Hárdvér: Chladenie počítača - 1.diel

Tento krátky seriál má za úlohu predstaviť a previesť čitateľa základmi problematiky chladenia počítačov.

V prvom dieli sa pozrieme na základy toho, čo je potrebné vedieť o chladení.

RH: Chladenie, alebo odvod odpadového tepla sa netýka iba počítačov, ale aj akejkoľvek elektroniky či spalovacích motorov. Napríklad audiozosilňovačov alebo aj výkonnejších LED.

Podstatné časti chladiaceho systému a základné pojmy a oblasti, predstavujúce teplotné problémy v počítači,  si postupne popíšeme a poukážeme aj na najčastejšie chyby.

Spôsob šírenia tepla.

Pred venovaním sa chladeniu, je nutné oboznámiť sa so spôsobmi, ako sa teplo šíri.

Existujú 3 typy šírenia tepla:

Vedením - kondukciou.
Kondukciou sa teplo šíri pomocou kmitania častíc v materiály. Zjednodušene povedané dotykom styčných plôch. Takto sa šíri teplo z procesoru alebo z grafického čipu na chladič, kde je prichytený pasívny chladič na rozptylovač čipu alebo priamo na čip.

Vyžarovaním - radiáciou
Vyžarovaním sa teplo rozptyluje podľa vlastností zahriateho telesa. Dôležité vlastnosti sú materiál, veľkosť alebo farba. Tepelná radiácia v tomto prípade je rozptylovaná v podobe elektromagnetického žiarenia. 

Prúdením - konvekciou.
Prúdenie odvádza teplo pohybom chladiaceho média okolo a cez rebrovanie pasívnej časti chladiča. Využíva rozdiel teplôt okolia. Najčastejšie používaným médiom v oblasti počítačov je vzduch.

Chladenie počítača má jedinú úlohu, odviesť z vnútra počítača nadbytočné teplo, vznikajúce činnosťou elektronických súčiastok, ktoré počítaču zaisťujú jeho funkčnosť. 

Odvod tepla je vykonaný pomocou, vhodných materiálov ako meď alebo hliník, pasívnym alebo aktívnym chladením, vodným chladením, alebo v extrémnych prípadoch, ako napríklad pri taktovaní (overclocking) sa používa tekutý dusík. 

Najpodstatnejšie zdroje tepla v PC sú:

procesor (CPU - Central processing unit), grafická karta (VGA - Video Graphics Array),  napájací zdroj, pevný disk a základná doska.

RH: Základom chladenia v počítači je pasívne chladenie cez rebrované chladiče.

Z pasívneho chladiča existuje viac spôsobov odvodu tepla, ale najbežnejšie, podľa chladiaceho média sú:

Vzduchové chladenie: 

Toto je najbežnejší typ chladenia.
Vzduchové chladenie môže byť aktívne alebo pasívne. 
Aktívne chladenie je vykonávané prúdiacim vzduchom, na vytvorenie prúdu sa väčšinou používajú ventilátory, ktoré sa používajú na nasávanie chladnejšieho vzduchu do počítača a vyfukovanie ohriateho vzduchu von. 
Ventilátory sú namontované na pasívnych chladičoch, ktoré sú pripevnené ku komponentom alebo na telo počítačovej skrine.

Obr. Rôzne chladiče pre procesor.

Obr. Rôzne chladiče pre grafické karty.

RH: V súčasnosti sa používajú ventilátory s rozmermi od 40 do 170mm. Kde platí, že čím menší rozmer, menší tok vzduchu a pre vyššiu cirkuláciu je nutné zvýšiť otáčky, a tým pádom aj hluk. 

Chladenie kvapalinou: 

Chladenie kvapalinou je možné dvomi spôsobmi, priamym ponorením a kontaktom komponent s kvapalinou, ktorá je elektricky nevodivá ako napríklad minerálnym olejom.

Alebo takzvaným vodným chladením kde sa ako médium používa na odvádzanie tepla namiesto vzduchu, voda alebo iná kvapalina, napríklad alkohol. Voda cirkuluje cez systém potrubi a cez radiátor, podobne ako pri automobiloch. 

Teplo z komponentov sa prenáša do vody a potom sa odvádza z počítača cez radiátor.

Správne označenie takéhoto chladenia je ale Hybridné chladenie lebo kombinuje vzduchové a kvapalinové chladenie. V reálnom nasadení sa používa na odvádzanie tepla z procesora a / alebo grafickej karty voda, zatiaľ čo vzduchové chladenie sa používa na odvádzanie tepla z ostatných komponentov a radiátoru vodného okruhu.

Obr. Alza BattleBox Ultimate. Zdroj obrázku:  Alza.cz a.s.

Základné komponenty systému chladenia:

Ventilátory: 
Ventilátory sú najdôležitejšou súčasťou systému chladenia. Starajú sa o kolobeh výmeny tepla s okolím.

Chladiče: 
Chladiče sú kovové bloky, ktoré sú pripevnené k zdroju tepla a sprostredkujú tak prenos z procesoru, grafickej karty alebo čipsetu do ventilátora.

Radiátor: 
Radiátor sa používa v systémoch vodného chladenia. Je to kovová mriežka, ktorá teplo z chladiaceho média prenáša do radiátora a odvádza sa z počítača.

Tepelná pasta: 
Tepelná pasta sa používa na zlepšenie prenosu tepla medzi procesorom a chladičom.

Týmto prvkom sa podrobnejšie budeme venovať v ďaľších častiach

Dôležitosť chladenia:

Systém chladenia je dôležitou súčasťou počítača. Ak je chladenie nedostatočné, môže to viesť k prehriatiu komponentov. 
Prehriatie môže spôsobiť nestabilitu počítača, zníženie výkonu a v najhoršom prípade aj trvalé poškodenie komponentov.