não mudaram muito desde sua introdução. Mas estamos falando das tecnologias mais avançadas em nosso site e elas exigem abordagens muito atípicas. Existem muitos desses sistemas de resfriamento não padronizados, tanto de grandes empresas quanto de fãs comuns de modding e overclock.


O sistema denominado Orgasmatron é bastante original. O montador aodqw97 o criou completamente do zero em 2005.


No painel frontal do computador você pode ver os botões originais de reinicialização e energia, e à direita deles uma chave seletora especial liga/desliga o resfriamento discos rígidos. O próprio corpo é feito de acrílico e os tubos são sensíveis à radiação ultravioleta e brilham no escuro com iluminação adequada.

Marreta da TommyTech


Este sistema o resfriamento a água é chamado de Sledgehammer e contém um reservatório cilíndrico bastante original montado na lateral do gabinete do rack 4U. O reservatório não está cheio ao máximo, então ocorre um belo efeito de bolha quando o sistema funciona. No painel frontal há um painel para ajuste da velocidade do ventilador e da bomba. Este sistema resfria a CPU, GPU e chipset. Bastante, na minha opinião.

Trocador de calor peculiar de syman_leeds_uk


Temos um sistema de refrigeração a água com radiador que pode ser considerado incomum. Uma folha redonda de metal está presa à parede com tubos de cobre- tudo isso foi feito com minhas próprias mãos. A área muito grande do metal permite dissipar o calor no ar sem o auxílio de ventiladores, reduzindo os níveis gerais de ruído.
E o grande cilindro ao fundo, que parece um aquecedor de água, é na verdade um computador. Não é uma má maneira de economizar nos custos de aquecimento no inverno. A única questão é: o que fazer no verão?

Resfriamento verde do PCGH Extreme


O sistema da foto utiliza um reservatório interno cilíndrico preenchido com um líquido verde. Graças às bolhas, é criado um efeito gelatinoso. De qualquer forma, o sistema parece muito elegante.

Cem tubos de silviarb20det


A foto mostra o sistema refrigerado a água de um dos modders. O número de tubos é simplesmente incrível. Quando você está atualizando algo, lidar com os tubos pode ser complicado.

Um grande número de fãs de rubin1456


Este não é um sistema de refrigeração líquida, mas sim um gabinete bastante original, composto por um grande número de ventoinhas de 120 mm. O sistema é resfriado não apenas por trás e pela frente, mas também por todos os lados, inclusive por baixo!
É claro que você nem pode sonhar com um fluxo de ar otimizado em tal sistema. Ele esfria de forma eficaz? Dificilmente. Mas quem se importa, apenas mais um modder maluco decidiu se destacar na multidão. Bem, ele conseguiu!

Computador submersível da Puget Systems


A Puget Systems vende sistemas de computador submersíveis, tanto prontos quanto simplesmente “caixas de aquário”. A placa-mãe e todos os componentes, exceto os discos rígidos, são montados internamente, após o que o gabinete é abastecido com óleo, que a Puget inclui no kit de entrega. E você obtém seu próprio sistema submersível com refrigeração líquida. Só falta lançar o peixe.

Projeto Monólito por Rainwulf


O sistema mostrado aqui foi construído por rainwulf de overclockers.com.au e é chamado de Projeto Monolith. O sistema é totalmente construído do zero: do corpo aos tubos. De todos os sistemas que examinamos em esta revisão, o modelo Rainwulf pode ser considerado o mais maluco. Até a fonte de alimentação é resfriada a água! Rainwulf descreveu completamente todo o processo de fabricação e montagem, que você pode ler.


Veja o que o Rainwulf fez com a placa de vídeo. Você pode ver a incrível atenção aos detalhes. Tudo isso teve que ser cuidadosamente planejado.


Nos surpreendeu com um sistema de refrigeração incomum Empresa Apple, liberando novo modelo sua estação de trabalho - Mac Pro. Todo o corpo da estação é um cilindro de alumínio, que lembra uma turbina de avião. No interior, todos os componentes são soldados em torno de um dissipador de calor incomum de formato triangular.


Esse arranjo fora do padrão permitiu à Apple acomodar hardware tão poderoso em um case pequeno e muito elegante. O mais surpreendente é que o sistema de refrigeração da estação de trabalho é muito silencioso e não irrita os ouvidos.

Outro sistema de refrigeração foi montado há muito tempo, mas merece atenção. Até porque seu autor se esforçou muito. É difícil considerar este acordo um sucesso, mas funciona, e isso é um facto.

Toda a história começou com a modernização do sistema. eu queria mudar Processador AMD Athlon XP para Athlon 64.

E daí decorreu que trocar o processador não teria resolvido o problema. Então eu tive que mudar

  • CPU: AMD Athlon 64 3000+ Soquete 754 (Novo Castelo)
  • Placa-mãe: ASUS K8N-E Deluxe
  • Memória: Dois módulos PC-3200 de 256 Mb
  • Vídeo: Albatron GeForce 4 Ti4800SE 128Mb AGP8x
  • HDD: WD SATA 80 GB 7200 rpm (buffer de 8 Mb), Seagate Barracuda ATA-100 40 GB 7200 rpm (buffer de 2 Mb)
  • CD ROM ASUS 52X
  • CD-RW NEC 48x/24X/48x
  • FDD Mitsumi
  • Gabinete com fonte de alimentação de 420w
  • Refrigeração: Cooler Titan 4800rpm + 4 ventoinhas adicionais

Mas observe que esta é a configuração resultante após a conclusão da atualização, mas por enquanto o sistema tinha uma fonte de alimentação de 300 W e não havia ventoinhas adicionais e sistema poderoso som, que é esta lista não listado, mas mais sobre isso no final deste artigo.
Nesse ínterim, começamos a nos mover um pouco à frente. A primeira impressão do hardware adquirido ofuscou todos os problemas do sistema, mas logo tive que pensar especificamente neles.

Passemos ao primeiro problema, nomeadamente o problema do ruído. Provavelmente ainda não contei a vocês que quando o hardware foi trocado, a unidade do sistema não foi substituída por uma nova, o que levou a um aumento no ruído quando o cooler estava funcionando em velocidade máxima rotação. Na verdade, o problema não estava na unidade do sistema, mas no próprio cooler, aparentemente, o fabricante não levou em consideração suas deficiências aerodinâmicas, em relação a isso parecia que minha unidade do sistema estava prestes a se afastar (literalmente); sentido, o barulho era simplesmente insuportável).
Mas um infortúnio não pode existir sem o outro, e aconteceu que enquanto jogava DooM3, algo queimou na minha fonte de alimentação e ela se recusou terminantemente a ligar o sistema. Decidiu-se comprar uma fonte de alimentação Thermaltake Dual Fan 420W; a escolha não recaiu sobre ela por acaso, pois... seu peso era de quase dois quilos e meio e o sistema de controle de velocidade do ventilador não conseguia aumentar o ruído do computador. E a presença de uma segunda ventoinha que retira o ar quente da unidade de sistema foi muito útil para afastar o ar quente do processador. Depois de instalar a fonte de alimentação, descobri que minha unidade de sistema não queria mais zumbir e pular, ou melhor, o som do cooler começou a se fundir com o som das ventoinhas da fonte de alimentação. E, portanto, o primeiro problema desapareceu completamente depois disso.
Mas ainda havia dois problemas, nomeadamente o problema de refrigeração e o problema bom som. Bem, vamos começar com o problema de resfriamento. Decidiu-se comprar três ventoinhas de 80x80mm e instalá-las na unidade de sistema. Além disso, não houve problemas com duas ventoinhas, mas com a terceira houve um pequeno problema, nomeadamente a sua instalação num local não padronizado, num dos painéis laterais da unidade de sistema.

O local de instalação desta ventoinha foi escolhido diretamente em frente aos slots PCI. Para instalar esta ventoinha, optou-se por fazer 4 furos na tampa da unidade de sistema, cuja distância entre eles era de cerca de 80mm, ou seja, O objetivo direto desses furos era proteger o ventilador. Mas também foi necessário pensar na entrada de ar e, portanto, foi necessário fazer furos sob a parte funcional do ventilador, para isso foram desenhados 3 círculos e feitos furos ao longo deles, cuja distância entre eles era de aproximadamente 3; -5mm. O resultado é este desenho:


Ao mesmo tempo, a temperatura do processador não excedeu 55 graus. O resultado é aproximadamente o seguinte diagrama de fluxo de ar:


A partir deste diagrama pode-se observar que, como esperado, o ar frio entra na unidade do sistema por baixo (graças aos dois ventiladores), subindo até o topo, o ar é aquecido e exausto (graças aos ventiladores da fonte de alimentação e sistema unidade funcionando como sopradores). Foi assim que o segundo problema foi resolvido de forma barata e sem esforço excessivo.
O terceiro problema é provavelmente o mais importante. Esta é uma instalação de sistema de som de 6 canais sem subwoofer. Inicialmente, alto-falantes antigos e grandes foram encontrados em casa (supondo que estivessem conectados a um computador). Em seguida, decidi conectar esses alto-falantes ao computador. Mas aqui surgiu um problema, nomeadamente a falta de um amplificador de som. A solução para esse problema veio de alguma forma por si só, bastava comprar alto-falantes baratos na faixa de preço de cerca de 200-300 rublos. A escolha recaiu sobre o Genius SP-Q06. Após a compra, o segundo alto-falante foi imediatamente desmontado ao chegar em casa, e um fio de fones de ouvido antigos foi soldado ao seu alto-falante, que foi conectado (no meu caso usando a torção mais comum) com os fios indo para os alto-falantes maiores.

Depois de ativar esse design, descobriu-se que o som dos alto-falantes grandes foi substituído por um subwoofer. Em seguida, para criar um efeito de som surround, os alto-falantes foram colocados em diferentes partes da sala (e os maiores foram escondidos nos locais mais isolados, porque pareciam obscenos).


Bem, no fim das contas, todos os meus esforços não foram em vão. Se antes meus jogos não me cansavam muito, agora durante o jogo o som forte e agudo involuntariamente começou a causar arrepios pelo meu corpo.
Assim, minhas necessidades do sistema foram satisfeitas e sentar em frente ao computador ficou muito mais agradável. Espero que os materiais deste artigo o ajudem a concretizar suas ideias.

Este material é inspirado nas impressões do trabalho de um artigo anterior, cujo herói era um HTPC silencioso em uma caixa de radiador. Eu realmente queria usar o AMD A10-5800K nele. Uma coisa conveniente que combina um processador e núcleo gráfico bastante poderosos em um único gabinete. Mas há uma dificuldade - sua dissipação de calor típica é de 100 W. À primeira vista, não é tanto, mas a temperatura crítica da CPU é de 70 graus. Acontece que é uma equação interessante, na qual há uma temperatura baixa e uma liberação de calor decente. Não é uma tarefa fácil.

Naturalmente, como toda pessoa razoável, inicialmente decidi seguir o caminho de menor resistência - comprar um cooler comercial que pudesse lidar com a tarefa de remover 100 W de calor do processador.

Opções mais frias

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Existe uma lista bastante extensa de sistemas de refrigeração que podem operar sem ventiladores e dissipar de 65 a 130 W. Claro, a lista não é das mais completas.

Os dois primeiros são, pode-se dizer, veteranos, os restantes são muito mais jovens. De toda a lista, eu tinha os três primeiros, e resolvi experimentá-los no “passivo”, começando pelo Scythe Ninja.

Naturalmente, sem ventilador, pois havia pouca esperança para isso. Em seu especificações técnicasé indicado que no modo “passivo” é capaz de descarregar 65 W. E coloquei em um processador de cem watts.

A placa usada nos testes foi a MSI FM2-A85XA-G65. Quando ligado, o monitoramento no BIOS mostra 32 graus, então a temperatura começa a subir cerca de 1 grau por minuto e logo ultrapassa os 73 graus. Então eu desliguei.

Prefácio

Concordo, a temperatura é de 66 o C para Athlone 1000 MHz (não ria, meu princípio é que o principal não é o ferro, mas o que o rodeia) em repouso, e com 100% de carga 75 o C é demais. .. Assim nasceu esta unidade.

Este SVO foi originalmente concebido como externo - coloquei-o em um canto e deixei-o ali, e apenas duas mangueiras cabem no computador, na minha opinião, e com ideias para o futuro, a unidade do sistema pode ser recheada com outra coisa, por exemplo - iluminação de néon, iluminação UV, lindos trens redondos brilhando em UV, etc. Infelizmente, os desenhos de alguns elementos não foram preservados e não são necessários - cada um faz tudo sozinho, a partir dos materiais à sua disposição. O princípio principal.

Componentes para SVO

Bomba - Atman-103, vendida em qualquer pet shop. Instalado dentro do tanque de expansão na parede por meio de ventosas.

A saída padrão da bomba foi jogada no lixo devido ao seu diâmetro não atender às minhas necessidades (diâmetro das mangueiras). Em vez disso, foi instalado um caseiro com diâmetro de entrada de 16 mm, saída de 10 mm (diâmetros externos) e cone de transição.

O radiador é de um aquecedor de carro Toyota, dado por um amigo por dois copeques de cerveja que beberam juntos. Limpo de sujeira com acetona, lavado por dentro com a mesma e pintado por fora com tinta spray. As conexões de entrada e saída foram substituídas, novamente, por outras caseiras. Instalado nivelado com selante. Ficou ótimo - não vaza para lugar nenhum.

Dois ventiladores comprados em uma loja online estão instalados no radiador - eles são legais e ficam ótimos!

Pensei muito em como prender as ventoinhas ao radiador. Acontece que tudo era simples - sem parafusos auto-roscantes e fixadores complexos!!! Tudo o que é engenhoso (bem, sou modesto) é simples...
Para prender os ventiladores, precisei de vários elásticos (borrachas) da loja de materiais de escritório mais próxima e braçadeiras.

Os elásticos são cortados em cubos, os laços são inseridos nos orifícios de montagem dos ventiladores e fixados com esses mesmos cubos.

Em seguida, as amarrações são inseridas nas ranhuras do radiador.

Prendemos no verso com travas cortadas dos mesmos laços. E é isso que obtemos

Acho ótimo... e simples!!! O tanque de expansão é um recipiente plástico para alimentos, no meu caso redondo, mas existem outros formatos que podem ser encontrados em uma loja de departamentos. Para adicionar líquido, o gargalo de uma garrafa de água de 5 litros é cortado na tampa do tanque.

Mangueiras - tubo de silicone, diâmetro interno 8 mm, nível de líquido adquirido em loja de ferragens.

Instalado em conexões com mangueiras pré-aquecidas para um ajuste mais hermético. Os locais de pouso são presos com grampos da oficina mais próxima.

Relé - BS 115C, adquirido em loja de rádios. Necessário para ativação automática SVO simultaneamente ao ligar o computador.

O sistema é montado sobre uma plataforma de plexiglass, encontrei na garagem porque estava muito arranhado, teve que ser fosco; O tanque é montado sobre juntas de borracha para reduzir a vibração durante a operação da bomba.

Para inserir mangueiras no gabinete do computador, um painel adaptador é feito a partir de um plugue padrão. Existem dois acessórios nele, uma entrada e saída de refrigerante e um conector de alimentação de 12V.

O painel SVO é conectado usando esta cauda:

Presto atenção especial às precauções de segurança ao manusear eletricidade!
Todos os elementos condutores de corrente devem ser protegidos contra a penetração acidental dos dedos!

Em geral a unidade fica assim

As dimensões gerais do sistema são: D270, Sh200, H160.

O bloco de água é feito de cobre grau M1. Esta placa de cobre foi comprada em um ponto de coleta de metais não ferrosos por 200 rublos. Seu diâmetro é de 65 mm e altura de 25 mm. É montado a partir de duas partes, uma base e uma tampa, em forma de vidro com furos para ferragens. A espessura da base é de 5 mm, nela existem aletas dissipadoras de calor de 2 mm de largura e 7 mm de altura com passo de 2 mm, totalizando 11 nervuras. Este produto é feito em torno e fresadoras. A estrutura é absolutamente vedada e testada sob pressão de 4 atmosferas.

A lateral inferior adjacente ao processador é polida. Para evitar que o bloco de água oxidasse e escurecesse com o tempo (afinal, cobre), tivemos que cobri-lo com uma fina camada de verniz automotivo de lata.

A fixação do water block é individual para cada pessoa, tudo depende do tipo de mãe e do processador utilizado. Eu segui o caminho mais simples. Nos orifícios próximos ao processador placa-mãe instalaram racks metálicos (o principal é não esquecer as juntas dielétricas).

Pequenas “orelhas” são feitas de fluoroplástico, com o qual o water block é fixado à placa-mãe com parafusos. A beleza deste material é sua resistência e facilidade de processamento; tudo que você precisa é de uma faca. E também é um pouco elástico e, portanto, quando instalado no processador, não permitirá apertar os parafusos até que se formem rachaduras indesejadas.

Após a instalação final no case, tudo fica assim: