Электрификация

Справочник домашнего мастера

Охлаждение жесткого диска

Доброго дня, дорогие читатели!

Как я и обещал в комментариях к статье «Что нужно знать о накопителях и безопасности данных — 20 самых важных моментов», сегодняшняя статья будет посвящена вопросам охлаждения компьютеров.

Актуальность вопроса очень высока. Об этом свидетельствует хотя бы то, какой поток писем я получаю на данную тему. И дело здесь не только в том, что уже совсем скоро придет солнечное и жаркое лето…

Вопрос актуален применительно и к настольным компьютерам, и к ноутбукам, потому как совершенно любой компьютер совершенно любого уровня нуждается в охлаждении для нормальной работы. Разница лишь в том, что одни устройства выделяют больше тепла, а другие — меньше…

Сегодняшнюю статью я предлагаю вам в виде сборника наиболее важных вопросов и нюансов, как это было в предыдущем материале про жесткие диски, чтобы вы могли, не тратя много времени, сразу же понять самое важное и главное.

Да, всех аспектов не затронешь в рамках одной статьи, но я постарался собрать всё особенно важное под одним заголовком, чтобы получившийся материал дал ответы на самые критичные вопросы.

Итак, начнем!

Содержание

Настольные компьютеры

Начнем с самого главного. Несмотря на то, что сегодня ноутбуков продается больше, чем настольных ПК, тем не менее — от «настольников» никто не отказывался и отказываться в будущем не собирается. В конце концов, пока заменить полноценную настольную рабочую станцию ноутбуком или чем-то другим просто невозможно.

Как следствие своей мощности, вопрос охлаждения настольных ПК не снимается с повестки дня обычных пользователей никогда.

1. Основные источники тепла.

Таковыми в настольном ПК являются: процессор, видеокарта, элементы системной платы (такие как чипсет, питание процессора…) и блок питания. Тепловыделение остальных элементов не так значительно, по сравнению с вышеприведенными.

Да, многое зависит от конкретной конфигурации и ее мощности, но все же в пропорциональном отношении мало что меняется.

Процессоры средне-производительного сегмента могут выделять от 65 до 135 ватт тепла; обычная видеокарта игрового уровня в процессе работы может разогреваться до 80-90 градусов Цельсия и это является абсолютно нормальным для таких производительных решений; блок питания может запросто разогреться до 50 градусов; чипсет на системной плате так же может разогреваться до 50-60 градусов и т.п.

Всегда стоит помнить, что чем мощнее используемые компоненты, тем больше тепла они выделяют.

Процессор и видеочип графической карты можно сравнить с конфорками электрической плиты. В плане тепловыделения — аналогия абсолютная. Всё то же самое, только чипы способны разогреваться гораздо быстрее, чем конфорка современной печи: всего за секунды…

2. Насколько это важно?

По сути, если, скажем, графический чип работает без охлаждения, то он может выйти из строя за считанные секунды, максимум — за несколько минут. То же самое касается процессоров.

Другое дело — что все современные чипы оснащаются защитой от перегрева. При превышении определенного порога температуры он просто выключиться. Но не стоит испытывать судьбу — здесь это правило верно как никогда, поэтому, проблем с охлаждением лучше не допускать.

3. Всё замыкается на корпус…

Нельзя забывать, что все эти «жаркие» компоненты находятся в рамках довольно ограниченного пространства корпуса системного блока:

Следовательно: все эти большие объемы тепла не должны «застаиваться» и «прогревать» весь компьютер. Отсюда вытекает небольшое важное правило, которого нужно всегда придерживаться при организации охлаждения:

«Внутри корпуса всегда должен быть «сквозняк».

Да, только так, когда горячий воздух выбрасывается за пределы корпуса можно исправить ситуацию.

4. Следите за температурами.

Старайтесь хотя бы иногда интересоваться температурами компонентов компьютера. Это поможет вам вовремя выявить и устранить проблему.

В этом вам может помочь программа EVEREST или SiSoftware Sandra Lite (бесплатная). В этих системных утилитах есть соответствующие модули, которые выводят температуру устройств.

Приемлемые «градусы»:

Процессор: рабочая температура в 40-55 градусов Цельсия считается нормальной.

Видеокарта: все зависит от ее мощности. Бюджетные недорогие модели могут не прогреваться и до 50 градусов, а для топовых решений, класса Radeon HD 4870X2 и 5970 — 90 градусов при нагрузке может считаться нормой.

Жесткий диск: 30-45 градусов (полный диапазон).

Примечание: По своему опыту могу сказать, что относительно точно можно измерить программным способом только температуру вышеприведенных устройств. А состояние всех остальных компонентов (чипсет, память, окружение видеокарты и системной платы) довольно часто определяется ошибочно измерительными утилитами.

Например, достаточно часто можно встретить, что какая-то программа показывает температуру чипсета, скажем, в 120 градусов или температуру окружения в 150 градусов. Естественно — это не реальные значения, при которых компьютер уже бы давно не работал исправно.

Однако, если Вы организуете правильное охлаждение внутри корпуса, используя дальнейшие советы, то я могу гарантировать — что измерять что-либо кроме температуры процессора, видеокарты и диска попросту не придется, т.к. при правильных условиях охлаждения они не будут перегреваться.

Так что вполне достаточно будет временами поглядывать на значения температур основных компонентов, приведенных выше, для отслеживания общей ситуации…

5. Хороший корпус…

Да, тепловыделение компонентов компьютера может сильно различаться. Если вести речь про маломощные машины «офисного» уровня, то да — тепловыделение будет небольшим.

Что касается средне-производительных и «топовых» решений, которые составляют большинство современных домашних настольных ПК, то здесь системный блок может вполне себе играть роль обогревателя.

В современных условиях наличие корпуса, с достаточным внутренним пространством для циркуляции воздуха — необходимость. Причем не важно, какова производительность вашего компьютера.

В любом случае — и офисный и игровой ПК нуждается в нормальной циркуляции воздуха внутри корпуса. Иначе, даже простой офисный ПК из-за образования так называемых “воздушных пробок” внутри корпуса может начать перегреваться.

Воздушные пробки внутри корпуса — “бытовое” название явления, когда воздушные потоки (вызываемые вентиляторами и кулерами) циркулируют неправильно. Например: когда нагретый воздух не выводится наружу; или если отсутствует подача свежего воздуха в корпус; или когда какие-либо вентиляторы установлены неправильно, скажем, если из-за особенности конструкции процессорный кулер

В связи с этим, я рекомендую использовать корпуса ТОЛЬКО форм-фактора midi-tower и big-tower. И никаких mini-tower и нестандартных размеров…

6. Немного о мебели…

Особый вопрос в теме качественного охлаждения касается мебели — вашего рабочего стола.

Конструкция стола может либо сильно затруднять охлаждение, либо же наоборот способствовать максимальной вентиляции.

Одно дело, когда системный блок просто стоит рядом со столом — здесь претензий никаких, за исключением разве что того, что категорически не рекомендуется размещать системный блок рядом с радиатором отопления и обогревателями, не рекомендуется ставить какие-либо еще предметы вплотную к системному блоку.

Если рядом находится какая-то мебель или предметы, позаботьтесь о том, чтобы со всех сторон от системного блока оставались зазоры хотя-бы 7—10 см.

Однако, в большинстве случаев системный блок расположен не рядом со столом, не на столе, а в столе:

Как видите — в этом случае пространство вокруг системного блока жестко ограничено столом и пространства для циркуляции и выхода воздуха — минимум…

Поскольку основные отверстия для вентиляции в системном блоке находятся сзади, впереди и на левой стенке, то я рекомендую сдвинуть системный блок относительно бокса стола вправо, чтобы слева (см. снимок выше) оставалась как можно бОльшее пространство.

Чтобы избежать “воздушных пробок”: когда весь нагретый воздух поднимется вверх и будет там находится — не рекомендуется закрывать дверцу бокса для системного блока вашего стола.

Так же категорически не рекомендуется ставить системный блок вплотную к задней стенке. ЗА системным блоком зазор в 10 см до стенки стола — ОБЯЗАТЕЛЕН, чтобы вентилятор блока питания смог успешно охлаждать его.

При соблюдении всех этих пунктов охлаждение будет вполне достойным: горячий воздух будет скапливаться вверху и выходить из стола под действием естественного перемешивания (т.к. слева имеется достаточный зазор).

В некоторых случаях, если в вашем компьютере очень производительное «железо», рекомендуется полностью снять левую сторону корпуса системного блока — в таком случае эффективность охлаждения повышается в разы.

Например, я сам сделал точно так же, поскольку мой компьютер выделяет ну очень много тепла:

7. О процессорном кулере.

Этот вопрос больше актуален для производительных ПК. Если говорить о маломощных ПК, то смысла говорить о кулерах нет, т.к. такой процессор выделяет немного тепла, и штатного (идущего в комплекте с процессором) более чем достаточно.

Если вы покупаете процессор и в его названии присутствует слово BOX — значит он поставляется в полной комплектации, которая предусматривает кулер.

Если в прайс-листе вы видите пометку ОЕМ — это значит при покупке, кроме самого процессора вы не получите больше ничего.

Здесь можно дать такой совет: если вы покупаете недорогой современный процессор — то лучше выбрать BOX-комплектацию. В конечном счете такой процессор не потребует мощного кулера — производительность невысока, а нынешние технологии обеспечивают небольшое энергопотребление, следовательно, большого выделения тепла здесь ждать не приходится.

А если вы желаете приобрести какую-либо мощную модель, скажем, для домашнего ПК, то лучше выбирать ОЕМ-комплектацию — в любом случае, штатного кулера вам будет недостаточно.

Почему так происходит?

Сегодня производители, на мой взгляд, стали крайне халатно относиться к штатным кулерам — его размеры и характеристики не всегда соответствуют мощности процессора. Например:

Такой кулер идет в комплекте с двухъядерными и четырехъядерными процессорами Intel Core 2. Ладно, для 2-ядерных моделей его, может быть, и хватит, но для 4-ядерных — явно недостаточно…

Кроме того, если затронуть устаревшие модели, то ситуация такая: если вы купили, скажем, процессор 3 года назад, то в то время технологии не обеспечивали такого энергосбережения, как сейчас.

Именно поэтому, скажем, вполне себе недорогой и маломощный Pentium D 4-х летней давности греется даже сильнее, чем современные Core i7 топового уровня.

В этом случае — хороший кулер просто необходим. И я рекомендую устанавливать кулер башенного типа на тепловых трубках:

Тепловые трубки — выполненные из меди элементы, которые пронизывают алюминиевые (как на фото выше) или медные пластины кулера и способствуют более быстрому и эффективному отводу тепла от горячего процессора. Они обеспечивают в разы более эффективное охлаждение, по сравнению с обычными кулерами.

Тепловая трубка — устройство герметичное, внутри которого находится вода, которая циркулирует по трубке естественным образом. Этому движению способствуют тысячи мельчайших «зазубрин» на внутренней стороне трубки, которые позволяют воде подниматься вверх.

Вне зависимости от того, насколько мощный процессор вы хотите охладить — я всегда рекомендую кулеры только на тепловых трубках. Покупка обычного кулера на базе алюминиевого или медного радиатора — не оправдана.

Именно башенный кулер на тепловых трубках обеспечивает наибольшую эффективность.

Еще пример такого кулера:

8. Корпусный вентилятор — обязателен.

Следующее, что необходимо для организации правильного охлаждения — наличие корпусного вентилятора.

Современные корпуса предлагают возможность установки как минимум двух вентиляторов.

На передней панели: воздух при этом может поступать через перфорацию (как на фото), либо же снизу — если передняя панель не перфорирована:

При этом получается, что вентилятор становится как раз напротив жестких дисков и поэтому выполняет две важные функции: подает свежий воздух внутрь корпуса и охлаждает жесткие диски:

Наличие как минимум одного корпусного вентилятора — обязательно для любого компьютера! Вентилятор «прокачивает» воздух внутри и препятствует образованию «воздушных пробок».

Установка вентилятора на выдув на задней стороне не является обязательным, но тем не менее в некоторых случаях помогает сделать систему охлаждения еще лучше:

Но при этом не стоит забывать, что если у вас установлен кулер башенного типа, то в этом случае вентилятор кулера в большинстве случаев будет напротив гнезда для корпусного вентилятора на задней стенке (см. фото ниже), с той лишь разницей, что вентилятор кулера может располагаться с левой или правой стороны кулера

Если (как на фото) У вас не установлено корпусного вентилятора — то все нормально. Вентилятор кулера будет либо выбрасывать горячий воздух в это отверстие, либо затягивать его оттуда (в зависимости от расположения вентилятора на кулере). При этом лучше, чтобы он выбрасывал туда уже нагретый воздух, а не затягивал его.

На фото расположение кулера неоптимальное: горячий воздух при этом выбрасывается в корпус, а не в отверстие для крепления корпусного вентилятора.

Если же вы захотите установить еще и корпусный вентилятор, убедитесь, чтобы вентилятор и кулер не «конфликтовали», т.е. не направляли воздух друг на друга. Устанавливайте корпусный вентилятор так, чтобы он помогал процессорному кулеру.

Вне зависимости от того, на какую панель вы хотите установить вентилятор, я рекомендую использовать ТОЛЬКО 140-мм вентиляторы!

9. Расположение кабелей.

Большой проблемой для охлаждения являются неправильно уложенные кабели. Находясь в разбросанном состоянии они затрудняют циркуляцию воздуха внутри корпуса, иногда до такой степени, что даже мощный вентилятор не в состоянии «прокачать» весь объем корпуса…

Но при укладке кабелей внутри корпуса — не переусердствуйте! Не стоит излишне гнуть (на излом) и создавать натяжение — это может повредить кабели и привести к ошибкам и сбоям в работе ПК! Такие случаи не редки…

Просто постарайтесь уложить кабели максимально компактно. Настолько, насколько это возможно:

10. Позаботьтесь об особо горячих поверхностях.

Таковыми в компьютере являются прежде всего видеокарты. Особенно, если говорить о таких горячих и мощных моделях, как Radeon HD 4870X2 и HD 5970.

Позаботьтесь о том, чтобы сверху на видеокарте не лежали никакие кабели:

Это очень важно! В процессе работы видеокарта может разогреваться до температуры, близкой к 100 градусам!

11. О термопасте…

Устанавливая кулер всегда используйте термопасту. Ни в коем случае не ставьте кулер «на сухую»! Эффективность охлаждения упадет в разы…

Наносить термопасту нужно только на процессор, очень тонким, полупрозрачным слоем.

«Чем больше термопасты — тем лучше охлаждение» — это самый большой миф, среди начинающих пользователей!

Термопаста является связующим звеном, она соединяет поверхность процессора с поверхностью кулера, заполняя микроскопические неровности между этими поверхностями, в которых может находится воздух. А воздух, как известно, очень сильно препятствует отводу тепла.

А если термопаста будет наложена толстым слоем, то она превращается уже не в проводник тепла, а в изолятор — толстое «одеяло» между кулером и процессором.

Наносить ее можно чем угодно: выдавливаете небольшое количество пасты в центр на процессор, и затем немного размазываете по сторонам. Затем приступайте к установке кулера. Окончательно термопаста разойдется идеальным слоем только после того, как вы установите кулер.

Примечание: подробно процедуру установки кулера я показываю в бесплатном курсе по самостоятельной сборке компьютера.

Многие спорят о том, какая паста лучше… По своему опыту могу сказать, что разница между различными ее марками минимальна. Поэтому, не стоит обращать на это внимание.

Например, термопаста TITAN, продается вот в таких маленьких тюбиках:

Один такой тюбик рассчитан, как минимум, на ДВА раза.

При условии выполнения всех вышеприведенных рекомендаций по сути никаких проблем с охлаждением у вашего ПК не будет.

Ноутбуки

12. Особенности ноутбуков.

Все компоненты внутри ноутбука собраны в крайне малом пространстве мобильного корпуса. Помимо процессора в ноутбуке может быть установлена мощная видеокарта, жесткий диск…

Эти и другие устройства отделяют друг от друга считанные сантиметры, и при этом никакого пространства для циркуляции воздуха — внутри ноутбука просто нет.

Именно поэтому компоненты практически всегда работают при повышенных температурах. Исправить это, к сожалению, никак нельзя; но однако же можно уберечь ноутбук от дополнительного нагрева, таким образом продлив ему срок службы и избавив от критического перегрева.

13. Рабочее место…

Как я уже не раз упоминал здесь на блоге — старайтесь по возможности не располагать ноутбук на мягких поверхностях и коленях, особенно — когда за ноутбуком вы работаете с ресурсоемкими задачами (например, обработка фото или видео). При несоблюдении этого простого правила перегрев компонентов ноутбука, включая батарею — обеспечен…

Старайтесь располагать ноутбук на ровной и твердой поверхности рабочего стола. При этом убедитесь, что никакие предметы, которые лежат лядом, не мешают току воздуха под- и вокруг ноутбука:

По сути — это самое главное и самое эффективное, что только можно сделать для избежание перегрева.

14. Погода…

Не работайте за ноутбуком под прямыми солнечными лучами. Они очень быстро и очень сильно нагревают его поверхность (особенно, если ноутбук темный) и быстро прогревают всё внутри корпуса.

В этом случае возможны даже повреждения отдельных компонентов от перегрева.

И последний совет, который я бы хотел дать в рамках этой статьи, для всех пользователей, в не зависимости от того, ноутбук ли у вас или же настольный ПК:

15. Регулярно выполняйте очистку от пыли!

Для настольных ПК: Они очень быстро накапливают пыль. Старайтесь по крайней мере раз в 6 месяцев открывать системный блок и очищать все внутренние компоненты от пыли.

Пыль препятствует отводу тепла от компонентов и существенно ухудшает теплообмен. Из-за пыли особенно могут перегреваться жесткие диски, видеокарта и процессор.

Отдельно хочу упомянуть о вентиляторах. Помните: забитый пылью вентилятор подает воздух намного менее эффективно:

Для очистки внутренних компонентов я обычно использую кисть и слегка влажную ткань. КАТЕГОРИЧЕСКИ не рекомендую использовать пылесос! В процессе чистки им можно случайно повредить хрупкие компоненты. Такое случается довольно часто.

Приступайте к процедуре очистки ТОЛЬКО если компьютер выключен!

Для ноутбуков: Здесь ситуация несколько сложнее…

Дело в том, что ноутбуки обладают различными корпусами: некоторые открывают сразу доступ к системе охлаждения так, что можно почистить кистью вентилятор; а в некоторых, чтобы добраться до вентиляторов нужно разобрать полноутбука…

Здесь единственный совет, который я могу вам дать: не беритесь за разбор ноутбука, если вы не уверены в том, что сможете собрать всё назад…

Основы воздушного охлаждения и подавления шума жесткого диска

  • Вступление
  • Основы охлаждения
    • Увеличение площади поверхности теплообмена
    • Увеличение коэффициента теплоотдачи
      • Скорость движения воздуха
      • Площадь охлаждения
      • Формирование воздушного потока
      • Толщина воздушного потока
      • Расход воздуха
    • Уменьшение температуры охлаждающего воздуха
      • Системы, обеспечивающие приток свежего и холодного воздуха внутрь системного блока
      • Системы, обеспечивающие передачу тепла на наружную поверхность корпуса, охлаждаемую забортным воздухом

Вступление

Сразу следует отметить, что далее речь пойдет о воздушном охлаждении жесткого диска. Наиболее дешевом и самом распространенном.

Сегодня в Интернете можно найти огромное количество материалов, посвященных проблемам воздушного охлаждения жестких дисков и подавления производимого ими шума. Найти можно практически все кроме последовательного систематизированного подхода к решению этой проблемы.

И решается она по-разному:

  • одни считают, что главное – охладить и обвешивают весь винчестер радиаторами, окружают мощнейшими воющими и ревущими вентиляторами, а шум считается побочным явлением, не заслуживающим внимания;
  • других раздражает подобный шум, и они пытаются каждый по своему бороться с ним, причем нередко в ущерб охлаждению;
  • а многие и вовсе не представляют последствий перегрева и не обращают внимания ни на запредельные температуры, ни, тем более, на шум.

реклама

Почему так?

Дело, скорее всего в том, что мало кто в достаточном объеме знаком с путями решения проблем как эффективного охлаждения и подавления шума производимого жестким диском (да и компьютерной системой в целом).

Такое состояние дел и обусловило появление данной статьи. Основная цель ее – оказать посильную помощь в уяснении, осмыслении и систематизации общих принципов и путей комплексного решения проблем, как охлаждения жесткого диска, так и подавления производимого им шума.

В данной статье:

  • по возможности кратко, популярно или даже вовсе аксиоматично изложены сведения и минимальные основы, необходимые для понимания рассматриваемого материала и подходов к выбору конкретных конструктивных решений;
  • приведена попытка не только анализа и классификации методов и способов воздушного охлаждения жесткого диска и снижения производимого им шума, но и анализа эффективности решений используемых в типовых устройствах охлаждения и снижения шума жестких дисков;
  • показан пример комплексного подхода к решению проблемы охлаждения и снижения шума жесткого диска, как при выборе конкретного готового устройства, так и при практической разработке и изготовлении самодельной конструкции.

Хочется надеяться, что статья будет полезной всем желающим получить наиболее сбалансированное решение по охлаждению жесткого диска, производящее минимум шума и не допускающее перегрева диска даже при экстремальных условиях эксплуатации и нагрузках. Причем как тем, кто ориентируется на готовое решение, так и тем, кто для наиболее эффективного решения задач по данной теме готов проявить смекалку в доработке готовых решений, смастерить что-нибудь свое.

Примечания

Многие используемые в статье термины в настоящее время имеют достаточно много толкований. Поэтому в таких случаях будем особо оговаривать их смысл и содержание, используемые в статье.

Для акцентирования внимания читателей используются следующие знаки:

  • — Важная информация
  • — Очень важная информация;
  • — Основа метода или способа охлаждения или снижения шума жесткого диска;
  • — Метод, вариант, способ;
  • — Хорошее решение;
  • — Плохое решение.

ОСНОВЫ ОХЛАЖДЕНИЯ

Жесткий диск нагревается как элементами электроники, так и элементами электромеханики. Причем больше тепла выделяют, пожалуй, элементы механики, например, такие как катушка позиционера в банке с механикой (гермоблоке) или электродвигатель. Электроника тепла выделяет меньше, но отдельные микросхемы из-за малых размеров обычно разогреваются до большей температуры, чем гермоблок.

От повышенных температур медленно деградируют не столько электронные компоненты контроллера или поверхность пластин, сколько элементы механики. Срок службы жесткого диска сокращается. Повышенная температура губительно действует на подшипники, места соединения движущихся частей и, особенно, на головки чтения-записи. Очень же сильный нагрев может привести к немедленному отказу жесткого диска.

А каковы же должны быть рабочие температуры?

Мнений тут много, но многие сходятся к тому, что с точки зрения срока службы жесткого диска оптимальной температурой банки можно считать (35…45)°С, а рабочая температура для большинства современных микросхем согласно документации на них значительно больше и может достигать 125 °С

Конечно, если имеются уж очень сильно греющиеся чипы, то срок службы электроники может значительно сокращаться. Но это явление достаточно редкое и скорее относится к просчетам разработчиков.

Кроме того, производители дисков, как правило, ограничивают еще и скорость изменения температуры окружающей среды или скорость изменения температуры охлаждающего воздуха, что при воздушном охлаждении фактически одно и то же, значениями не более (15…20) °С/час. В документации на жесткие диски различных производителей эта скорость изменения обычно обозначается как “temperature gradient” или “перепад температур”. См., например, п. 7.2.1 Temperature and humidity или п. 2.8.2 Temperature gradient, или п. Перепад температур.

Обычно вовсе не трудно ограничить нагрев банки и микросхем электроники жесткого диска на указанных выше уровнях. А вот не превысить указанную скорость изменения температуры окружающей среды посложнее. Особенно в первые (10…15) минут после включения системного блока, когда скорость нагрева воздуха в нем весьма высока. Изменение температуры воздуха вокруг жесткого диска за такое время не должно превышать (3…5) °С. Хотя на первый взгляд это и немного «лишка». Но….

Превышение рассмотренных параметров часто проявляется там, где в угоду минимизации общих шумов системного блока необдуманно сокращается количество вентиляторов и их скорость вращения. Нередко в корпусах, у которых площадь воздухозаборников для организации охлаждения жестких дисков недостаточна или же их и вовсе нет, жесткие диски оставляют “вариться в собственном соку” вовсе не задумываясь об их охлаждении.

Многолетний практический опыт автора показал, что наиболее часто как выход из строя жестких дисков, так и появление большого количества “бадов” наблюдается там, где пренебрегают охлаждением.

Вывод. В общем случае необходимо не только достойно охлаждать как банку с механикой, так и электронику диска, но и не допускать превышения температурного градиента охлаждающего воздуха. Т.е. создавать некоторое устройство или систему охлаждения, выполняющую эти (и не только) задачи.

Система – нечто целое, представляющее собой единство закономерно расположенных и находящихся во взаимной связи частей.

Как же вообще можно отобрать тепло у HDD?

Из теории известно, что количество тепла за единицу времени или тепловой поток q, отбираемый от любой охлаждаемой поверхности (чипа, жесткого диска и т.д.), описывается формулой Ньютона:

q=α*S*ΔT(1)

где:

  • q — количество теплоты за единицу времени (единица измерения Дж/c или Вт),
  • α — коэффициент теплоотдачи, Вт/м²К,
  • S — площадь поверхности теплообмена, м²,
  • ΔT=Т-Твозд — перегрев или перепад температур между температурой охлаждаемой поверхности Т и температурой теплоносителя Твозд (температура воздуха при воздушном охлаждении), К.

Проще говоря, формула гласит, что количество тепла, отбираемое от любой охлаждаемой поверхности, прямо пропорционально:

  • разнице температур между температурой охлаждаемой поверхности и температурой воздуха;
  • площади охлаждаемой поверхности;
  • коэффициенту теплоотдачи.

Выводы:

Улучшить охлаждение винчестера (увеличить количество отводимого тепла), можно всего-то только тремя методами:

  • уменьшением температуры охлаждающего воздуха;
  • увеличением площади поверхности теплообмена;
  • увеличением коэффициента теплоотдачи.

Комбинированное использование этих методов резко повышает эффективность системы охлаждения жесткого диска.

А как это выглядит на практике?

Увеличение площади поверхности теплообмена

Площадь теплообмена обычно увеличивают с помощью радиаторов.

Из выражения (1) видно, что теоретически для увеличения скажем вдвое теплового потока (или, что то же самое, двукратного уменьшения перегрева), необходимо так же вдвое увеличить площадь теплообмена.

Практически же из-за того, что как свойства самих радиаторов, так и передача тепла от диска к радиатору неидеальны, требуется более чем двукратное увеличение площади теплообмена для двукратного уменьшения перегрева.

Кроме того, у HDD почти нет ровных поверхностей пригодных для установки толковых радиаторов.

Хотя вроде нет. Практически у всех жестких дисков имеется плоская поверхность, образованная тонкой жестянкой – крышкой гермоблока, на которую можно лихо приспособить солидный радиатор.

Но так как все греющиеся элементы закреплены на литом массивном основании, то отвод тепла от него по тонюсенькой жестянке с наклеенной бумажкой к радиатору сразу выглядит неперспективно. Путь же через воздух внутри банки и жестяную крышку тоже особо не прельщает.

Далее, кажется, что можно легко установить радиаторы на боковые поверхности жесткого диска, но в местах крепления имеются технологические приливы и плотного контакта с радиатором не получится.

Но выглядит это куда перспективнее, чем охлаждение через тонкую жестяную крышку. Особенно если не жалеть термопасты между радиатором и боковой поверхностью жесткого диска.

На практике отвод тепла от боковых поверхностей HDD наиболее распространен.

Можно, конечно, выровнять и отшлифовать боковые поверхности винчестера (потеря гарантии!!!). Потом установить на них вполне приличные радиаторы.

При таком раскладе охлаждение диска через боковые поверхности происходит довольно эффективно, но не оптимально:

  • улучшение теплообмена наблюдается только через боковые поверхности, общая площадь которых составляет менее 1/6 части от общей площади поверхности банки;
  • неравномерное охлаждение механики, т.к. не лучшим образом охлаждаются элементы, расположенные в середине банки вдали от радиаторов (боковых стенок);
  • без дополнительного охлаждения остается электроника (хотя ? на наиболее горячие чипы так же можно, а в некоторых случаях и нужно приспособить радиаторы).

Ну, а установка еще и на нижнюю, как правило, весьма кривую поверхность множества мелких радиаторов достаточно трудоемко.

Однако в последнее время получили распространение мягкие теплопроводные прокладки. Они легко деформируются и позволяют передавать тепло от неровных поверхностей жесткого диска к радиатору.

Например, радиатор Titan TTC-HD92 через такую прокладку устанавливается на жесткий диск со стороны печатной платы и обеспечивает охлаждение и электроники, и банки.

Но небольшая теплопроводность прокладки не позволяет достигать высокой эффективности подобных решений.

Выводы:

  • Внутри корпуса системного блока в условиях естественной конвекции воздуха, т.е. когда скорость движения воздушных масс мала, только с помощью радиаторов приемлемых размеров справиться с отводом тепла (достойным снижением перегрева), не так-то просто.
  • Такое решение ввиду быстрого нагрева воздуха в корпусе после включения, как правило, не позволяет выполнить требования по скорости изменения температуры окружающей среды.

Добиться дальнейшего кардинального улучшения охлаждения можно только с помощью принудительной воздушной конвекции (т.е. интенсивного обдува).

Увеличение коэффициента теплоотдачи

Известно, что значения коэффициента теплоотдачи α (см. выражение 1) для естественной воздушной конвекции составляют примерно (2…10) Вт/м²К, а для принудительной (10…150) Вт/м²К (и даже больше), то есть практически на порядок выше.

Это позволяет так же на порядок увеличить тепловой поток (и, соответственно, на порядок уменьшить перегрев) и дает надежды на то, что обдув воздухом есть весьма эффективный метод улучшения охлаждения, который позволит получить прекрасное охлаждение даже без использования радиаторов.

И, коль это кажется столь перспективным, стоит подробнее разобраться с особенностями принудительного охлаждения.

Скорость движения воздуха

Чем выше скорость движения воздуха, тем больше коэффициент теплоотдачи α и, следовательно, поток тепла, отбираемого от охлаждаемой поверхности, но и, как правило, больше шум, создаваемый воздушным потоком.

А скорость воздуха и, следовательно, расход его определяются характеристиками используемого(мых) вентилятора(ов) и сопротивлением воздушному потоку системы охлаждения.

Этим, как правило, и ограничивается вся “мудрость” многих охлаждающих систем.

А, может этого и достаточно? И это лучшее. Вот и проанализируем “крылатые советы всех времен и всех форумов”.

Совет первый и самый частый. “Хочешь охладить, возьми вентилятор помощней, сунь под “брюхо” винчестера и готово. А шумит сильно – вентилятор послабее, да напряжение на нем понизить до (4…5) Вольт”.

Например, как это сделано в HDD кулере TITAN TTC-HD12, закрепляемом снизу винчестера.

Такой кулер прекрасно охлаждает электронику. А вот у банки обдувается только половинка “брюха” или около 1/6 части от общей площади поверхности банки, что требует воздушного потока приблизительно в шесть раз большего, чем при равномерном обдуве всей поверхности банки. Да еще вентилятор стоит вплотную к диску, что резко снижает его производительность и не менее резко повышает шум.

Выводы:

  • Поэтому или сильный воздушный поток и сильный шум, или весьма посредственное охлаждение банки.
  • При таком способе обдува со стороны “брюха” может сложиться ситуация, когда внутренний датчик винчестера может показывать температуру значительно меньшую реальной температуры большей части банки.
  • Неравномерное охлаждение механики.
  • Вибрации вентилятора могут передаваться на жесткий диск.

Не здорово.

Совет второй и очень частый. “Если дисков несколько, вешай их один над другим в “стандартную” корзину, ставь перед ними опять же вентилятор или даже два и порядок.”

И неважно, что зазор между дисками, установленными в большинство “стандартных” корзин, обычно не превышает двух-трех миллиметров. В такой зазор даже линейку непросто просунуть, а не то, что создать в нем приличный охлаждающий воздушный поток.

А уж до того, что воздушный поток от вентилятора после “удара” о переднюю поверхность диска (дисков) разлетается вверх, вниз и в стороны, нормально охлаждая только передние поверхности дисков и вовсе никому дела нет.

Выводы:

  • Раз большая часть поверхности диска(ов) практически не обдувается, то или сильный воздушный поток и сильный шум, или весьма посредственное охлаждение банки.
  • Неравномерное охлаждение механики.
  • Да еще и электроника практически не обдувается.

Аналогичными недостатками обладает целый ряд «бескорпусных» охладителей для винчестеров. Они устанавливаются в свободный 5” отсек. Особенно ярко эти недостатки проявляются, если сверху и снизу имеются пустые отсеки. Кроме того такие устройства имеют повышенный шум от вентилятора(ов), установленного(ых) фактически на передней панели корпуса.

Да.… Именно из-за такого букета недостатков подобных устройств приходится чесать репу и вспоминать-придумывать что-то такое, что поможет охлаждать диски поэффективнее и потише.

Площадь охлаждения

Чем большая площадь поверхности диска участвует в процессе теплообмена и чем эффективнее используется воздушный поток, тем меньшей величины требуется он для равного охлаждения дисков, и тем тише такое устройство будет работать. Наибольшая площадь поверхности диска будет активно участвовать в процессе теплообмена с помощью вынужденной конвекции только при наличии воздушного потока равномерно “облизывающего” жесткий диск со всех сторон.

Воздушного потока, равномерно “облизывающего” практически всю площадь поверхности жесткого диска можно добиться при заключении диска в специальный кожух-воздуховод. Кожух будет направлять воздушный поток вдоль винчестера, не давая воздуху расходиться вверх, вниз и в стороны, как это происходит в подавляющем большинстве корзин (особенно с очень плотным расположением дисков) и в «бескорпусных» охладителях для винчестеров.

И замечательно будет, если этот воздуховод имеет доступ к “забортному” воздуху (см. Уменьшение температуры охлаждающего воздуха).

Примером такой конструкции служит HDD кулер CoolerMaster DHC-U43 CoolDrive 3. Его конструкция отличается от конструкций «бескорпусных» охладителей наличием алюминиевого кожуха-воздуховода. ? Он служит еще и радиатором, увеличивающим площадь теплообмена.

Для охлаждения сразу нескольких винчестеров служат устройства типа LIAN LI EX-332 HDD Mount Kit, устанавливаемые в свободные 5,25” отсеки.

Такого типа “корзины” имеют увеличенный зазор между дисками, закрыты сверху и снизу и позволяют обеспечить воздушный поток равномерно “облизывающий” практически всю площадь поверхности жестких дисков и позволяют организовать толковое охлаждение, как электроники, так и равномерное охлаждение банки с механикой.

Кроме того, такого типа “корзины” нередко оснащаются воздушными фильтрами и резиновыми амортизаторами для борьбы с шумами жестких дисков.

Формирование воздушного потока

В только что рассмотренных системах охлаждения жестких дисков вентиляционные решетки, воздухозаборники, сами жесткие диски и т.д. всегда являются препятствиями на пути движения воздушного потока, формируемого вентилятором, которому приходится создавать некоторое давление для преодоления сопротивления воздушному потоку.

Причем чем больший воздушный поток необходим для отвода тепла, и чем больше степень турбулентности этого потока, тем больше система охлаждения противодействует прохождению этого потока воздуха, тем большую работу приходится совершать вентилятору создающему этот поток. И тем более мощный требуется вентилятор для преодоления сопротивления. Соответственно растет создаваемый шум.

А поскольку сами вентиляторы (независимо от скорости вращения) формируют воздушный поток с высокой степенью турбулентности, то сопротивление системы с “нагнетающим” вентилятором на входе оказывается больше сопротивления системы с “ вытяжным” вентилятором на выходе.

В результате охлаждающие системы жестких дисков с “вытяжным” вентилятором по сравнению с системами с “нагнетающим” вентилятором имеют следующие преимущества:

  • при одинаковых оборотах одинаковых вентиляторов несколько большую величину воздушного потока и, следовательно, несколько лучшее охлаждение;
  • при одинаковом охлаждении требуются меньшие обороты одинаковых вентиляторов и, следовательно, получается меньший шум.

Толщина воздушного потока

Суммарная толщина воздушного потока с использованием “вытяжной” вентиляции в системе охлаждения HDD не должна быть слишком большой, так как слои воздуха наиболее удаленные от охлаждаемой поверхности мало участвуют в процессе охлаждения.

одной стороны, тут при неизменном расходе воздуха, чем тоньше воздушный поток, тем выше его скорость и, следовательно, лучше охлаждение диска (см. п. Скорость движения воздуха). Но в этом случае с уменьшением площади поперечного сечения воздушного потока растет сопротивление воздушному потоку, требуется более мощный вентилятор, растет шум.

другой стороны, если воздух нагревается в основном вблизи поверхности жесткого диска, то средняя температура избыточно толстого воздушного потока, прошедшего через систему охлаждения винчестера, возрастет весьма незначительно, и такой воздушный поток можно будет использовать для охлаждения других компонентов системного блока. Но прокачка избыточного воздуха опять же источник избыточного шума.

Практика показала, что в большинстве случаев оптимальная толщина потока вокруг типовых 3,5” дисков составляет 8-12 миллиметров. Со стороны тонкой жестяной крышки гермоблока эта величина может быть уменьшена до 5-8 миллиметров.

Для 2,5” дисков ввиду меньшего тепловыделения толщины потоков могут быть меньше. Конкретные значения оптимальной толщины потока вокруг 2,5” дисков автор дать не может, т.к. экспериментов с такими дисками не проводил.

При использовании “нагнетающей” вентиляции воздушный поток получается с очень высокой степенью турбулентности по всему поперечному сечению, и толщина его может быть в несколько раз больше. Но опять же прокачка избыточного воздуха — источник избыточного шума.

Да, а сколько ж надо этого воздуха для охлаждения диска?

Расход воздуха

Существует простая формула, которая позволяет с достаточной точностью рассчитать поток воздуха Q в кубических футах в минуту CFM (cubic feet per minute), требуемый для отвода от винчестера тепловой мощности W в Ваттах при допустимом перегреве ΔT в градусах Цельсия:

Q = 1,76*W /ΔT(2)

Данное соотношение однозначно показывает, какой производительностью Q должна обладать система охлаждения для отвода с помощью конвективного теплообмена требуемой тепловой мощности W при заданном перегреве ΔT.

Другие виды теплообмена — теплообмен теплопроводностью (передача тепла через непосредственный контакт с корзиной или, например, стенками корпуса) и лучистый теплообмен (перенос тепла излучением) здесь во внимание не принимаются. Тем более что при наличии прокладок и шайб, специальных амортизирующих, виброизолирующих креплений или мягкого подвеса жесткого диска для уменьшения шума, вклад этих двух механизмов в процесс теплообмена становится и вовсе мизерным. Поэтому их и можно не учитывать.

Для примера прикинем значение воздушного потока, необходимого для отвода среднестатистических (7…15) Вт тепла от жесткого диска с перегревом в зависимости от поставленных задач (5..15) °С.

Расчетное значение составляет

Q = 1,76 * (7…15) / (5..15) = (1…5) CFM.

На основании найденного значения подбираются соответствующие вентиляторы, и конструируется воздушный тракт охлаждающей системы. Однако сразу надо сказать, что в правильной системе охлаждения величину воздушного потока для охлаждения одного диска может обеспечить практически любой вентилятор даже при пониженном питании.

Правда из-за худшего прогрева удаленных от охлаждаемой поверхности слоев воздуха и прокачки излишнего воздуха вовсе мимо жесткого диска, как правило, требуется несколько большее значение воздушного потока. Причем чем толще воздушный поток, тем больше прокачивается излишнего воздуха. Турбулентный поток прогревается равномернее, поэтому он экономнее ламинарного потока.

Уменьшение температуры охлаждающего воздуха

Здесь все просто.

На сколько градусов уменьшается температура охлаждающего воздуха, настолько же уменьшается температура винчестера.

Таким образом, обычные варианты с охлаждением винчестера воздухом, нагретым внутри корпуса, не являются оптимальными, хотя иногда они реализуются попроще.

Если исключить такую “экзотику”, как, например, установку системного блока в холодильник или использование зимой уличного воздуха для охлаждения, то для охлаждения винчестера оптимально воспользоваться забортным воздухом, т.е. воздухом, взятым снаружи системного блока, а не изнутри его, где воздух по определению теплее.

Системы, обеспечивающие приток свежего и холодного воздуха внутрь системного блока

Для создания притока воздуха для охлаждения диска обычно используются вентиляторы общей системы охлаждения в блоке питания, на задней или верхней стенке корпуса и т.д.

Такие решения используются сейчас во многих современных корпусах.

При “вытяжной” вентиляции, т.е. создающей в корпусе некоторое разряжение воздуха, часть воздуха засасываемого через вентиляционные отверстия направляется на жесткий диск.

При “нагнетающей” вентиляции, создающей в корпусе некоторое избыточное давление воздуха для обдува диска обязательно должен использоваться отдельный дополнительный вентилятор, расположенный перед диском.

Одновременно этот же вентилятор используется и в общей системе охлаждения для нагнетания воздуха в корпус.

Иногда используются специальные лотки-переходники для установки 3,5-дюймовых жестких дисков в 5-дюймовые отсеки корпуса.

На передней панели у них имеется вентилятор для обдува диска забортным воздухом.

Существуют такие устройства и для установки нескольких дисков.

Использование для охлаждения забортного воздуха позволяет не только автоматически выполнить требования по температурному градиенту, но и на несколько градусов уменьшить температуру диска.

Системы, обеспечивающие передачу тепла на наружную поверхность корпуса, охлаждаемую забортным воздухом

Такие решения используются сейчас довольно редко. В основном в безвентиляторных системах охлаждения, например, в корпусе Zalman TNN500A.

Здесь винчестер имеет тепловой контакт с боковой стенкой играющей роль радиатора, охлаждаемого забортным воздухом.

Однако на практике такое решение ввиду быстрого нагрева воздуха в корпусе после включения, как правило, не позволяет выполнить требования по температурному градиенту.

Вот что вспомнилось из того, что волей-неволей придется учитывать при разработке действительно эффективной и малошумящей системы охлаждения. Вот и поговорим о шуме.

Продолжение следует…

Превращение пассивной системы охлаждения для HDD «DEEPCOOL» Icedisk 100 в активную.

Всем здравствуйте!В этом обзоре речь пойдет о том как я превратил пассивную систему охлаждения для HDD «DEEPCOOL» Icedisk 100 в активную, то есть добавил к ней вентилятор Thermalright X-Silent на 140 мм.

Начну с того что после приобретения уже третьего диска на от Western Digital серии Black на 7200 оборотов WD2002FAEX с кешем на 64MB объемом 2 терабайта,только теперь уже с SATA-3(до этого были SATA-2 на на 750 гигов и на 1 терабайт той же серии Black) я озадачился установкой его в корзину для жестких дисков в свой корпус Thermaltake Soprano,вообще в него можно установить до 5 дисков во внутрении корзины для 3,5″ дисков но это если друг над другом и без промежутков между ними ну а по нормальному только 3 чтобы они обдувались 120 мм вентилятором на передней панели корпуса.Но проблема была в том что это место для третьего диска занимала видеокарта длинной 27 см, расположенная как раз между дисками которая почти упиралась в корзину для них, т.к. этот корпус не позволяет устанавливать видеокарты длиннее 28 см.В результате я решил установить новый диск в отсек для устройств типоразмера 5,25″ то есть попросту говоря наверх в компанию к двд-рому и панели управления вентиляторами от Aerocool Touch 1000.

Тем более опыт такой установки у меня был,еще раньше когда я увлекался кроссфаером и в корпусе стояло соответственно две видеокарты,места там хватало только для одного диска из двух имеющихся у меня тогда в наличии.Второй я недолго думая установил наверх в отсек 5,25″с помощью салазок купленных как то по случаю,для охлаждения я использовал кулер для HDD Titan HD22 с двумя вентиляторами по 6 см,в общем все стандартно и охлаждался он вполне нормально,только сильно шумел и собирал очень много пыли на себя.

Но в этот раз я решил прикупить Icedisk 100 чтобы убить сразу двух «зайцев»- защитить диск от пыли и уменьшить шум от трескотни головок.Сказано-сделано все подключил и установил как надо,включил систему перекинул операционку на новый диск так как он все таки более быстрый(с SATA-3)и тут диск в этой «коробочке» начал безбожно греться до 52 градусов в простое,в принципе я знал что эти диски серии Black от WD довольно горячие но не до такой же степени,тем более что у меня еще стоят два других из той же серии и ничего особенного температуры у них в простое держатся в районе 35-37 градусов.

Надо что то делать понял я и решил превратить пассивную систему в активную,оставалось только выбрать хороший малошумящий вентилятор и придумать как надежно закрепить его на Icediskе.После изучения различных тестов мой выбор пал на Thermalright X-Silent с диаметром крыльчатки 140 мм,он подошел как нельзя лучше и по размеру и по шумности и по максимальному воздушному потоку,оставалось только прикрепить его к боксу.Здесь мне на глаза попались антивибрационные ножки для корпуса да к тому же еще и самоклеющиеся-тоже от «DEEPCOOL»,не долго думая я их приобрел и путем нехитрых манипуляций с помощью винтов и гаек я прикрутил ножки к вентилятору(ножки имеют отверстия в середине,туда я и вставил гайки которые в результате зафиксировались очень плотно,что и позволило мне очень плотно прикрутить их к вентилятору)оставалось только приклеить ножки к верхней крышке бокса(вариант с нижним расположением вентилятора отпал сразу,так как снизу нет ребер при обдуве которых эффективность охлаждения возрастает).После установки всей этой конструкции в корпус и запуска системе разница в температуре стала настолько очевидной что просто нет слов:

1.Температура без обдува в простое————————————-52-55 градусов(в комнате 28-30°C)

2.Температура без обдува в простое————————————-48-50 градусов(в комнате 20-22°C)

3.Температура с обдувом на 900 оборотах в простое——————-40-42 градуса(в комнате 28-30°C)

4.Температура с обдувом на 900 оборотах в простое——————-35-37 градусов(в комнате 20-22°C)

В результате получаем:

1. Полную защиту диска от внешних воздействий в том числе и от пыли(только небольшое отверстие где разЪемы)

2.Частичную защиту от шума головок диска при работе(в системе еще 2 диска)

3.Довольно тихую и очень эффективную систему охлаждения диска которая как нельзя лучше продлевает жизнь диску(Windows стоит на нем).

Вот общем то и все о чем я хотел вам рассказать в этот раз.Вы скажете зачем он это все пишет,а я вот думаю не пора ли ввести новую рублику например «Hand Made» то есть сделано своими руками и пусть пишут кто что сам сделал,я думаю будет будет интересно почитать а может кому и пригодится.

Охлаждение HDD – методы, их особенности, преимущества и недостатки

Отказ компьютера может поставить ваш бизнес или учебный проект в тупик. Практически каждый сотрудник современной компании ведёт все свои дела на компьютерной рабочей станции. Потеря доступа к вашему компьютеру даже на час может привести к огромным потерям в ежедневных продажах и доходах. Конечно, каждый рассчитывает на то, что его компьютер будет работать без проблем всё время. Но большинство людей не осознаёт, что самым важным элементом любого ПК является не Wi-Fi, монитор или даже клавиатура, а жёсткий диск, скрытый глубоко внутри устройства. Чрезвычайно важно убедиться, что ваш жёсткий диск защищён и поддерживается на протяжении всего срока службы вашего компьютера. Если вы не сохраните его, он может выйти из строя и забрать с собой все ваши данные.

Правила охлаждения HDD-диска.

Методы охлаждения ПК

Первые компьютеры, которые когда-либо были сделаны, могли работать только при постоянной температуре, примерно комнатной. Чтобы достичь соответствующих температурных и влажностных условий и обеспечить бесперебойную работу ПК, необходимо было использовать специальные системы охлаждения. С тех пор всё кардинально изменилось. Современные компьютеры могут работать при более высоких температурах окружающей среды, выполняя миллионы вычислений в секунду больше. Методы охлаждения для современных компьютеров, которые были изобретены и испытаны за последние годы, были значительно минимизированы. У каждого из них свои преимущества и недостатки. Чтобы вы могли выбрать тот, который соответствует вашим потребностям, для начала ознакомьтесь с их особенностями.

Симптомы перегрева жёсткого диска

Перегрев является одной из наиболее распространённых проблем, возникающих у пользователей с их жёсткими дисками. Важно, чтобы владельцы компьютеров понимали, что перегрев – это не просто незначительное неудобство. Исследования показывают, что горячий жёсткий диск является предвестником его отказа. Отказ жёсткого диска приводит к тому, что люди теряют все свои данные, особенно если нет соответствующей системы резервного копирования. Когда профессионал теряет все свои данные, это может нанести огромный ущерб бизнесу. Перегрев – это то, что легко определить: корпус вашего ноутбука или компьютера может быть тёплым или горячим наощупь. Некоторые из других контрольных признаков надвигающегося отказа компьютера включают в себя:

  • Значительная задержка при загрузке или медленный доступ к файлам.
  • Странные звуки – особенно громкие щелчки.
  • Вентиляторы работают дольше и громче, чем обычно.
  • Данные исчезают или становятся повреждёнными.
  • «Синий экран смерти».

Причины перегрева жёсткого диска

Заблокированный поток воздуха. Воздух должен поступать в компьютер, чтобы вентиляторы могли выполнять свою работу. Убедитесь, что ваш компьютер находится там, где ничто не препятствует попаданию воздуха в вентиляционные отверстия. Неисправные вентиляторы. Когда вентилятор загрязняется, он должен работать усерднее, чтобы поддерживать надлежащую температуру и перегревать жёсткий диск. Чистите кулеры каждые 3-6 месяцев. Пыль. Пыль не только блокирует поток воздуха, но и изолирует компоненты, которые должны охлаждаться вентиляторами. Пыль – ваш враг! Разместите свой компьютер в таком месте, где минимум пыли и которое легко содержать в чистоте.

Достоинства и недостатки

Распространённой проблемой в создании продукта, особенно в электронике, является управление температурным режимом для достижения оптимальной эффективности. Суть задачи заключается в разработке энергосберегающих микропроцессоров и печатных плат (PCB), которые не будут перегреваться. Часто пропускаемым аспектом решения проблем терморегулирования компьютера является архитектурное проектирование. Будь то частный дом, офисное здание или выделенная серверная комната, архитектурные соображения могут оказать огромное влияние на доступные решения по управлению температурным режимом. Для решения и уменьшения трудностей и неэффективности, возникающих в результате нагрева, инженеры используют различные системы охлаждения жёсткого диска для управления условиями. Эти системы можно разделить на две основные категории: с активными и пассивными методами охлаждения. Но в чём разница между ними?

Пассивное охлаждение

Преимущества пассивных методов охлаждения заключаются в энергоэффективности и более низких финансовых затратах. Пассивное охлаждение обеспечивает высокий уровень естественной конвекции и рассеивания тепла благодаря использованию теплораспределителя или теплоотвода для максимизации режимов радиационного и конвекционного теплообмена. Другими словами, пассивное охлаждение основывается на использовании воздуха, проходящего через корпус ПК и его кулеры. Пассивное управление температурой – это экономичное и энергосберегающее решение, которое опирается на радиаторы, теплораспределители, тепловые трубки или материалы теплового интерфейса (TIM) для поддержания оптимальных рабочих температур.

Активное охлаждение

Активное охлаждение, с другой стороны, относится к технологиям охлаждения, которые для улучшения теплообмена полагаются на внешнее устройство. Благодаря технологиям активного охлаждения во время конвекции скорость потока увеличивается, что резко увеличивает скорость отвода тепла. Решения для активного охлаждения включают принудительную подачу воздуха через вентилятор или нагнетатель, принудительную подачу жидкости и термоэлектрические охладители (TEC), которые можно использовать для оптимизации управления температурой жёсткого диска. Вентиляторы используются, когда естественной конвекции для отвода тепла недостаточно. Они обычно интегрированы в электронику, например в корпус компьютера, или подключены к процессорам, жёстким дискам или наборам микросхем для поддержания тепловых условий и снижения риска отказов. Основным недостатком активного управления температурным режимом является то, что он требует использования электроэнергии и, следовательно, приводит к более высоким затратам по сравнению с пассивным.

Пассивные системы охлаждения HDD

Как и в случае активного воздушного охлаждения жёсткого диска, в пассивном воздушном охлаждении используется пластина, которая имитирует большую охлаждающую поверхность детали. Но при пассивном воздушном охлаждении эта пластина в несколько раз больше, чем при активном, и это потому что в рёбрах нет вентилятора, который мог бы направлять воздух туда, куда нужно. Рёбра должны быть достаточно большими, и между ними должно быть достаточно места, чтобы можно было обеспечить естественный поток воздуха. Охлаждающие пластины могут быть очень тяжёлыми и иногда требуют фиксации поверх охлаждаемой детали, чтобы не повредить жёсткий диск или плату, а также чтобы до них доставал поток воздуха от кулера. Пассивное воздушное охлаждение является наиболее эффективным способом с точки зрения энергосбережения, поскольку для его работы фактически не требуется питания.

Этот метод имеет главный недостаток: вес. Тяжёлые и большие пластины должны быть закреплены на мелких деталях и жёстких дисках, увеличивая общий вес компьютера и уменьшая полезную площадь внутри корпуса. Кроме того, температура окружающей среды не может быть очень высокой, поскольку это сделает пассивное воздушное охлаждение неэффективным. Во многих случаях корпус компьютера имеет 1-2 вентилятора для циркуляции воздуха внутри. Надёжность системы очень высокая. Если требования к охлаждению HDD соответствуют способности этой системы, то это выбор номер один. Стоимость обслуживания составляет всего 0.

Активные системы охлаждения жёстких дисков

Вентилятор подаёт свежий воздух на охлаждающую пластину, расположенную над жёстким диском. Пластина обычно имеет плоскую поверхность, которая одной стороной касается охлаждаемой детали, а на другой располагается несколько рёбер. Эти рёбра увеличивают поверхность пластины и, следовательно, её теплообменную способность. Вентилятор делает циркуляцию более быстрой и эффективной, поскольку удаляет тепловую поверхность воздуха, которая образуется между рёбрами. Активное воздушное охлаждение винчестера является эффективным с точки зрения энергосбережения с одним основным недостатком: оно может снизить рабочую температуру детали только до температур, которые всегда выше, чем температура окружающей среды. Это может быть проблемой, когда ПК работает в жёстких условиях или рядом с ним есть другие компоненты, которые могут создавать высокие температуры во время работы.

Надёжность этих систем очень высока, потому что даже если вентилятор перестанет работать, система может действовать в течение нескольких минут в качестве пассивного воздушного охлаждения. Более того, когда вентилятор вот-вот выйдет из строя, за несколько дней он обычно издаёт странный звук, давая пользователю достаточно времени для замены. Расходы на обслуживание этой системы невелики и доступны для всех.

Водяное охлаждение

Это довольно новая тенденция в системах охлаждения корпусов ПК и жёстких дисков. Базовая система состоит из охлаждающих пластин, шлангов, через которые проходит охлаждающая жидкость, небольшого бака для охлаждающей жидкости, циркуляционного насоса и радиатора. К каждому охлаждаемому компоненту прикреплена охлаждающая пластина. Она обычно изготавливается из меди или алюминия и представляет собой пустотелую пластину с входом и выходом для охлаждающей жидкости. Циркуляционный насос будет циркулировать охлаждающую жидкость от радиатора к пластинам, затем к резервуару и обратно к радиатору. В радиаторе охлаждающая жидкость снижает температуру. В зависимости от типа радиатора, водяное охлаждение также можно разделить на активное и пассивное.

  • Пассивное водяное охлаждение: при этом методе радиатор изготавливается из длинного тонкого медного или алюминиевого шланга, который имеет ребра, изготовленные из одного и того же материала, различными способами прикреплёнными к его периметру. Когда горячая охлаждающая жидкость проходит через трубу, она охлаждается до температуры окружающей среды.
  • Активное водяное охлаждение: с помощью этого метода вода охлаждается не естественным путём, а с использованием других средств охлаждения, таких как небольшие фреоновые термоэлементы Пельтье.

В некоторых случаях охлаждающая жидкость может циркулировать естественным образом. Для этого резервуар и радиатор должны быть размещены выше, чем самая высокая охлаждающая пластина системы (то есть выше, чем HDD), шланги должны быть большего диаметра, а радиатор должен быть спроектирован так, чтобы охлаждающая жидкость могла проходить по нему свободно. В общем, водяное охлаждение может быть довольно грязным, когда в соединениях труб происходит сбой. Для работы насоса также требуется много энергии, что снижает его эффективность, но это можно обойти, если выбрать естественный поток. С другой стороны, при активном водяном охлаждении рабочая температура может быть быстро понижена до температуры окружающей среды или даже ещё меньше.

Основным недостатком является надёжность системы, поскольку сбой в работе насоса будет означать почти мгновенное повышение температуры HDD и других компонентов ПК, поэтому для повышения надёжности необходимо принять специальные меры безопасности. Кроме того, у водяного охлаждения есть технические проблемы, когда его пытаются применить к различным компонентам ПК, таким как дополнительные жёсткие диски, планки памяти, микросхемы мостов север/юг и т. д. Не все детали могут быть оснащены пластинами водяного охлаждения, что делает этот способ недоступным. Поэтому вентиляторы для циркуляции воздуха внутри корпуса в этих системах присутствуют почти всегда. Стоимость установки и сервиса иногда выше, чем в предыдущих вариантах, так как требуется регулярное техническое обслуживание насоса.

Выбор наиболее подходящего метода охлаждения жёсткого диска связан с определёнными требованиями. Потребляемая мощность, температура окружающей среды, влажность, рабочая температура и корпус деталей являются наиболее важными параметрами, которые необходимо учитывать при выборе метода охлаждения. Если вы уже сталкивались с выбором системы охлаждения для своего HDD или других компонентов ПК, поделитесь об этом с нашими читателями в комментариях под статьёй.

admin

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Наверх