Технологии: "Freon steam compression cooling systems" Фреоновые системы охлаждения компьютеров⁠⁠

Фреоновые парокомпрессионные (холодильные) системы охлаждения центральных процессоров компьютеров и графических процессоров видеокарт, их преимущества и недостатки. Серийные решения фреоновой системы охлаждения.

На протяжении всего времени развития компьютерной техники всегда остро стоял, и будет стоять вопрос эффективного охлаждения различных элементов компьютеров, которые выделяют значительное количество тепла. Сколько уж копий сломано при решении этой проблемы, но кардинально она так и не решена. И, кажется, что эта борьба двух сил: «выделителей тепла» и «отводителей тепла» будет вечная. Давно известно, чем интенсивнее отводится тепло от нагревающихся элементов компьютера, и чем холодней будут они, тем большим будет их срок службы, и стабильнее работа всего компьютера. Каких только не создано систем охлаждения, и все они обладают различной эффективностью охлаждения. Воздушные и жидкостные системы охлаждения работают по элементарному принципу, они передают тепло от нагреваемых элементов сначала на радиатор охлаждения, а потом от радиатора в окружающую среду, благодаря теплопроводности применяемых в них материалов и воздуха. Такие системы не способны создать температуру в точке отбора тепла (например, на поверхности процессора) ниже, чем температура окружающей среды, или равную ей, так как передача тепла в таких системах возможна только от более горячего к менее горячему. В случае равных температур передача тепла прекратится.  Вот и получается, что температура в этих системах всегда будет больше температуры окружающей среды.

Но если применить для охлаждения компьютера «холодильник» фреоновую систему охлаждения, то ситуация с охлаждением будет в корне изменена.

В этих системах охлаждение построено на принципе фазового перехода (из жидкого состояния в газообразное) фреона с замкнутым циклом. Или другими словами, методом парокомпрессионного охлаждения. Такая система охлаждения уже способна в точке отбора тепла создавать температуру, которая ниже температуры окружающей среды, вплоть до значительных отрицательных температур. При таких температурах процессор будет думать, что он находится в компьютерном раю, и будет просто счастлив, и благодарен своему владельцу за такое охлаждение. Производительность таких систем сможет удовлетворить практически любые требования по эффективности охлаждения. Парокомпрессионные (холодильные) системы охлаждения используют циркулирующий жидкий хладагент (фреон) в качестве охлаждающей среды, которая поглощает и отводит тепло от охлаждаемых элементов, а затем выбрасывает это тепло в окружающую среду. Все такие системы состоят из четырех основных компонентов: компрессора, конденсатора, расширительного клапана (капиллярной трубки) и испарителя.

Работа этой системы, ничем не отличается от работы бытового холодильника.

Компрессор сжимает газообразный фреон до высокого давления, дальше он поступает в конденсатор (теплообменник), где охлаждаясь, переходит в жидкое состояние, далее через расширительный клапан (дросселирующее устройство), которое является самым узким местом в контуре, поступает в испаритель. После дросселирующего устройства давление фреона резко падает, и он приобретает способность кипеть и испаряться при очень низких температурах, поглощая тепло, тем самым охлаждая место отбора тепла до низких температур. После испарения газообразный фреон снова попадает в компрессор и цикл повторяется.

На сегодняшний день существуют серийные решения парокомпрессорных (холодильных) систем охлаждения. А то только разговоров у оверклокеров, какая система охлаждения лучше, воздушный кулер, или система жидкостного охлаждения, а о парокомпрессорных (холодильных) системах охлаждения никто и не вспоминает. Приобретите такую систему, и все ваши потребности в эффективном охлаждении будут удовлетворены. Эта система, пожалуй, самая эффективная, ну конечно же уступает только жидкому азоту.

Вот один из вариантов серийного исполнения данной системы охлаждения:

Здесь в непосредственном тепловом контакте с процессором находится испаритель.

Для того чтобы в районе испарителя из-за низких температур не конденсировалась влага, испаритель изолирован теплоизоляционным материалом, и поверх этого материала еще вмонтирован нагревательный элемент, который и предотвращает конденсацию влаги.

Какие недостатки данным системам охлаждения?

И первый основной – это высокая цена.

Второй, многие говорят шумность, но это не так. Слышите ли вы, как работает компрессор в вашем холодильнике дома (естественно современном, а не 1970 годов выпуска)? Если не прислушиваться то его практически и не слышно. Вой системы воздушного охлаждения в непосильном стремлении охладить греющиеся элементы компьютера, пожалуй, будет погромче.

Третий – корпус с такой системой охлаждения легко завесит до 25 кг.

Хотели бы вы себе такой корпус с холодильником?