Что нам стоит кулер построить!

для раздела Блоги
Данная статья написана на конкурс GlacialTech.

После изысканий в области тепловых труб, кучи убитого времени на чтение литературы, разработку опытных образцов, тестирование, килограммов превращенного в металлолом цветмета, появились некоторые идейки которыми мне бы хотелось поделится.
Цель статьи определится с концепцией построения оптимального по всем показателям процессорного кулера. Итак для начала давайте определимся каким должен быть хороший теплотрубный кулер? Здесь на мой взгляд нужно исходить не только с позиции конечных покупателей но и производителей, формируем перечень необходимых показателей:
- высокая производительность но каким образом? Развить площадь радиатора до метра или двух, бездумно расходуя материалы, оплатить которые должны будут покупатели? А потом навесить 12 см вентилятор и обеспечить всю конструкцию неравномерным обдувом? Однозначно нет.… Значит нужна такая конструкция при которой обдув разумных размеров радиатора будет осуществляться с максимальной эффективностью.
- низкий шум, как следствие: диаметр вентилятора от 10 см и хорошая продуваемость конструкции.
- низкая материалоемкость и издержки на производство а значит низкая стоимость конечного изделия (хотя рыночную стоимость формирует скорее коньюктура но все же…).
Да задачи конечно утопического характера но что-то похожее производители определяют при разработке кулеров для всех сегментов рынка. Теперь подводим итог: нужен максимально производительный, бесшумный, и дешевый в производстве кулер. Для достижений поставленных задач нужно – не изобретать велосипед, а проанализировать ошибки имеющихся решений.

Теплосьемник.
Начнем анализ из самого главного узла кулера, а именно теплосьемника.

Решение №1.
Что же представляет собой серийный теплосьемник который используют большинство производителей теплотрубных кулеров? Обычно это одна/две отфрезированные медные пластины в которые прижимают/зажимают круглые тепловые трубки.


(кликните по картинке для увеличения)



Плюсы:
- простота изготовления.
Минусы:
- большой расход материалов;
- "долгий ход тепла" сказывается на теплосопротивление;
- высокая теплоемкость пластин в случае с тепловыми трубами это минус.

Решение №2.
Оптимизированный вариант первого решения применяется в самых производительных моделях суперкулеров, почти тоже но трубки сплюснуты, это дает ряд преимуществ.


(кликните по картинке для увеличения)



Плюсы:
- простота изготовления.
- улучшен параметр теплосопротивления и скорости переноса тепла в сравнении с решением №1.
Минусы:
- значительный расход материалов;
- высокая теплоемкость пластин.

Мой теплосьемник
Из вышесказанного следует что эффективный теплосьемник должен:
Обеспечивать минимальное удаление тепловой трубы от источника тепла, нужно максимально увеличить площади испарителей на теплосьемнике, этого можно достичь если сделать его элементом тепловой трубы, подобное решение уже было применено одним из производителей но из-за просчетов в конструкции конечное решение получилось – не очень.


(кликните по картинке для увеличения)



На мой взгляд такое решение самое оптимальное во всех отношениях. Здесь уже не нужна массивная медная теплосьемная пластина достаточно тонких медных пластинок для механической прочности и возможности крепежа, тепло эффективно и быстро распределяется внутри тепловой трубы которая близко расположена к источнику тепла.
Плюсы:
- более эффективный отвод тепла в сравнении с предыдущими решениями;
- низкая материалоемкость.
Минусы:
- сложность изготовления;
- низкая прочность трубы в центре.

Несколько очерков по минусам.
Нужна специальная труба овальной или квадратной формы с тонкими стенками(до 1мм), закладывается капиллярно пористый материал скорее всего что-то вроде оплетки из нержавеющей стали она и должна обеспечить прижим в середине при пайке теплосьемных пластин, потом уже производится изгиб трубы в нужном месте, пайка теплосьемных пластин, пайка радиатора, и в последнюю очередь заправка вакуумизация и герметизация трубы.

С теплосьемником определились дальше выберем конфигурацию тепловой трубы. Эффективная тепловая труба должна отвечать ряду условий: иметь достаточную площадь зоны испарения, иметь минимальную адиабатную зону, и максимально возможную площадь зоны конденсации. Для бескомпромиссного выполнения этих условий подходит только U образная тепловая труба – практически полное отсутствие адиабатной зоны, и две близкие к испарителю зоны конденсации.
Конфигурация тепловой трубы по ходу определяет и конфигурацию кулера.

Радиатор.
Итак имеем U образную плоскую тепловую трубу, нанизать на нее кучу алюминия? Выше я писал что подход к радиатору будет иной что предлагаю я можно увидеть на рисунке.


(кликните по картинке для увеличения)



Это "гармошечный" (можно и Г образные пластины) радиатор соединенный методом пайки с тепловой трубой, и сам радиатор из листовой меди(или омедненного алюминия) расположен вдоль тепловой трубы это позволяет производить вертикальный обдув в минимальным сопротивлением воздуху, на верхней теплорасприделительной пластине можно разместить довольно полезный (в этом случае) медный радиатор который будет обдуваться с достаточно высокой эффективностью.
На радиатор надет пластиковый кожух для наплавления воздушного потока от вентилятора и аж до нижнего радиатора. Такой вариант исключает "мертвые зоны", вся площадь радиатора обдувается равномерно, а значит каждый грамм конструкции работает на результат.
Для стабилизации расстояния между "гармошками" можно ввести перекладину с прорезями.
Также желательно ввести электронную схему контроля температуры испарителя и входящего воздуха для управления оборотами вентилятора, оптимизации шума и стабилизации температуры в заданных рамках.
Я полагаю, мой концептуальный образец кулера отвечает безпроиграшной философии GlacialTech в плане производительности и затратности. Конечно концепция указывает только на путь которым надо идти, но если концепция воплотится в жизнь думаю это будет бум покруче выгнутых восьмеркой тепловых трубок .
Telegram-канал @overclockers_news - это удобный способ следить за новыми материалами на сайте. С картинками, расширенными описаниями и без рекламы.
Оценитe материал

Возможно вас заинтересует

Популярные новости

Сейчас обсуждают