Cateva sfaturi despre racirea cu aer

Deoarece majoritatea persoanelor aleg racirea “clasica” pe aer (folosind ventilatoare + radiatoare), m-am gandit sa prezint cateva sfaturi despre acest subiect des abordat.
Daca facem o comparatie cu sistemele de acum cativa ani si cele de astazi o sa observam ca puterea de calcul vin cu un mare dezavantaj: temperaturi ridicate. Ne punem problema cum rezolva acest incovenient.

Alegerea unei carcase:
Pentru a asigura o racire adecvata componentelor avem nevoie de o carcasa incapatoare in care putem monta ventilatoare si radiatoare cat mai mari.
Solutia cea mai simpla dar si ieftina este montarea unui ventilator in fata jos pentru a introduce aer rece in interior iar alt ventilator in spate sus pentru a scoate aerul cald.
Noile carcase de pe piata prezinta posibilitatea montarii ventilatoarele in diverse locuri de exemplu in partea superiora, frontala, posterioara, inferioara, pe ambele laterale (cu alte cuvinte, putem sa creea un flux de aer dupa necesitatile personale). Trebuie sa retinem ca nu mereu mai multe ventilatoare vor insemna temperature mai mici. Cel mai important este creea unui flux de aer adecvat componentelor.

Incerc mai jos sa prezint cea mai buna solutie pentru racirea individuala a fiecarei componente.
• Sursa
Carcasele ne ofera montarea sursei in doua pozitii si anume in partea superioara sau in partea inferioara (un lucru mai rar intalnit). Este de preferat sa achizitionam o sursa al carei ventilator este montat orizontal (pe burta). In acest caz ne orientam spre o carcasa in care sursa va fi montata jos, iar in dreptul ventilatorului ei tabla este perforata/decupata (pentru a perminte o ventilatie foarte buna); in acest fel vom cauta o carcasa ce are distantiere (sau picioruse) inalte pentru a permite circularea unui volum mare de aer sub ea.
• Hard disk-urile
Hard disk-urile se monteaza in partea inferioara a carcasei fie perpendiculare, fie paralele cu ea. Este obligatoriu sa asiguram o ventilatie adecvanta hard disk-urilor folosind un ventilator pozitionat in fata sau in lateralul lor.
• Placa video
Actualele placi video pot genera temperaturi foarte mari. Este indicat ca panoul lateral al carcasei sa ne permita montarea unui ventilator care sa introduca aer rece spre placa video.
Aici este o problema deoarece daca fluxul de aer al ventilatorului de pe carcasa este prea mare in comparatie cu cel al ventilatorului placii video o sa facem mai mult rau decat bine. O solutie ar fi alegerea unui ventilator cu un flux relativ mic de aer sau subvoltarea unui ventilator cu un flux mediu de aer. De asemenea am putea face un sablon de carton ca sa direntioneze aerul (pus in miscare de ventilatorul fixat pe carcasa) sper placa video.
• Procesorul, placa de baza si memoriile
Pentru a raci cele trei componente de mai sus putem opta pentru o carcasa cu un ventilator de dimensiuni foarte mari montat pe panoul lateral. In acest caz vom alege si un cooler pentru procesor ce are ventilatorul montat parel cu placa de baza.
• Procesorul
Daca varianta de mai sus nu ni se pare potrivita ne putem orienta spre montarea unui ventilator in 3 sau 4 bay-uri de 5.25" si un cooler pentru procesor ce are ventilatorul pozitionat perpendicular pe placa de baza.
In ultimele 2 cazuri aerul rece va fi directionat sper componetele cu temperaturi ridicate iar aerul cald va fi evacuat direct prin partea superiora si cea posterioara a carcasei.

De asemenea un lucru important este pozitionarea carcasei in camera/birou. Nu vom dori sa punem sistemul intr-un loc calduros (langa calorifer sau langa fereastra) sau plin de praf (pe covor). Este de preferat sa asezam carcasa pe birou si lateralele ei sa nu fie “astupate”. Pozitionarea ei va afecata in mod direct nivelul de zgomot al ventilatoarelor dar si temperaturile componentelor.

Ventilatoarele:
Pe piata exista ventilatoare de diverse dimensiuni pentru toate necesitatile: 40, 60, 80, 92, 120, 140, 210 mm etc. Cele mai populare sunt cele de 80mm urmate de cele 120mm.
Trebuie sa retinem faptul ca un ventilator va fi mai eficient (flux mare de aer si nivel de zgomot redus) cu cat dimensiunea lui este mai mare (aici trebuie sa tinem cont si de viteza de rotatie).
In alegerea unui ventilator trebie sa ne decidem ce dorim: silentiozitate, flux mare de aer sau ambele. Pentru acest lucru vom sa citim specificatiile tehnice ale producatorului.

Legenda:
CFM (cubic feet per minute) unitatea de masura a fluxului de aer
M3/h (metri cubi pe ora) unitate de masura a fluxului de aer
dBA (decibeli) unitate de masura a zgomotului
rpm (rotatii pe minut) unitate de masura a vitezei de rotatie
Fac o mica clasificare in functie de performante:
1. Noctua (silentioase + flux mare de aer), Delta (zgomotoase + flux foarte mare de aer);
2. Scyte, Enermax, Zalman, Nexus etc (performante medii)
3. restul sunt cam la fel de slabe

Performantele unui ventilator sunt direct influentate de catre viteza sa de rotatie si forma, numarul, dimensiunea, distanta palelor.
Ventilatoarele actuale au mai multe tipuri de rulmenti (bearing). Acestea ar fi:
Sleeve bearing - o banala bucsa de bronz
Ball bearing - rulment( poate fi unul sau 2)
SSO bearing (sistem patentat Noctua - "Self Stabillising Oil") - cu pelicula de ulei
Fluid dinamic bearing (sistem patentat Sony) - tot peliculade ulei.
Enlobal bearing (folosit de Enermax) - e un sistem mai complicat ce foloseste campul magnetic pentru a reduce frictiunea intre piesele in miscare.

Radiatoarele:
La un radiator trebuie urmarite unele caracteristici:
- suprafata mare de disipare
- greutate cat mai mica
- sistem de prindere facil
Avem posibilitatea sa achizitionam foarte usor diverse tipuri de radiatoare/coolere pentru toate necesitatile si anume: procesoare, placi video, memorii ram, hard disk-uri, placi de baza (north bridge, south bridge, mosfeti, regulatoarele/stabilizatoarele de tensiune) si surse (lucru mai rar intalnit).
Pentru constructia radiatoarelor se folosesc de obicei cele doua metale aluminiu si/sau cupru din cauza pretului accesibil si a proprietatilor lor.
Aluminiul disipa caldura mai repede in aer pe cand cuprul o disipa mai bine in solide.
Un radiator mare (conventional, nu cu haetpipe-uri) e mult mai eficient din cupru din cauza caldurii care ajunge in tot heatsprederul, pana la cele mai fine aripioare, pe cand un radiator de aluminiu nu e in stare sa conduca caldura in acelasi fel, dar o poate disipa mai repede.
Ideal esta racire pasiva un heatspreader cu pastila de cupru si lamele de aluminu, iar pentrut racire activa un radiator de cupru.
Aluminiu mai are cateva avantaje: e mult mai usor, nu oxideaza asa usor (cupru are o problema din cauza oxidarii metal-metal) si este mai usor de prelucrat.

Despre metale si proprietatile lor:
Ne intereseaza 3 proprietati ale metalelor care intra in calcul nostru:

• Conductibilitatea termica
Defintiie: “Conductivitatea termică este mărimea fizică prin care se caracterizează capacitatea unui material de a transmite căldura atunci când este supus unei diferenţe de temperatură.” (conductibilitatea e viteza cu care respectivul material poate transmite caldura)
Ca o idee dau un exemplu:
diamant natural/sintetic >>> argint > cupru > aur > aluminiu

• Capacitatea calorica
Definitie: "Capacitatea calorica reprezinta caldura necesara unui corp pentru a-si modifica temperatura cu un grad"

• Coeficientul de transfer termic.
Defintie: Coeficient de transfer termic caracterizeaza transmisia caldurii intr-o unitate de timp de-a lungul unei suprafete de 1 m patrat care separa doua medii cu temperaturi care difera cu 1 grad Celsius si se masoara in W/m2. (coeficientul de transfer termic e capacitatea respectivului material de a transfera caldura catre un alt material)

Facem o scurta comparatie pe baza celor 3 proprietati de mai sus:
Cu/Al
conductibilitate: bun/slab
capacitatea calorica: slab/bun
coef. transfer termic: slab/bun

Din proprietatile astea cea mai logica solutie pare pastila de cupru, ce distribuie rapid caldura datorita conductibilitatii mari si corp + aripioare din aluminiu, pentru ca se incalzeste mai putin la aceeasi cantitate de caldura absorbita si radiaza caldura mai bine datorita coeficientului de transfer termic superior. Insa, pe masura ce viteza aerului ce trece printre aripioare creste, caldura trebuie sa ajunga la ele din ce in ce mai repede pentru ca ansamblul poate disipa din ce in ce mai multa caldura, asa ca e necesar un procent din ce in ce mai mare de cupru. Astfel se ajunge ca la viteze foarte mari ale aerului radiatoarele de cupru integral sa aiba eficienta maxima.

Pasta termo-conductoare:
Pasta termoconductoare imbunatateste transferul termic dintre componenta si radiator, "umpland" imperfectiunile microscopice dintre cele doua suprafete.
Daca dorim scaderea temperaturilor si nu beneficiem de o suma mare de bani cea mai buna alegere este inlocuirea pastei termo-conductoare. Cea mai populara pasta este Arctic Silver 5 deoarece se gaseste usor, este ieftina si are rezultate foarte bune. Alte paste de calitate sunt: Arctic Cooling MX 2, Zalman ZM-STG1, Noctua NT-H1 (performantele sunt aproximativ egale). Daca pentru voi nu are importanta un grad in minus sau in plus, puteti folosi orice pasta enumerata mai sus in functie oferata magazinului IT din apropierea voastra.


Observatii:
Cooler-ul reprezinta ansamblul format din radiator + ventilator.
Lapping-ul reprezinta procesorul de finisarea a unei suprafete in scopul eliminarii imperfectiunilor acesteia.
Heat spreader-ul reprezinta o "caseta" metalica ce are rolul de a proteja componentele electrionice sensibile si de a disipa caldura.

SURSA:Forumul Mygarage