Dziś w Internecie można znaleźć ogromną ilość materiałów poświęconych problemom chłodzenia powietrzem dysków twardych i tłumienia wytwarzanego przez nie hałasu. Można znaleźć prawie wszystko poza spójnym, systematycznym podejściem do rozwiązania tego problemu.

A można to rozwiązać na różne sposoby:

• niektórzy uważają, że najważniejsze jest jego ochłodzenie i pokrycie całego dysku twardego radiatorami, otoczenie go najpotężniejszymi wyjącymi i ryczącymi wentylatorami, a hałas jest uważany za efekt uboczny, który nie zasługuje na uwagę;
• innych denerwuje taki hałas i każdy próbuje sobie z nim poradzić na swój sposób, często ze szkodą dla chłodzenia;
• a wielu nawet nie wyobraża sobie konsekwencji przegrzania i nie zwraca uwagi na ekstremalne temperatury, a zwłaszcza na hałas.

reklama

Dlaczego?

Chodzi najprawdopodobniej o to, że niewiele osób jest dostatecznie zaznajomionych ze sposobami rozwiązywania problemów, takich jak skuteczne chłodzenie i tłumienie hałasu wytwarzanego przez dysk twardy (i cały system komputerowy).

Taki stan rzeczy doprowadził do pojawienia się niniejszego artykułu. Jego głównym celem jest udzielenie wszelkiej możliwej pomocy w zrozumieniu, zrozumieniu i usystematyzowaniu ogólnych zasad i sposobów kompleksowego rozwiązywania problemów, zarówno chłodzenia dysku twardego, jak i tłumienia wytwarzanego przez niego hałasu.

W tym artykule:

• w możliwie najkrótszy sposób, popularnie lub wręcz aksjomatycznie, przedstawiono informacje i minimalne podstawy niezbędne do zrozumienia rozpatrywanego materiału oraz podejścia do wyboru konkretnych rozwiązań projektowych;
• podjęto próbę nie tylko analizy i klasyfikacji metod i metod chłodzenia powietrzem dysku twardego i ograniczania wytwarzanego przez niego hałasu, ale także analizy efektywności rozwiązań stosowanych w standardowych urządzeniach do chłodzenia i redukcji hałasu dysków twardych;
• pokazuje przykład zintegrowanego podejścia do rozwiązania problemu chłodzenia i redukcji hałasu dysku twardego, zarówno przy wyborze konkretnego gotowego urządzenia, jak i przy praktycznym opracowywaniu i wytwarzaniu domowego projektu.

Mam nadzieję, że artykuł będzie przydatny dla wszystkich, którzy chcą uzyskać najbardziej zrównoważone rozwiązanie chłodzenia dysku twardego, które wytwarza minimum hałasu i zapobiega przegrzaniu dysku nawet w ekstremalnych warunkach pracy i obciążeniach. Co więcej, zarówno dla tych, którzy kierują się gotowym rozwiązaniem, jak i dla tych, którzy chcąc jak najskuteczniej rozwiązać problemy w tym temacie, są gotowi wykazać się pomysłowością w udoskonaleniu gotowych rozwiązań i stworzyć coś własnego.

reklama

Notatki

Wiele terminów użytych w artykule ma obecnie sporo interpretacji. Dlatego w takich przypadkach będziemy szczegółowo określać ich znaczenie i treść zastosowaną w artykule.

Aby skupić uwagę czytelników, stosuje się następujące znaki:

PODSTAWY CHŁODZENIA

Dysk twardy jest podgrzewany zarówno przez elementy elektroniczne, jak i elektromechaniczne. Co więcej, być może więcej ciepła wydzielają elementy mechaniczne, np. cewka pozycjonera w słoiku z mechaniką (hermoblok) lub silnik elektryczny. Elektronika generuje mniej ciepła, ale poszczególne mikroukłady, ze względu na swoje małe rozmiary, zwykle nagrzewają się do wyższej temperatury niż HDA.

To nie tyle elektroniczne elementy sterownika czy powierzchnia płytek powoli ulegają degradacji pod wpływem podwyższonej temperatury, ile raczej elementy mechaniczne. Żywotność dysku twardego jest zmniejszona. Podwyższone temperatury mają szkodliwy wpływ na łożyska, przeguby ruchomych części, a zwłaszcza na głowice odczytowo-zapisowe. Bardzo mocne nagrzewanie może prowadzić do natychmiastowej awarii dysku twardego.

Jakie powinny być temperatury pracy?

Opinii jest tutaj wiele, ale wiele jest zgodnych, że z punktu widzenia żywotności dysku twardego można przyjąć optymalną temperaturę puszki (35...45)°C, a temperaturę pracy dla większości nowoczesnych mikroukłady, zgodnie z ich dokumentacją, są znacznie wyższe i mogą osiągnąć 125 ° C

Oczywiście, jeśli są bardzo gorące żetony, żywotność elektroniki można znacznie skrócić. Ale zjawisko to jest dość rzadkie i najprawdopodobniej odnosi się do błędnych obliczeń programistów.

Ponadto producenci dysków z reguły ograniczają również szybkość zmian temperatury otoczenia lub szybkość zmian temperatury powietrza chłodzącego, co w rzeczywistości jest tym samym w przypadku chłodzenia powietrzem, do wartości nie większych niż ( 15...20) °C/godz. W dokumentacji dysków twardych różnych producentów tę szybkość zmian określa się zwykle jako „gradient temperatury” lub „różnicę temperatur”. Patrz na przykład punkt 7.2.1 Temperatura i wilgotność lub punkt 2.8.2 Gradient temperatury lub punkt Różnica temperatur.

Zwykle ograniczenie nagrzewania chipów elektronicznych puszki i dysku twardego do powyższych poziomów nie jest wcale trudne. Jednak nieprzekroczenie określonej szybkości zmian temperatury otoczenia jest trudniejsze. Zwłaszcza w pierwszych (10...15) minutach po włączeniu jednostki systemowej, gdy szybkość nagrzewania się w niej powietrza jest bardzo wysoka. Zmiana temperatury powietrza wokół dysku twardego w tym czasie nie powinna przekraczać (3...5) °C. Chociaż na pierwszy rzut oka jest to trochę „ekstra”. Ale….

Przekroczenie rozważanych parametrów często objawia się tym, że w celu zminimalizowania ogólnego hałasu jednostki systemowej bezmyślnie zmniejsza się liczbę wentylatorów i ich prędkość obrotową. Często w przypadkach, gdy powierzchnia wlotów powietrza do organizacji chłodzenia dysków twardych jest niewystarczająca lub w ogóle jej nie ma, dyski twarde pozostawia się „gotując się we własnych sokach”, nie myśląc w ogóle o ich chłodzeniu.

Wniosek. Ogólnie rzecz biorąc, konieczne jest nie tylko odpowiednie schłodzenie zarówno puszki wraz z mechaniką, jak i elektroniką dysku, ale także niedopuszczenie do przekroczenia gradientu temperatury powietrza chłodzącego. Te. stworzyć jakieś urządzenie lub system chłodzenia, który wykonuje te (i nie tylko) zadania.

System to coś całościowego, reprezentującego jedność regularnie rozmieszczonych i wzajemnie połączonych części.

reklama

W jaki sposób można faktycznie odprowadzać ciepło z dysku twardego?

Z teorii wiadomo, że ilość ciepła w jednostce czasu lub strumień ciepła q pobrany z dowolnej chłodzonej powierzchni (chip, dysk twardy itp.) opisuje wzór Newtona:

q=α*S*ΔT(1)

• q - ilość ciepła na jednostkę czasu (jednostka J/s lub W),
• α - współczynnik przenikania ciepła, W/m²K,
• S - powierzchnia wymiany ciepła, m²,
• ΔT=T-Tair – przegrzanie lub różnica temperatur pomiędzy temperaturą chłodzonej powierzchni T a temperaturą płynu chłodzącego Tair (temperatura powietrza podczas chłodzenia powietrzem), K.

Mówiąc najprościej, wzór stwierdza, że ​​ilość ciepła usuniętego z dowolnej chłodzonej powierzchni jest wprost proporcjonalna do:

• różnica temperatur pomiędzy temperaturą chłodzonej powierzchni a temperaturą powietrza;
• chłodzona powierzchnia;
• współczynnik przenikania ciepła.

reklama

Wnioski:

Możesz poprawić chłodzenie dysku twardego (zwiększyć ilość usuwanego ciepła) za pomocą tylko trzech metod:

• obniżenie temperatury powietrza chłodzącego;
• zwiększenie powierzchni wymiany ciepła;
• zwiększenie współczynnika przenikania ciepła.

Łączne zastosowanie tych metod radykalnie zwiększa wydajność układu chłodzenia dysku twardego.

Jak to wygląda w praktyce?

Zwiększona powierzchnia wymiany ciepła

reklama

Powierzchnię wymiany ciepła zwykle zwiększa się za pomocą grzejników.

Widać, że teoretycznie, aby zwiększyć powiedzmy dwukrotnie przepływ ciepła (lub co za tym idzie podwoić przegrzanie), konieczne jest także podwojenie powierzchni wymiany ciepła.

W praktyce, ze względu na to, że zarówno właściwości samych grzejników, jak i przekazywanie ciepła z dysku do grzejnika nie są idealne, aby dwukrotnie zmniejszyć przegrzanie, wymagane jest ponad dwukrotne zwiększenie powierzchni wymiany ciepła.

Ponadto dyski twarde prawie nie mają gładkich powierzchni odpowiednich do montażu rozsądnych grzejników.

reklama

Chociaż wydaje się, że nie. Prawie wszystkie dyski twarde mają płaską powierzchnię utworzoną przez cienką puszkę – pokrywę HDA, do której można sprytnie przymocować solidny radiator.

Ale ponieważ wszystkie elementy grzejne są zamocowane na odlewanej masywnej podstawie, usuwanie z nich ciepła za pomocą cienkiej puszki z kawałkiem papieru przyklejonym do grzejnika od razu wygląda mało obiecująco. Droga przez powietrze wewnątrz puszki i blaszanego wieczka również nie jest szczególnie atrakcyjna.

Ale wygląda to o wiele bardziej obiecująco niż chłodzenie przez cienką blaszaną pokrywkę. Zwłaszcza jeśli nie szczędzisz pasty termicznej między radiatorem a boczną powierzchnią dysku twardego.

reklama

W praktyce najczęściej spotykane jest odprowadzanie ciepła z bocznych powierzchni dysku twardego.

Można oczywiście wypoziomować i przeszlifować boczne powierzchnie dysku twardego (utracona gwarancja!!!). Następnie zainstaluj na nich całkiem porządne grzejniki.

W tej sytuacji chłodzenie dysku przez powierzchnie boczne zachodzi dość skutecznie, ale nie optymalnie:

• poprawę przewodzenia ciepła obserwuje się tylko przez powierzchnie boczne, których łączna powierzchnia jest mniejsza niż 1/6 całkowitej powierzchni puszki;
• nierówne chłodzenie mechaniki, ponieważ Elementy umieszczone na środku puszki z dala od grzejników (boczne ściany) nie są najlepiej chłodzone;
• Bez dodatkowego chłodzenia pozostaje elektronika (choć możliwe jest, a w niektórych przypadkach konieczne jest dostosowanie radiatorów do najgorętszych chipów).

Cóż, zainstalowanie wielu małych grzejników na dolnej, zwykle bardzo zakrzywionej powierzchni, jest również dość pracochłonne.

reklama

Jednak ostatnio popularne stały się miękkie podkładki przewodzące ciepło. Łatwo się odkształcają i umożliwiają przenoszenie ciepła z nierównych powierzchni dysku twardego do radiatora.

Przykładem takiej konstrukcji jest chłodnica CoolerMaster DHC-U43 CoolDrive 3 HDD. Jego konstrukcja różni się od konstrukcji chłodnic „bezpakowych” obecnością aluminiowego kanału powietrznego w obudowie. ? Pełni także funkcję grzejnika, zwiększając powierzchnię wymiany ciepła.

Aby schłodzić kilka dysków twardych jednocześnie, użyj urządzeń takich jak zestaw do montażu dysku twardego LIAN LI EX-332, zainstalowanych w wolnych kieszeniach 5,25”.

Tego typu „koszyk” posiada zwiększoną szczelinę pomiędzy dyskami, jest zamknięty od góry i od dołu i pozwala na przepływ powietrza, który równomiernie „liże” niemal całą powierzchnię dysków twardych i pozwala na efektywne chłodzenie obu dysków elektronikę i równomierne chłodzenie puszki wraz z mechaniką.

Ponadto tego typu „koszyk” często wyposażany jest w filtry powietrza i gumowe amortyzatory, które mają za zadanie zwalczać hałas powodowany przez dyski twarde.

Kształtowanie przepływu powietrza

W omówionych właśnie układach chłodzenia dysków twardych, kratki wentylacyjne, wloty powietrza, same dyski twarde itp. zawsze stanowią przeszkody w ruchu strumienia powietrza generowanego przez wentylator, który musi wytworzyć pewne ciśnienie, aby pokonać opór przepływu powietrza.

Co więcej, im większy przepływ powietrza jest potrzebny do odprowadzenia ciepła i im większy stopień turbulencji tego przepływu, tym bardziej układ chłodzenia sprzeciwia się przepływowi tego strumienia powietrza, tym więcej pracy musi wykonać wentylator wytwarzający ten przepływ. Im mocniejszy jest wentylator, aby pokonać opór. Generowany hałas odpowiednio wzrasta.

A ponieważ same wentylatory (niezależnie od prędkości obrotowej) tworzą strumień powietrza o dużym stopniu turbulencji, to opór układu z wentylatorem „nadciśnieniowym” na wlocie jest większy niż opór układu z „wywiewnym” wentylator na wylocie.

W rezultacie systemy chłodzenia dysku twardego z wentylatorem „wydechowym” mają następujące zalety w porównaniu z systemami z wentylatorem „wyciągającym”:

• przy tych samych prędkościach tych samych wentylatorów, nieco większy przepływ powietrza, a co za tym idzie, nieco lepsze chłodzenie;
• przy tym samym chłodzeniu wymagane są niższe prędkości tych samych wentylatorów, a zatem uzyskuje się mniejszy hałas.

Grubość przepływu powietrza

Całkowita grubość strumienia powietrza przy zastosowaniu wentylacji „wywiewnej” w układzie chłodzenia dysku twardego nie powinna być zbyt duża, gdyż warstwy powietrza najbardziej oddalone od chłodzonej powierzchni w niewielkim stopniu uczestniczą w procesie chłodzenia.

Z jednej strony tutaj, przy stałym natężeniu przepływu powietrza, im cieńszy przepływ powietrza, tym większa jest jego prędkość, a zatem lepsze chłodzenie dysku (patrz akapit). Ale w tym przypadku, gdy zmniejsza się pole przekroju przepływu powietrza, wzrasta opór przepływu powietrza, wymagany jest mocniejszy wentylator i wzrasta hałas.

Z drugiej strony, jeśli powietrze nagrzewa się głównie w pobliżu powierzchni dysku twardego, to średnia temperatura zbyt gęstego strumienia powietrza przechodzącego przez układ chłodzenia dysku twardego wzrośnie bardzo nieznacznie i taki przepływ powietrza będzie mógł zostać wykorzystany do chłodzenia inne elementy jednostki systemowej. Jednak pompowanie nadmiaru powietrza jest ponownie źródłem nadmiernego hałasu.

Praktyka pokazała, że ​​w większości przypadków optymalna grubość przepływu wokół typowych dysków 3,5” wynosi 8-12 milimetrów. Po stronie cienkiej blaszanej pokrywy hermetycznego urządzenia wartość tę można zmniejszyć do 5-8 milimetrów.

W przypadku dysków 2,5" ze względu na mniejsze wydzielanie ciepła grubość gwintów może być mniejsza. Autor nie może podać konkretnych wartości optymalnej grubości przepływu w okolicach dysków 2,5”, gdyż Nie przeprowadzałem żadnych eksperymentów z takimi dyskami.

Przy zastosowaniu wentylacji „ciśnieniowej” przepływ powietrza skutkuje bardzo dużym stopniem turbulencji na całym przekroju, a jego grubość może być kilkukrotnie większa. Ale znowu pompowanie nadmiaru powietrza jest źródłem nadmiernego hałasu.

Tak, ale ile powietrza potrzeba do schłodzenia dysku?

Przepływ powietrza

Istnieje prosty wzór, który pozwala z wystarczającą dokładnością obliczyć przepływ powietrza Q w stopach sześciennych na minutę CFM (stopach sześciennych na minutę), wymagany do usunięcia mocy cieplnej W z dysku twardego w watach przy dopuszczalnym przegrzaniu ΔT w stopniach Celsjusza:

Q = 1,76*W/ΔT(2)

Zależność ta wyraźnie pokazuje, jaką wydajność Q musi posiadać układ chłodzenia, aby usunąć wymaganą moc cieplną W za pomocą konwekcyjnej wymiany ciepła przy danym przegrzaniu ΔT.

Inne rodzaje wymiany ciepła - przenoszenie ciepła przez przewodzenie (przenoszenie ciepła poprzez bezpośredni kontakt z koszem lub np. ściankami obudowy) i przenoszenie ciepła przez promieniowanie (przenoszenie ciepła przez promieniowanie) nie są tutaj brane pod uwagę. Co więcej, w obecności uszczelek i podkładek, specjalnych amortyzujących wstrząsy, izolujących wibracje uchwytów lub miękkiego zawieszenia dysku twardego w celu zmniejszenia hałasu udział tych dwóch mechanizmów w procesie wymiany ciepła staje się całkowicie znikomy. Dlatego można je zignorować.

Dla przykładu oszacujmy wartość przepływu powietrza potrzebnego do usunięcia średnio (7...15) W ciepła z przegrzanego dysku twardego, w zależności od postawionych zadań (5..15)°C.

Obliczona wartość to

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

Na podstawie znalezionej wartości dobierane są odpowiednie wentylatory i projektowana jest droga powietrza układu chłodzenia. Trzeba jednak od razu powiedzieć, że w porządnym układzie chłodzenia niemal każdy wentylator jest w stanie zapewnić taką ilość powietrza, jaka wystarczy do schłodzenia jednego dysku, nawet przy zmniejszonej mocy.

To prawda, że ​​ze względu na gorsze nagrzewanie się warstw powietrza oddalonych od chłodzonej powierzchni i całkowite przepompowanie nadmiaru powietrza poza dysk twardy, z reguły wymagana jest nieco większa wartość przepływu powietrza. Co więcej, im gęstszy przepływ powietrza, tym więcej nadmiaru powietrza jest pompowane. Przepływ turbulentny nagrzewa się bardziej równomiernie, dlatego jest bardziej ekonomiczny niż przepływ laminarny.

Obniżenie temperatury powietrza chłodzącego

Tutaj wszystko jest proste.

O ile stopni spadnie temperatura powietrza chłodzącego, o ten sam stopień spadnie temperatura dysku twardego.

Dlatego zwykłe opcje chłodzenia dysku twardego powietrzem ogrzanym wewnątrz obudowy nie są optymalne, chociaż czasami są wdrażane w prostszy sposób.

Jeśli wykluczymy takie „egzotyczne” rzeczy, jak na przykład zainstalowanie jednostki systemowej w lodówce lub wykorzystanie powietrza zewnętrznego do chłodzenia w zimie, wówczas optymalne jest wykorzystanie powietrza zewnętrznego do chłodzenia dysku twardego, tj. powietrze pobierane z zewnątrz jednostki systemowej, a nie z jej wnętrza, gdzie powietrze z definicji jest cieplejsze.

Systemy zapewniające przepływ świeżego i zimnego powietrza wewnątrz jednostki systemowej

Aby wytworzyć przepływ powietrza do chłodzenia dysku, zwykle stosuje się wentylatory ogólnego układu chłodzenia w zasilaczu, na tylnej lub górnej ścianie obudowy itp.

Takie rozwiązania są obecnie stosowane w wielu nowoczesnych budynkach.

Z wentylacją „wywiewną”, tj. tworząc w obudowie podciśnienie, część powietrza zasysanego przez otwory wentylacyjne kierowana jest na dysk twardy.

W przypadku stosowania wentylacji „ciśnieniowej”, która wytwarza w obudowie nadciśnienie, które nadmuchuje dysk, należy zastosować oddzielny, dodatkowy wentylator, umieszczony przed dyskiem.

Jednocześnie ten sam wentylator jest używany w ogólnym układzie chłodzenia do pompowania powietrza do obudowy.

Czasami do instalowania 3,5-calowych dysków twardych w 5-calowych wnękach obudowy używane są specjalne tace adapterów.

Na przednim panelu posiadają wentylator, który przedmuchuje dysk powietrzem z zewnątrz.

Istnieją takie urządzenia do instalowania wielu dysków.

Wykorzystanie powietrza zewnętrznego do chłodzenia pozwala nie tylko automatycznie spełnić wymagania, ale także obniżyć temperaturę dysku o kilka stopni.

Systemy zapewniające przenoszenie ciepła na zewnętrzną powierzchnię kadłuba, chłodzoną powietrzem zewnętrznym

Takie rozwiązania są obecnie stosowane dość rzadko. Głównie w bezwentylatorowych układach chłodzenia np. w obudowie Zalman TNN500A.

Tutaj dysk twardy ma kontakt termiczny ze ścianą boczną, która pełni rolę grzejnika chłodzonego powietrzem zewnętrznym.

Jednak w praktyce takie rozwiązanie, ze względu na szybkie nagrzewanie się powietrza w obudowie po włączeniu, z reguły nie pozwala na spełnienie wymagań dot.

Pamiętam, że chcąc nie chcąc trzeba będzie wziąć to pod uwagę przy opracowywaniu naprawdę wydajnego i cichego układu chłodzenia. Porozmawiajmy więc o hałasie.

Ciąg dalszy nastąpi...

Awaria komputera może zatrzymać Twój biznes lub projekt edukacyjny. Prawie każdy pracownik nowoczesnej firmy prowadzi całą swoją działalność na stanowisku komputerowym. Utrata dostępu do komputera nawet na godzinę może skutkować ogromnymi stratami w codziennej sprzedaży i dochodach. Oczywiście każdy oczekuje, że jego komputer będzie działał bezproblemowo przez cały czas. Jednak większość ludzi nie zdaje sobie sprawy, że najważniejszym elementem każdego komputera PC nie jest Wi-Fi, monitor czy nawet klawiatura, ale dysk twardy ukryty głęboko w urządzeniu. Niezwykle ważne jest zapewnienie ochrony i konserwacji dysku twardego przez cały okres użytkowania komputera. Jeśli go nie zapiszesz, może ulec awarii i zabrać ze sobą wszystkie dane.

Zasady chłodzenia dysku twardego.

Pierwsze komputery, jakie kiedykolwiek wyprodukowano, mogły działać tylko w stałej temperaturze, mniej więcej temperaturze pokojowej. Aby osiągnąć odpowiednie warunki temperaturowo-wilgotnościowe i zapewnić płynną pracę komputera, konieczne było zastosowanie specjalnych układów chłodzenia. Od tego czasu wszystko zmieniło się radykalnie. Nowoczesne komputery mogą pracować w wyższych temperaturach otoczenia, wykonując miliony obliczeń więcej na sekundę. Wynalezione i przetestowane w ostatnich latach metody chłodzenia nowoczesnych komputerów zostały znacznie zminimalizowane. Każdy z nich ma swoje zalety i wady. Aby wybrać ten, który odpowiada Twoim potrzebom, najpierw zapoznaj się z ich funkcjami.

Przegrzanie jest jednym z najczęstszych problemów użytkowników dysków twardych. Ważne jest, aby właściciele komputerów zrozumieli, że przegrzanie to nie tylko drobna niedogodność. Badania pokazują, że gorący dysk twardy jest czynnikiem prognostycznym awarii dysku twardego. Awaria dysku twardego powoduje utratę wszystkich danych, zwłaszcza jeśli nie ma odpowiedniego systemu tworzenia kopii zapasowych. Gdy profesjonalista straci wszystkie swoje dane, może to spowodować ogromne szkody dla firmy. Przegrzanie jest zjawiskiem, które łatwo zauważyć: obudowa laptopa lub komputera może być ciepła lub gorąca w dotyku. Niektóre inne charakterystyczne oznaki zbliżającej się awarii komputera obejmują:

• Znaczące opóźnienie ładowania lub powolny dostęp do pliku.
• Dziwne dźwięki – zwłaszcza głośne kliknięcia.
• Wentylatory pracują dłużej i głośniej niż zwykle.
• Dane znikają lub ulegają uszkodzeniu.
• "Niebieski ekran śmierci".

Przyczyny przegrzania dysku twardego

Zablokowany przepływ powietrza. Aby wentylatory mogły wykonać swoją pracę, do komputera musi dopływać powietrze. Upewnij się, że komputer znajduje się w miejscu, w którym nic nie blokuje dostępu powietrza do otworów wentylacyjnych. Wadliwi fani. Gdy wentylator się zabrudzi, musi pracować ciężej, aby utrzymać odpowiednią temperaturę, co powoduje przegrzanie dysku twardego. Czyść chłodnice co 3-6 miesięcy. Pył. Kurz nie tylko blokuje przepływ powietrza, ale także izoluje elementy, które powinny być chłodzone przez wentylatory. Pył jest Twoim wrogiem! Umieść komputer w miejscu o minimalnym zapyleniu i łatwym do utrzymania w czystości.

Zalety i wady

Powszechnym wyzwaniem w rozwoju produktów, szczególnie w elektronice, jest zarządzanie temperaturą w celu uzyskania optymalnej wydajności. Istotą zadania jest opracowanie energooszczędnych mikroprocesorów i płytek drukowanych (PCB), które nie będą się przegrzewać. Często pomijanym aspektem rozwiązywania problemów związanych z zarządzaniem ciepłem w komputerze jest projektowanie architektoniczne. Niezależnie od tego, czy jest to dom jednorodzinny, budynek biurowy czy wydzielona serwerownia, względy architektoniczne mogą mieć ogromny wpływ na dostępne rozwiązania w zakresie zarządzania ciepłem. Aby zaradzić i zmniejszyć problemy i nieefektywność powodowane przez ciepło, inżynierowie stosują różne systemy chłodzenia dysków twardych w celu kontrolowania warunków. Systemy te można podzielić na dwie główne kategorie: aktywne i pasywne metody chłodzenia. Ale jaka jest różnica między nimi?

Chłodzenie pasywne

Korzyści z pasywnych metod chłodzenia obejmują efektywność energetyczną i niższe koszty finansowe. Chłodzenie pasywne zapewnia wysoki poziom naturalnej konwekcji i rozpraszania ciepła dzięki zastosowaniu rozpraszacza ciepła lub radiatora w celu maksymalizacji wzorców radiacyjnego i konwekcyjnego przenoszenia ciepła. Innymi słowy, chłodzenie pasywne opiera się na powietrzu przepływającym przez obudowę komputera i jej chłodnice. Pasywne zarządzanie ciepłem to opłacalne i energooszczędne rozwiązanie, które w celu utrzymania optymalnych temperatur roboczych opiera się na radiatorach, rozpraszaczach ciepła, rurkach cieplnych lub materiałach interfejsu termicznego (TIM).

Aktywne chłodzenie

Z drugiej strony aktywne chłodzenie odnosi się do technologii chłodzenia, które polegają na urządzeniu zewnętrznym w celu poprawy wymiany ciepła. Dzięki technologiom aktywnego chłodzenia natężenie przepływu wzrasta podczas konwekcji, co radykalnie zwiększa szybkość usuwania ciepła. Rozwiązania aktywnego chłodzenia obejmują wymuszony obieg powietrza przez wentylator lub dmuchawę, wymuszony płyn i chłodnice termoelektryczne (TEC), które można wykorzystać do optymalizacji zarządzania temperaturą dysku twardego. Wentylatory stosuje się, gdy konwekcja naturalna nie wystarcza do usunięcia ciepła. Zazwyczaj są one zintegrowane z elektroniką, np. obudową komputera, lub podłączane do procesorów, dysków twardych lub chipsetów w celu utrzymania warunków termicznych i zmniejszenia ryzyka awarii. Główną wadą aktywnego zarządzania ciepłem jest to, że wymaga ono zużycia energii elektrycznej i dlatego wiąże się z większymi kosztami w porównaniu do pasywnego zarządzania ciepłem.

Pasywne systemy chłodzenia dysków twardych

Podobnie jak aktywne chłodzenie powietrzem dysku twardego, pasywne chłodzenie powietrzem wykorzystuje płytkę, która symuluje dużą powierzchnię chłodzącą części. Jednak przy pasywnym chłodzeniu powietrzem płyta ta jest kilkakrotnie większa niż przy aktywnym chłodzeniu powietrzem, a to dlatego, że w lamelach nie ma wentylatora, który mógłby skierować powietrze tam, gdzie jest ono potrzebne. Płetwy powinny być wystarczająco duże, a pomiędzy nimi powinna być wystarczająca przestrzeń, aby umożliwić naturalny przepływ powietrza. Żebra chłodzące mogą być bardzo ciężkie i czasami wymagają zamocowania na górze chłodzonej części, aby zapobiec uszkodzeniu dysku twardego lub płyty głównej i zapewnić dopływ powietrza z chłodnicy. Pasywne chłodzenie powietrzem jest najbardziej energooszczędną metodą, ponieważ do działania praktycznie nie wymaga zasilania.

Ta metoda ma poważną wadę: wagę. Ciężkie i duże płyty należy przymocować do małych części i dysków twardych, co zwiększa całkowitą wagę komputera i zmniejsza przestrzeń użytkową wewnątrz obudowy. Ponadto temperatura otoczenia nie może być bardzo wysoka, ponieważ spowoduje to, że pasywne chłodzenie powietrzem będzie nieskuteczne. W wielu przypadkach obudowa komputera jest wyposażona w 1-2 wentylatory zapewniające cyrkulację powietrza wewnątrz. Niezawodność systemu jest bardzo wysoka. Jeśli wymagania dotyczące chłodzenia dysku twardego odpowiadają możliwościom systemu, jest to wybór numer jeden. Koszt utrzymania wynosi tylko 0.

Aktywne systemy chłodzenia dysków twardych

Wentylator dostarcza świeże powietrze do płyty chłodzącej znajdującej się nad dyskiem twardym. Płyta ma zwykle płaską powierzchnię, która z jednej strony styka się z chłodzoną częścią, a z drugiej znajduje się kilka żeber. Żebra te zwiększają powierzchnię płyty, a tym samym jej zdolność przenoszenia ciepła. Wentylator sprawia, że ​​cyrkulacja jest szybsza i wydajniejsza, ponieważ usuwa powierzchnię termiczną powietrza tworzącego się pomiędzy lamelami. Aktywne chłodzenie powietrzem dysku twardego jest skuteczne pod względem oszczędzania energii, ale ma jedną poważną wadę: może jedynie obniżyć temperaturę roboczą części do temperatur, które są zawsze wyższe niż temperatura otoczenia. Może to stanowić problem, gdy komputer pracuje w trudnych warunkach lub w pobliżu znajdują się inne elementy, które mogą generować wysokie temperatury podczas pracy.

Niezawodność tych systemów jest bardzo wysoka, ponieważ nawet jeśli wentylator przestanie działać, system może przez kilka minut pełnić funkcję pasywnego chłodzenia powietrzem. Co więcej, gdy wentylatorowi grozi awaria, zwykle w ciągu kilku dni wydaje dziwny dźwięk, dając użytkownikowi wystarczająco dużo czasu na jego wymianę. Koszty utrzymania tego systemu są niskie i dostępne dla każdego.

Chłodzenie wodne

To dość nowy trend w systemach chłodzenia obudów komputerów PC i dysków twardych. Podstawowy układ składa się z płyt chłodzących, węży, którymi przepływa płyn chłodzący, małego zbiornika płynu chłodzącego, pompy obiegowej i chłodnicy. Do każdego chłodzonego elementu przymocowana jest płyta chłodząca. Jest zwykle wykonany z miedzi lub aluminium i ma postać pustej w środku płyty z wlotem i wylotem chłodziwa. Pompa obiegowa będzie tłoczyć płyn chłodzący z chłodnicy do żeberek, następnie do zbiornika i z powrotem do chłodnicy. Płyn chłodzący w chłodnicy obniża temperaturę. W zależności od rodzaju grzejnika chłodzenie wodne można również podzielić na aktywne i pasywne.

• Pasywne chłodzenie wodą: W tej metodzie chłodnica jest wykonana z długiego, cienkiego węża miedzianego lub aluminiowego, którego żebra wykonane są z tego samego materiału, przymocowane na obwodzie na różne sposoby. Gdy gorący płyn chłodzący przepływa przez rurę, zostaje on ochłodzony do temperatury otoczenia.
• Aktywne chłodzenie wodą: Dzięki tej metodzie woda nie jest chłodzona w sposób naturalny, ale przy użyciu innych środków chłodzenia, takich jak małe termopary freonowe Peltiera.

W niektórych przypadkach płyn chłodzący może krążyć w sposób naturalny. Aby to osiągnąć, zbiornik i chłodnica muszą być umieszczone wyżej niż najwyższa płyta chłodząca systemu (tj. wyżej niż dysk twardy), węże muszą mieć większą średnicę, a chłodnica musi być zaprojektowana tak, aby płyn chłodzący mógł przez nią swobodnie przepływać. Ogólnie rzecz biorąc, chłodzenie wodą może być dość kłopotliwe w przypadku awarii połączeń rurowych. Pompa również wymaga dużo energii do działania, co zmniejsza jej wydajność, ale można temu zaradzić wybierając naturalny przepływ. Z drugiej strony, przy aktywnym chłodzeniu wodą, temperaturę roboczą można szybko obniżyć do temperatury otoczenia lub nawet niższej.

Główną wadą jest niezawodność systemu, ponieważ awaria pompy będzie oznaczać niemal natychmiastowy wzrost temperatury dysku twardego i innych elementów komputera, dlatego należy podjąć specjalne środki bezpieczeństwa, aby poprawić niezawodność. Ponadto chłodzenie wodne wiąże się z problemami technicznymi przy próbie zastosowania go do różnych komponentów komputera, takich jak dodatkowe dyski twarde, karty pamięci, układy mostka północnego/południowego itp. Nie wszystkie części można wyposażyć w żeberka chłodzące wodą, co sprawia, że ​​ta metoda jest skuteczna niedostępne. Dlatego w tych systemach prawie zawsze obecne są wentylatory do cyrkulacji powietrza wewnątrz obudowy. Koszty instalacji i serwisu są czasami wyższe niż w przypadku poprzednich opcji, ponieważ wymagana jest regularna konserwacja pompy.

Wybór najodpowiedniejszej metody chłodzenia dysku twardego wiąże się z pewnymi wymaganiami. Pobór mocy, temperatura otoczenia, wilgotność, temperatura robocza i obudowa części to najważniejsze parametry, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze metody chłodzenia. Jeśli spotkałeś się już z wyborem systemu chłodzenia swojego dysku twardego lub innych podzespołów komputera, podziel się nim z naszymi czytelnikami w komentarzach pod artykułem.

Od dłuższego czasu noszę się z problemem chłodzenia dysku twardego.
Pierwsze dwa dyski twarde, które zrobiłem bez niego, same w sobie nie były zbyt gorące i nie rozumiałem szczególnie żelaznego wnętrza komputera. Potem zaczął interesować się sprzętem, własnoręcznie złożył drugą jednostkę systemową i zaczął się martwić nagrzewaniem dysku twardego, ponieważ podczas długotrwałej pracy nagrzewał się dość mocno, czasem prawie do poparzenia.
Po przejrzeniu dostępnych na rynku rozwiązań odrzucono panel 5" z małą chłodnicą na przodzie i uporządkowano wiele opcji dla chłodnic "brzuchowych".
Na chwilę się uspokoiłem i po prostu zainstalowałem na każdym dysku twardym chłodnicę zasilaną napięciem +5 woltów zamiast +12 - w ten sposób uzyskano cichą pracę przy dobrej wydajności.
Ostatnio mój główny komputer stał się coraz mocniejszy, a jednocześnie cichszy. Na tle pozostałych elementów chłodzących zaczęły być słyszalne tuleje i silniki wentylatorów na dyskach twardych. Poza tym przez moje ręce przeszło już całkiem sporo takich chłodnic i często nawet przy +5 V dalej hałasowały - albo silnik grzechotał uzwojeniami, albo wirnik buczał od powietrza... Loteria , ogólnie. Dodatkowo wykryto problem zabrudzeń (jednak chłodnice w komorze 5" z wentylatorem 40mm z przodu mają z tym jeszcze większy problem) - chłodnica przy niskich obrotach zdołała wciągnąć pod spód całkiem sporo kurzu nogi mikroukładów, nie sądzę, aby było to korzystne dla dysków twardych.

Zastanawiałem się, co mogłoby zastąpić te „brzęczyki”... W większości obudów ATX znajduje się teraz wentylator na przednim panelu, większość pełnowymiarowych obudów ATX ma wentylator 120 mm. Po co dodatkowe chłodnice na dyskach twardych, skoro w pobliżu jest już taka chłodnica? Próbowałem wyjąć wentylatory z dysków twardych... „Puszki” były dość gorące, ale można było trzymać rękę (monitoring pokazał 40...47 stopni w temperaturze pokojowej +25), ale chipy na płytach były niezwykle żałosne. Obecnie najgorętszymi elementami na płytach głównych są zazwyczaj procesor i sterownik silnika/głowicy. Czasem jakiś inny stabilizator mocy. Dla zabawy zmierzyłem warunki temperaturowe mikroukładów... W typowym nowoczesnym dysku twardym procesor w stanie spoczynku nagrzewa się do 40...55 stopni, tj. ręka jest już dość gorąca (próg bólu mam ok. 45 stopni), jeszcze gorętszy jest sterownik wrzeciona - w spoczynku zwykle 45...60, a przy losowym szukaniu temperatura szybko skacze wyżej i spokojnie przekracza 70.. 0,80 stopnia (mierzona cyfrowo termometrem). Czujnik temperatury instaluje się zwykle na płytce poza mikroukładami i/lub w „banku” i jego temperatura jest niższa.

Grzejnik aluminiowy bez problemu można kupić w sklepie, jeśli jego wymiary są nieco nieodpowiednie - łatwo jest odciąć jego nadmiar. Nie widziałem podkładek termicznych w sprzedaży (nie szukałem), ale łatwo je znaleźć w uszkodzonych napędach CD/DVD (przez nie przekazywane jest ciepło z chipów sterownika silnika do korpusu urządzenia) lub na kartach graficznych ( pomiędzy radiatorami a układami pamięci). Jeśli jedna grubość nie wystarczy, możesz wybrać kilka.
Materiały są dość przystępne.

Kiedy zatrzymałem się w znanym sklepie z częściami do radia, aby odebrać części, przypomniałem sobie, że muszę odebrać chłodnicę do tego projektu. Podniósł to. Nazywa się „HS 530-100”. Żebra są niskie, z dodatkowymi rowkami zwiększającymi powierzchnię wymiany ciepła, podstawa grubsza od żeber, szerokość jednego dysku twardego - wyższa od dachu, oszacowałem na oko w sklepie - może wystarczy na dwa dyski twarde. Kupiłem to, czego potrzebowałem. W domu wypróbowałem radiator na dyskach twardych - na wszystkich dyskach twardych, które znalazłem, zakrywał wszystkie „gorące punkty”, a jednocześnie był krótszy niż sam dysk twardy. Szerokość dwóch dysków twardych była za duża... Ale mimo to zdecydowałem się ją przyciąć, aby zmieściła się na dwóch dyskach twardych.

Następnie wypatroszyłem kilka uszkodzonych płyt CD-ROM i wyciągnąłem z nich podkładki termiczne.

Przy okazji montażu nowego dysku twardego postanowiłem wypróbować projekt w działaniu. Dyski twarde leżały na stole, do którego odkręcono stare „brzuchowe” chłodnice. W pobliżu znajdują się grzejniki i podkładki termiczne z pastą termoprzewodzącą.
Po przecięciu na dwie części grzejnik ledwo wystarczył - krawędzie wisiały już pomiędzy środkami otworów montażowych, śruby miały trudności z przyleganiem do grzejnika.

Jak było.
Podchodzimy twardo, szukamy „gorących” punktów. Można to rozgryźć nawet przy wyłączonym dysku twardym - zwykle są to mikroukłady, są dość duże. Jeśli płyta jest odwrócona do góry nogami (HDD WD lub najnowszy „płaski” Seagate), to na obszarach grzewczych lub nielakierowanych - z drugiej strony mikroukłady są przylutowane do takich obszarów „brzuchem”, aby zorganizować odprowadzanie ciepła przez płytę. Pomiędzy podkładkami znajduje się kilka przelotek poprawiających przewodność cieplną.

Na znalezione miejsca nakładamy podkładki termiczne, szacując odległość elementu od powierzchni grzejnika. Jeśli grubość nie jest wystarczająca, robimy „kanapkę”. Staramy się dbać o to, aby na deskę nie wywierano silnego nacisku, ale też by podkładki termiczne nie zwisały. Jeśli podkładka termoprzewodząca jest lepka, umieść ją w niezmienionym stanie; jeśli jest gładka, nałóż pastę termoprzewodzącą na stykające się powierzchnie.

Ustawiamy grzejnik na górze, starając się go nie przesuwać, aby nie zdjąć podkładek termicznych i przykręcamy go. Gwinty śrub są takie same, jak te, którymi zwykle przykręcane są dyski twarde do kosza.

Sprawdź pod lampą, czy podkładki termiczne są na swoim miejscu.

Chcesz przedłużyć żywotność swojego dysku twardego? Czy jesteś skłonny wydać dodatkowe 5-10 dolarów na system chłodzenia? Zastanówmy się, jakie są dostępne opcje.

Nie ma wielu rodzajów chłodzenia:

• Po pierwsze, jest to oczywiście chłodzenie powietrzem. Zdecydowana większość takich systemów to plastikowa lub metalowa ramka z wentylatorem, który przykręcany jest do dysku twardego od dołu. Natomiast zasilanie wentylatora pobierane jest za pomocą specjalnego adaptera z wolnego złącza zasilacza. Istnieje również opcja, w której w gnieździe 5,25 instaluje się specjalny adapter do montażu dysku twardego (w tym miejscu mieści się napęd DVD), a zamiast wtyczki na „fasadzie” instaluje się wentylator (lub wentylatory)
• Po drugie, to pasywne systemy chłodzenia. Oznacza to po prostu specjalnie zaprojektowany grzejnik, który jest przymocowany do dysku twardego, styka się z częściami grzewczymi dysku twardego i usuwa ciepło do otoczenia „grawitacyjnie” ze względu na dużą powierzchnię wymiany ciepła.
• Cóż, po trzecie, możemy wspomnieć systemy chłodzenia cieczą. Ale to nieciekawy egzotyk, którego praktyczne zastosowanie jest praktycznie nieobecne. Zaletami układów płynnych są bardzo dobra sprawność cieplna i równomierność odprowadzania ciepła (Wyjątek stanowią moderzy, overclockerzy i inni „domowi ludzie”)

Z racji mojego powołania często zaczynałem rozwiązywać problemy komputerowe związane ze zużyciem dysku twardego. Dlatego w tym artykule omówimy, jak to zrobić przedłużyć żywotność dysku z danymi. W końcu po awarii dysku twardego nie we wszystkich przypadkach można zapisać informacje. Nawet jeśli możliwy będzie zwrot plików, pod względem finansowym naprawy w serwisach będą porównywalne z kosztem nowego komputera do zadań biurowych.

Zaleceń dotyczących prawidłowej pracy dysku twardego jest całkiem sporo, począwszy od zapewnienia dobrej mocy (zakup drogiego zasilacza) po minimalizowanie wpływu zewnętrznych wibracji na dysk. Ale dzisiaj podzielę się swoim doświadczeniem w ułatwianiu życia dysku twardego, instalując na nim dodatkowy układ chłodzenia powietrzem. Przecież im zimniejsze są części obrotowe, i nie tylko one, tym mniej ulegają zużyciu. We współczesnych przypadkach w przedniej części montuje się chłodnice, które kierują przepływ powietrza z zewnątrz do komputera, nadmuchując jednocześnie dysk twardy. Ale to nie zawsze wystarczy.

Wybierając urządzenie chłodzące do dysku twardego należy wziąć pod uwagę, że w nowych modelach obudów z zatrzaskami we wnękach na dyski może nie wystarczyć miejsca na dysk z zamontowanym na nim modułem chłodzącym.
Przechodzę bezpośrednio do opisu procesu. Niektórzy ludzie nie potrzebują mojego osobistego doświadczenia i zrobią wszystko sami, ale dla wielu przydatne będzie przeczytanie i obejrzenie zdjęć, zanim sami się w to wszystko zaangażują.
Cóż, zaczynajmy. Nie zapomnij wyłączyć zasilania jednostki systemowej przed rozpoczęciem pracy!!! Po zdjęciu bocznej ścianki wyjmij złącza z dysku twardego.

Odkręć śruby mocujące dysk twardy w prowadnicy. W razie potrzeby będziesz musiał zdjąć drugą pokrywę boczną, aby uzyskać dostęp do śrub po drugiej stronie obudowy. Ale w moim przypadku klatkę na dyski 3,5 cala można wyjąć z obudowy wraz z dyskami, co, jak przyznacie, jest bardzo wygodne.

Przerwę opis wskazówkami dotyczącymi wyboru wentylatora do dysku twardego.
Na początek radzę zakupić model z dwiema chłodnicami, bo... Wentylatory zainstalowane w takim układzie obracają się w różnych kierunkach. Jeden dmucha, drugi wydmuchuje ogrzane powietrze.
Po drugie, jeśli wszystkie złącza zasilania w komputerze są zajęte, w każdym przypadku będziesz musiał wybrać model z adapterem, aby jednocześnie podłączyć wentylator dysku twardego i drugie urządzenie, które wcześniej zajmowało to złącze.
Cóż, warto przyjrzeć się także bliżej charakterystyce samych chłodnic. Jeśli jesteś wrażliwy na nadmierny hałas wentylatorów, powinieneś wybrać chłodnice o niższych prędkościach obrotowych. Cóż, rozumiesz, im szybciej obracają się łopatki wentylatora, tym wydajniejsze jest chłodzenie, ale hałas z nich jest większy. Dlatego musisz sam wybrać stosunek wydajności do hałasu.

Przejdźmy dalej! Aby wykonać operację dokowania dysku za pomocą wentylatora, pierwszy musi być już wyjęty z jednostki systemowej. Połóż dysk na płaskiej powierzchni, stroną zadrukowaną w dół, ponieważ Chłodzenie jest przymocowane do dolnej powierzchni dysku twardego, po stronie kontrolera. Następnie kładziemy wentylator na górze, wyrównujemy otwory montażowe i dokręcamy śruby.

Wskazane jest posiadanie wszystkich czterech części, aby zapewnić ścisłe dopasowanie powierzchni i urządzenie nie grzechotało podczas pracy.

A teraz nasz jest podłączony do dysku twardego. Teraz zwracamy dysk do obudowy, najważniejsze jest to, że urządzenie chłodzące nie zakłóca prawidłowej instalacji napędu. Jeśli wszystkie otwory pasują, gratulujemy, wybrałeś właściwy wentylator dysku twardego.
Następnie należy zapewnić zasilanie chłodnic układu chłodzenia. Szukamy wolnego złącza molex i podłączamy je do złącza wentylatora.

Jeśli nie zostanie znalezione nieużywane złącze, odłącz wszelkie inne urządzenia korzystające z tego samego połączenia. W jego miejsce podłączamy nasz nowy układ chłodzenia, a następnie podłączamy stare urządzenie (odłączane w zdaniu poprzednim) do wolnego złącza znajdującego się na przewodzie od wentylatora, o ile kupiłeś je (wentylator) z właśnie taką przejściówką.

Ostatnie manipulacje ze złączami, podłączamy dysk twardy z powrotem. Mam nadzieję, że nie zapomniałeś, jakich złączy użyłeś na swoim dysku twardym.
Na ostatnim zdjęciu widać końcowy efekt prostego zabiegu instalowanie chłodzenia na dysku twardym.

Po uruchomieniu komputera należy wizualnie sprawdzić obroty wirnika zamontowanego wentylatora. Efektywność wykonanej pracy można sprawdzić dotykiem, ale lepiej jest skorzystać z programu AIDA64 , która obejmuje funkcję skanowania temperatur podzespołów komputera. Po zainstalowaniu i uruchomieniu tego programu kliknij zakładkę Komputer, a następnie przejdź do Czujniki. Odczyty dysku twardego są wyświetlane na końcu listy „Temperatura”. W moim przykładzie są trzy dyski. W twoim przypadku może to być cokolwiek, najprawdopodobniej jeden.

Naturalnie, jeśli chcesz rejestrować liczbowo, o ile zimniej stał się Twój opiekun informacji, program ten należy uruchomić przed instalacją układu chłodzenia, aby zobaczyć i zapamiętać temperaturę dysku „PRZED”. I uruchom AIDA64 „PO”. W tym konkretnym przykładzie nagrzewanie dysku twardego zostało zmniejszone o 11 stopni.
Zakończę tutaj narrację, chcę, aby ten artykuł nie był tylko materiałem do czytania, ale przewodnikiem po działaniu. Zadbaj o swoje dane; lepiej nie dopuścić do naprawy dysku.