Типы кулеров на тепловых трубках

ОГЛАВЛЕНИЕ

Кулеры на тепловых трубах

В последнее время широкое распространение на рынке ПК получили мультиплатформенные кулеры производства различных фирм, оснащенные медными тепловыми микротрубами (конструкция включает две и более микро-ТТ), а также медными тепловыми трубами (конструкция включает одну ТТ) (рис.8).



Рис.8(а). Кулеры Titan — Vanessa S-type.


Рис.8(б). Кулеры Titan — Vanessa L-type.

Одна из основных задач таких конструкций — увеличение площади теплоотдающей поверхности. Так, например, у кулера Thermaltake Silent Tower она составляет примерно 7000 см 2, и из-за большого количества ребер с узкими щелевыми каналами этот радиатор требует применения вентилятора высокой мощности для минимизации термического сопротивления. Все это приводит к увеличению массогабаритных параметров и, конечно, повышению стоимости предлагаемого продукта. Некоторые конструкции, в частности, тот же Silent Tower, дают возможность установки двух вентиляторов на корпусе кулера. Однако, как показывают результаты тестов, такое дополнение кулера к существенному улучшению теплосброса с процессора не приводит.

Можно смело констатировать: предлагаемые конструкции (рис.8) достигли своего предела по температурным уровням и тепловой эффективности. И для перехода на новый эволюционный виток в развитии систем охлаждения элементов ПК требуются принципиально новые подходы, новые конструкции кулеров с улучшенными тепловыми характеристиками.

Одна из новых идей заключается в более рациональном и обоснованном проектировании двухвентиляторных охлаждающих конструкций. Смысл в том, чтобы разделить радиатор на две составляющие для каждого из вентиляторов, и соединить их тепловой трубой. Фактически, если мы берем процессор, выделяющий 120 Вт тепла, то в нашем случае разделяем его на два «процессора», выделяющих по 60 Вт. Получив две разъединенные между собой зоны теплосброса, второй вентилятор можно дополнительно нагрузить необходимой полезной работой (например, использовать для дополнительного охлаждения жесткого диска), либо путем компоновочных решений совместить корпусной вентилятор с оребренной поверхностью тепловой трубы за счет специализированного конструктивного исполнения ТТ (специальной формы, изгиба, длины) (рис. 9). Здесь также может быть эффективным другое решение — применение одного корпусного вентилятора для снижения температуры в корпусе ПК и для охлаждения процессора одновременно.



Рис.9(а). Возможные схемы компоновки кулеров в корпусе ПК — вертикальная.


Рис.9(б). Возможные схемы компоновки кулеров в корпусе ПК — горизонтальная.

В лаборатории тепловых труб НТУУ «КПИ» г. Киев проверили на практике вышеназванные идеи и разработали экспериментальные образцы кулеров на тепловых трубах. Общие виды таких охлаждающих устройств представлены на фото (рис.10, 11). В основе их работы лежит принцип действия термосифона: для отвода высоких плотностей тепловых потоков выбран алюминиевый профиль с конструкционной капиллярной структурой (по сравнению с существующими аналогами, подобные конфигурации ТТ являются более технологичными).



Рис.10(а). Охлаждающее устройство на двух тепловых трубах — общий вид.


Рис.10(а). Охлаждающее устройство на двух тепловых трубах — расположение в системном блоке.


Рис.11. Улучшенная конструкция кулера на одной тепловой трубе.

Длина и форма (сечение, кривизна) тепловой трубы могут быть различными, но при этом не должны нарушаться физические процессы в тепловой трубе (см. рис.1). Сразу нужно отметить, что схемы построения и компоновки отличаются от продукции китайских фирм. Предлагаемые схемы с одной стороны не обладают универсальностью установки данных кулеров в любой возможный корпус ПК. Но с другой стороны, как и показали результаты исследования, отличаются неплохой компоновочной многофункциональностью в корпусах формата Mid-Tower (рис.9). Такая схема может также заинтересовать предприятия — изготовителей ПК, которые создают свой внутренний и наружный дизайн корпуса системного блока.