مباحث انتقال حرارت در خنک سازی

[ravegoat]

در این تاپیک مباحث پایه ی انتقال حرارت در زمینه ی Computer Cooling تشریح می شود. در ادامه نحوه ی تخمین بار حرارتی و انتخاب روش انتقال حرارت جهت خنک کردن سیستم بیان خواهد شد. در این حین الگو های مطلوب و نا مطلوب جریان هوا توضیح داده خواهد شد. در نهایت سنسور های دما و مدار های کنترل دما ارایه می شود.

چون ممکنه این تاپیک به تدریج آپدیت بشه, مباحث اون در قالب چند اسلاید تهیه شده که می تونید از پیوست دانلود کنید و در مورد هر بخشش که سوال داشتید در این تاپیک مطرح بفرمایید.برای مشاهده این لینک/عکس می بایست عضو شوید ! برای عضویت اینجا کلیک کنید

نکته ی بعد اینه که ما مجبوریم خیلی از سیستم های واقعی رو با یک مدل حرارتی ساده تقریب بزنیم چون تحلیل انتفال حرارت در سیستم هایی با هندسه ی نه چندان پیچیده به شکل تحلیلی بسیار دشواره. در نتیجه در بسیاری از موارد به نتایج تجربی و آزمایشگاهی روی می آوریم. اگر هم استدلالی در این قسمت بیان شد که با تجربه سازگار نبود, لطفا" اعلام بفرمایید تا اون رو به شکلی درست اصلاح کنیم.برای مشاهده این لینک/عکس می بایست عضو شوید ! برای عضویت اینجا کلیک کنید

[ravegoat]

انتقال حرارت علمی هستش که به ما میگه اگر بخواهیم یه مجموعه فرضا" یه پرتقال رو در زمان معین از یه دمایی به دمای دیگه ای برسونیم چقدر و چگونه باید باهاش تبادل گرما انجام بدیم. به عنوان مثال اگر بخواهیم جناب پرتقال رو ظرف یک ساعت از دمای 15 درجه ی سانتی گراد به دمای 10 درجه ی سانتی گراد برسونیم, انتقال حرارت میگه پرتقال رو یک ساعت در معرض بادی با سرعت 50 کیلومتر بر ساعت با دمای 5 درجه ی سانتی گراد قرار بده.
برخلاف علم ترمودینامیک که فقط با مقدار انتقال گرما سروکار داره, در انتقال حرارت علاوه بر مقدار گرما, زمان انتقال گرما و چگونگی انتقال گرما هم بررسی میشه.

مکانیزم های انتقال حرارت
می خواهیم اینجا بررسی چند تا راه برای انتقال گرما وجود داره:

• رسانش: روش انتقال حرارتی است که بیش تر در اجسام جامد قابل توجه هستش. وقتی ناحیه ای از جسم جامد گرم بشه, اتم های اون ناحیه شروع به نوسان می کنن و اتم های کناری خودشون رو هم به نوسان در میارن. این که هر اتم, اتم کناری خودش رو وادار به نوسان کنه باعث میشه کل اتم های جسم جامد خبردار بشن که بخشی از جسم در حال گرم شدنه. وقتی کل اتم ها نوسان کنن دمای جسم هم بالا میره. حالا در برخی از مواد اتم ها سریع تر به هم خبر میدن که ما در حال گرم شدن هستیم که به این مواد رسانای گرما گفته میشه مثل مس و آلومینیوم. در برخی دیگه از مواد هم اتم ها آهسته تر به هم خبر میدن که بهشون عایق گرما گفته میشه مثل چوب. در اکثر مایعات و گاز ها چون فاصله ی مولکولی خیلی زیاده, خیلی طول می کشه که اتمی به اتم همسایه اش بگه من دارم گرم میشم.
• جا به جایی یا همرفتی: در این روش گرما به واسطه ی حرکت مولکول ها منتقل میشه نه صرفا" نوسان اتم ها. پس فقط در مایعات و گاز ها که مولکول های توانایی حرکت دارن می تونیم انتظار انتقال حرارت جا به جایی رو داشته باشیم. جا به جایی خودش سه شکل داره:

1. جا به جایی طبیعی: وقتی مایع یا گازی دماش تغییر کنه, چگالیش هم تغییر می کنه. حالا اون ناحیه ای که چگالیش بیش تره به خاطر گرانش میاد پایین و اون ناحیه که چگالیش کم تره میره بالا. گرانش به عنوان یه عامل طبیعی مایع یا گاز را حرکت میده و به شکل طبیعی گرما رو جا به جا می کنه.
2. جا به جایی اجباری: در این روش یه عامل خارجی مثل یک فن یا پمپ به حرکت گاز یا مایع برای انتقال حرارت کمک می کنه.
3. تغییر فاز: در این روش با تغییر فاز یک سیال گرما منتقل میشه. نمونه اش مبرد درون یخچال است که گرما رو از محفظه ی یخچال می گیره و از فاز مایع به گاز تبدیل میشه (جوشش) و بعد این گرما رو به محیط منتقل می کنه و از فاز گاز به فاز مایع بر می گرده (میعان).

• تابش: هر جسمی که دمایی بالا تر از صفر کلوین داشته باشه از خودش موج الکترومغناطیسی تابش می کنه و همچنین می تونه موج های تابش شده از سایر اجسام رو هم جذب کنه. با تابش موج دمای جسم کاهش و با جذب موج دمای اون افزایش پیدا می کنه.

mechanisms.heat.transfer.jpg

مثال هایی از انتقال حرارت در یک رایانه
در داخل کیس یه رایانه میشه مکانیزم های مختلف انتقال حرارت رو دید. پردازنده از راه رسانش گرمایی رو که تولید کرده به هیت سینک منتقل می کنه. بعد یه فن روی هیت سینک نصب شده که از راه جا به جایی اجباری هیت سینک رو خنک می کنه. گرمای حاصل از قطعات مادربورد شما به شکل جا به جایی طبیعی توسط هوا دفع میشه. گرچه جا به جایی طبیعی نسبت به اجباری گرمای کمی رو منتقل می کنه ولی یه روش کاملا" مجانی هستش در حالی که ما باید برای جا به جایی اجباری هزینه ای جهت خرید فن پرداخت کنیم. تمامی اجزای کیس چون در دمایی بالا تر از صفر مطلق هستند, از راه تابش با هم تبادل گرما دارن ولی این مقدار تبادل ناچیزه. هرچی دما بیش تر بشه مقدار تابش هم افزایش پیدا می کنه.

تا اینجا اگر سوالی هست بپرسید چون به امید خدا به زودی وارد بخش های ریاضیش میشیم؛ آرمینبرای مشاهده این لینک/عکس می بایست عضو شوید ! برای عضویت اینجا کلیک کنید

[ravegoat]

قبل از شروع بحث یه قرارداد با هم کنیم:

روی هر کمیت اگر بالانویس نقطه دیدید بدونید که داریم تغییرات اون کمیت رو برحسب زمان محاسبه می کنیم. مثلا" اگه گفته شد q یعنی مقدار انتقال حرارت (واحدش ژوله) ولی اگه بالاش یه نقطه گذاشتیم یعنی مقدار انتقال حرارت در یک ثانیه (واحدش واته).

انتقال حرارت رسانش
اگر یه صفحه به مساحت A و ضخامت L داشته باشیم که دمای یه طرفش که سرد تره T₁ و دمای اون طرفش که گرم تره T₂ باشه، مقدار گرمایی که از طریق رسانش در واحد زمان (نرخ انتقال گرما) از بخش طرف گرم به طرف سرد منتقل میشه از رابطه ی زیر (معروف به رابطه ی فوریه) به دست میاد:

q^._cond. = kA(T₂ - T₁)/L

تو رابطه ی بالا یه موجودی به نام k وجود داره که بهش میگن رسانندگی گرمایی و به جنس صفحه بستگی داره. یادتونه قبلا" گفتیم اتم های بعضی مواد توی رسانس گرما سریع تر به هم خبر میدن و برخی دیگه آهسته تر. k یه معیاری هستش که سرعت این خبر دادن رو مشخص می کنه. رسانندگی گرمایی مواد رسانای گرما عددی بزرگ (مثلا" برای مس 400 وات بر متر.درجه ی سانتی گراده) و رسانندگی گرمایی مواد عایق گرما عددی کوچک (مثلا" برای خاک 0.2 وات بر متر.درجه ی سانتی گراده) هستش. حالا بیاییم رسانش یک صفحه ی مسی و یک صفحه ی آلومینیومی رو در شرایط یکسان با هم مقایسه کنیم:

Condu.jpg

می بینیم که در شرایط کاملا مشابه صفحه ی مسی می تونه دو برابر صفحه ی آلومینیومی گرما رو منتقل کنه.

انتقال حرارت جا به جایی
فرض کنیم یک سطح گرم به مساحت A و دمای T₂ داریم. از یک روی این سطح یک سیال سرد مثل هوا با دمای T₁ عبور می کنه. آقای نیوتون گفته مقدار گرمایی که این سطح در واحد زمان به هوا منتقل می کنه برابره با:

q^._conv. = hA(T₂ - T₁)

و دوباره یک موجود جدید با نماد h که بهش میگن ضریب انتقال حرارت جا به جایی یا ضریب کنوکسیون. h خیلی چیزا رو توی خودش پنهان کرده. می دونیم اگه هوا با سرعت بیش تری تر روی سطح بوزه، گرمای بیش تری هم منتقل میشه. اگه به جای هوا از آب استفاده کنیم باز هم انتقال گرما بیش تر میشه. حتی شکل هندسی سطح هم می تونه مهم باشه. حضرت h تمام این موارد رو یکجا توی خودش داره. پس قبل از اینکه از رابطه ی نیوتون استفاده کنیم باید تکلیف ضریب کنوکسیون رو معلوم کنیم. متاسفانه تعیین h اصلا کار ساده ای نیست و در ادامه مجبوریم از روابط آزمایشگاهی استفاده کنیم.

انتقال حرارت تشعشعی
گفتیم که همه ی اجسام انتقال حرارت تشعشعی دارن ولی در دما های معمولی این مقدار انتقال حرارت ناچیزه. ولی خورشید که دمای بالایی داره مقدار قابل توجهی گرما رو از راه تابش به ما منتقل می کنه. اجسام تیره قابلیت جذب تابش بالاتری رو دارن. پس اگه یه کیس کامپیوتری با رنگ سیاه داشته باشیم و و اون رو جایی قرار بدیم که در معرض نور خورشید باشه، یه بار حرارتی اضافی رو علاوه بر بار حرارتی قطعات داخل کیس داریم رو سیستم اعمال می کنیم که اصلا" مقدار کمی نیست!

به امید خدا در ادامه کمی عمیق تر و کاربردی تر این بازی ریاضی رو دنبال می کنیم؛ آرمین برای مشاهده این لینک/عکس می بایست عضو شوید ! برای عضویت اینجا کلیک کنید

[ravegoat]

برای درک بهتر پدیده های انتقال حرارت می خواهیم یه تشابهی بین مدار الکتریکی و انتقال حرارت پیدا کنیم. می دونیم اگر دو سر یک جسم اختلاف پتانسیل الکتریکی برقرار کنیم با توجه به مقاومت الکتریکی اون جسم، جریان الکتریکی درون اون برقرار میشه. طبق قانون اهم هرچه این اختلاف ولتاژ بیش تر و هرچه این مقاومت الکتریکی کم تر باشه، جریان بیش تری از جسم عبور می کنه. در انتقال حرارت هم دقیقا" با همچین حالتی رو به رو هستیم. اگر یه اختلاف دما بین دو سر جسم برقرار کنیم با توجه به مقاومت حرارتی جسم، جریان گرمایی ازش عبور می کنه. درنتیجه اختلاف ولتاژ معادل اختلاف دما، مقاومت الکتریکی معادل مقاومت حرارتی و جریان الکتریکی معادل انرژی حرارتی است. جالب اینجاست که همون طور که شما می تونید برای یک بورد الکترونیکی یه مدار الکتریکی بسازید، برای یه پدیده ی انتقال حرارت هم میشه یه مدار حرارتی ساخت که همون قوانین KVL و KCL براش صدق می کنه. وقتی ما می تونیم مقاومت های الکتریکی رو سری یا موازی کنیم و مقاومت های جدیدی به دست بیاریم، می تونیم مقاومت های حرارتی رو هم با همون قوانین سری و موازی کنیم و مقاومت معادل حرارتی رو به دست بیاریم.

Resistor.png
سوال اینجاست که برای اندازه گیری مقاومت الکتریکی میشه از یه اهم متر استفاده کرد ولی برای انداز گیری مقاومت حرارتی باید چی کار کرد؟
پاسخ این سوال رو باید در معادلات انتقال حرارت رسانش و جا به جایی که قبلا" معرفی شد جست و جو کرد. اگر شکل این معادلات رو مطابق قانون اهم باز نویسی کنیم می تونیم مقاومت حرارتی رو از توش بیرون بکشیم.

Rth.png
می بینیم مقاومت حرارتی در حالت رسانش با ضخامت جسم نسبت مستقیم و با رسانندگی و مساحت اون نسبت عکس داره. از راه تجربه هم می دونیم که هرچی جسم کلفت تر باشه گرما به سختی ازش عبور می کنه. یا هر چی جسم رسانا تر باشه (مثل مس) کم تر در برابر عبور گرما مقاومت می کنه. مقاومت حرارت جا به جایی هم با ضریب کنوکسیون (h) و سطح (A) رابطه ی عکس داره. حالا بیاییم یه مثال واقعی از کاربرد این معادلات رو با هم ببینیم.

یک CPU که روش هیت سینک و فن نصب شده رو در نظر بگیرید. مدار حرارتی این سیستم به شکل زیر هستش:

Model.png
وقتی ما هیت سینک رو روی سطح CPU می ذاریم چون هر دو سطح کمی زبری دارن مولکوی های هوا بین شون گیر می کنن. پس اگه گرمای CPU بخواد به هیت سینک منتقل بشه باید توسط مولکول های هوا این کار صورت بگیره. مولکول های هوا نمی تونن این گرما رو با جا به جایی منتقل کنن چون اگه یادتون باشه جا به جایی زمانی ممکنه که مولکول ها بتونن حرکت کنن در حالی که در اینجا مولکول های هوا بین ناهمواری دو سطح گرفتار شدن. میریم سراغ تشعشع ولی چون دما خیلی بالا نیست این مکانیزم هم گرمای زیادی رو نمی تونه منتقل کنه. راه آخر رسانش هست ولی متاسفانه هوا اصلا" رسانندگی گرمایی خوبی نداره چون در رسانش باید اتم ها نزدیک هم باشن در حالی که اتم های هوا خیلی با هم فاصله دارن. از این صحبت ها به این نتیجه میرسیم که همواره بین محل تماس دو سطح یک مقاومت خفن به وجود میاد که به مقاومت تماسی معروفه و می تونه خیلی راحت جلوی انتقال حرارت ما رو بگیره. این همون روشی هست که در لباس های پشمی هم دیده میشه. لباس پشمی مولکول های هوا رو داخل الیاف خودش به دام میندازه و باعث به وجود اومدن یه عایق حرارتی بین بدن ما و هوای بیرون میشه درنتیجه ما به دلیل انتقال حرارت ناچیز با هوا احساس سرمای کم تری می کنیم.
برای کاهش مقاومت تماسی از خمیر سیلیکون استفاده میشه. این خمیر به جای مولکول های هوا بین ناهمواری های سطح پردازنده و هیت سینک قرار می گیره و چون رسانندگی خوبی داره، گرما رو به راحتی بین این دو قطعه منتقل می کنه.
مقاومت حرارتی هیت سینک معمولا" مقدار بالایی نیست چون هیت سینک رو اولا" نازک و ثانیا" از مواد رسانای گرما نظیر مس یا آلومینیوم می سازن که هر دو عامل سبب کاهش مقاومت حرارتی رسانشی میشه.
هیت سینک باید از طریق جا به جایی گرمایی رو که از CPU جذب کرده به هوا منتقل کنه. برای کاهش مقاومت حرارتی جا به جایی بین هیت سینک و هوا (مقاومت فن)، هیت سینک رو به شکل پره دار می سازن. درنتیجه سطح (A) افزایش پیدا می کنه. از طرفی هرچی فن با سرعت بالاتری بچرخه مقدار ضریب انتقال حرارت (h) هم زیاد تر میشه.
در آخر بحث می خواهیم با همین مدل اثر گرد و خاک رو روی خنک سازی بررسی کنیم. اگر لایه ای خاک روی هیت سینک بشینه یک مقاومت حرارتی رسانشی بین هوا و هیت سینک قرار می گیره. چون این مقاومت با سایر مقاومت ها سری است، مقاومت معادل رو افزایش میده. شاید با خودتون بگید لایه ی خاک که ضخامتی (L) نداره تا بخواد مقاومت رسانشی (L/kA) بالایی رو ایجاد کنه ولی مقدار k خاک حدود 0.2 وات بر متر.درجه ی سانتی گراده که خیلی پایینه (مقایسه کنید با مس که حدود 400 هستش) و اثر کم بودن ضخامت رو جبران می کنه و در نهایت مقدار گرمایی رو که از پردازنده دفع میشه رو کاهش میده.

احتمالا" الآن کمی علمی تر تونستیم اثر عوامل مختلف رو روی خنک سازی درک کنیم. در ادامه به قانون بقای انرژی از دید انتقال حرارت نگاه می کنیم و خواهیم دید چه جوری این قانون ساده به ما در نحوه ی انتخاب فن ها در تهویه ی کیس کمک می کنه. سوالی باشه در خدمتم برای مشاهده این لینک/عکس می بایست عضو شوید ! برای عضویت اینجا کلیک کنید .

[ravegoat]

در این پست می خواهیم با یه قانون هیجان انگیز به نام موازنه ی انرژی آشنا بشیم و به کمک اون خیلی ساده و اصولی کولینگ کیس رو انتخاب کنیم. ولی قبلش باید مفهوم حجم کنترل رو یاد بگیریم.

حجم کنترل
یه حجم فرضی در فضا است که سیستم مورد نظر ما رو احاطه می کنه و ما فقط با پدیده ها و اجرام داخل این حجم فرضی رو بررسی می کنم و کاری به خارج اون نداریم. در اینجا ما کل حجم کیس رایانه رو حجم کنترل در نظر می گیریم (خط چین قرمز در تصویر زیر) و اصلا" برامون مهم نیست که خارج کیس چه اتفاقاتی می افته.

موازنه ی انرژی برای حجم کنترل
موازنه ی انرژی میگه اگه ما یه حجم کنترل داشته باشیم (که قرار شد کیس رایانه باشه)، مجموع گرمایی که وارد حجم کنترل میشه و گرمایی که داخل حجم کنترل تولید میشه برابره با مجموع گرمایی که از حجم کنترل خارج میشه و گرمایی که در حجم کنترل ذخیره میشه.

cv.jpg
معمولا" گرمایی وارد کیس نمیشه مگر اینکه کیس در معرض تابش خورشید باشه. تمام قطعات الکترونیکی که مقاومت و جریان الکتریکی داشته باشن مثل CPU یا کارت های داخلی گرما تولید می کنن. طبق موازنه ی انرژی با فرض صفر بودن گرمای ورودی (E^._in = 0)، گرمایی که قطعات تولید می کنند (E^._gen) یا باید از طریق سیستم خنک سازی از کیس دفع بشه (E^._out) و یا این گرما باید در کیس ذخیره بشه (E^._s). اگر گرما داخل کیس ذخیره بشه دمای قطعات بالا و بالاتر میره و درنهایت قطعات آسیب می بینند. طبق موازنه ی انرژی اگه تمام گرمایی که قطعات تولید می کنند توسط سیستم کولینگ از کیس خارج بشه (E^._gen = E^._out) در اون صورت هیچ گرمایی در داخل کیس ذخیره نمیشه و دمای قطعات در حد معینی ثابت می مونه.
پس یه کولینگ مناسب کولینگی است که تمام گرمای تولید شده ی قطعات رو از کیس دفع کنه. در ادامه بیش تر روی خنک سازی با هوا تمرکز می کنیم چون سیستم های هواخنک در کیس ها متداول تره.

انتخاب فن مناسب
گفتیم کولینگ مناسب کولینگی است که تمام گرمای تولید شده ی قطعات رو از کیس دفع کنه پس اگه کولینگ ما با فن باشه میگیم فن های مناسب فن هایی هستند که تمام گرمای تولید شده ی قطعات رو از کیس دفع کنند.
هر چه قدر فن ها بتونن هوای بیش تری رو جا به جا کنن می تونن گرمای بیش تری رو هم منتقل کنن. مقدار حجم هوایی که در واحد زمان یه فن می تونه جا به جا کنه به دبی فن (Q) معروفه. دبی فن رو معمولا" با واحد CFM اندازه می گیرن یعنی مقدار فوت مکعب هوا که فن در یک دقیقه جا به جا می کنه. درنتیجه حیاتی ترین فاکتور انتخاب فن دبی اون ها محسوب میشه. حالا بیایید ببینیم حداقل مجموع دبی فن های کیس که هوا رو به خارج می وزند باید چقدر باشه:

Q=3.16xE^._gen/(T_max - T_محیط)

که در اون T_max حداکثر دمایی است که تمام قطعات قادر به تحملش هستن (اثبات این رابطه در اسلاید پیوست به پست اول موجوده).

اگه یه کیس با پاور 330 واتی داشته باشیم و فرض کنیم کل این توان الکتریکی به گرما تبدیل میشه، دمای هوا 25 درجه ی سانتی گراد و حداکثر دمای تحمل قطعات 60 درجه ی سانتی گراد باشه، طبق رابطه حداقل مجموع دبی فن هایی که گرما رو به بیرون کیس هدایت می کنند باید 30 CFM باشه. می بینیم هرچی دمای هوای محیط بالاتر بره مقدار دبی فن هم باید افزایش پیدا کنه. برای همینه که در تابستون فن ها با دور بیش تری می چرخن.

دو قانون که بهتره در مورد فن ها بدونیم
اگه دو فن از یه مدل داشته باشیم که اولی سرعت دورانش N₁ rpm و قطرش D₁ mm و دومی سرعت دورانش N₂ rpm و قطرش D₂ mm باشه در اون صورت نسبت دبی اولی به دومی (Q₁/Q₂) و نسبت توان مصرفی اولی به دومی (P₁/P₂) به شکل زیر به دست میاد.

Q₁/Q₂=(D₁/D₂)³(N₁/N₂)

P₁/P₂=(D₁/D₂)⁵(N₁/N₂)³

در نتیجه اگه دو تا فن داشته باشیم که مدل، شرکت سازنده و سرعت دورانی شون یکی باشه ولی یکی فن 80 میلی متری و اون یکی 120 میلی متری باشه، دبی فن بزرگ تر 3.4 برابر فن کوچک تر و توان مصرفی اون 7.6 برابر فن کوچک تره.

به امیدا خدا در آینده درباره ی نحوه ی چیدمان فن ها داخل کیس با هم صحبت می کنم...

[ravegoat]

خب تا اینجا یاد گرفتیم که چه فن یا فن هایی رو برای کیس رایانه مون انتخاب کنیم. تنها مسئله ی باقی مونده اینه که این فن ها رو چطوری داخل کیس نصب کنیم که کارآیی سیستم کولینگ ما بهتر بشه؟
یه نوع آرایش مطلوب جریان داخل کیس در شکل زیر مشاهده میشه که شرکت AMD این الگو رو با چند آزمایش به دست آورده:

AMDflow.png

اگر ما بتونیم چنین الگوی جریان هوایی رو داخل کیس ایجاد کنیم، سیستم کولینگ ما کارآیی قابل قبولی خواهد داشت. رسیدن به چنین جریان هوایی اصلا" کار سختی نیست. فقط باید سه تا کار مهم رو پیاده کنیم:

1. فن هایی رو که در گام های قبلی تعیین کردیم روی دیواره ی پشتی کیس نصب کنیم به طوری که حتما" هوا رو به خارج کیس هدایت کنن. فن ها باید در بالاترین نقطه ی ممکن نصب بشن چون هوای گرم به دلیل چگالی کم تر همیشه به سمت بالا صعود می کنه و می تونه توسط این فن ها دفع بشه.
2. در جلوی کیس حتما" باید راه هوا ورود هوا وجود داشته باشه تا هوای خنک بتونه از این راه وارد کیس بشه و با قطعات گرم داخل تبادل حرارت کنه.
3. مسیر جریان از جلوی کیس تا پردازنده و در نهایت دیواره ی پشتی کیس باید کاملا" باز باشه. در نتیجه اگر دسته ی سیم در این مسیر باشه، عبور جریان رو مختل می کنه. پس حتما" سیم های آشفته ی داخل کیس رو با بست کمربندی جمع کنید تا در مسیر عبور جریان هوا قرار نداشته باشن.

این سه کار رو هم بکنیم خیلی خوبه:

1. اگر مشکلی با سر و صدا ندارید در ورودی هوای جلوی کیس یه فن قرار بدید تا حجم هوای بیش تری وارد کیس بشه. البته با دبی این فن میشه حالت فشار منفی و فشار مثبت کیس رو هم تنظیم کرد که جلو تر بهش می پردازیم.
2. خیلی بهتره از پاوری استفاده کنید که زیریش هم فن داره (به اصطلاح Bottom Intake)؛ مانند تصویر بالا. این طوری الگوی جریان مناسب تری حول پردازنده ایجاد میشه که در خنک نگه داشتن اون موثره.
3. وجود یه ورودی هوا در دیوار کناری کیس دقیقا" رو به روی فن پردازنده تاثیر مثبتی روی خنک کردن CPU داره.

وضعیت فشار منفی و فشار مثبت در کیس
هر وقت دبی هوای ورودی به کیس از دبی هوای خروجی از اون کم تر باشه حالت فشار منفی و هرگاه دبی هوای ورودی از دبی هوای خروجی بیش تر باشه حالت فشار مثبت در کیس به وجود می آید.

PNPr.jpg
حالت فشار منفی باعث میشه جریان هوا به اکثر جاهای کیس نفوذ کنه و اکثر بخش ها رو خنک نگه داره. به علاوه این حالت باعث تقویت جا به جایی طبیعی در داخل کیس میشه که در خنک کردن بهتر قطعات موثره ولی در این حالت گرد و غبار به راحتی به داخل کیس نفوذ می کنه و روی قطعات میشینه و همون طور که قبلا" اشاره شد به مرور مقاومت حرارتی رو افزایش و به دنبال اون کارآیی سیستم کولینگ رو کاهش میده. در مناطق پر تردد که گرد و غبار بیش تر در هوا پراکنده است حالت فشار مثبت توصیه میشه. گرچه در حالت فشار مثبت جا به جایی طبیعی تقویت نمیشه ولی به دلیل اینکه فشار داخل کیس از محیط بیش تره، گرد و غبار نمی تونه به داخل کیس رخنه کنه.


کنترل خودکار دور فن ها
ما همیشه سیستم کولینگ رو باید براساس بدترین شرایط ممکن طراحی کنیم تا مطمئن باشیم که حتی اگر بیش ترین بار حرارتی هم به کولینگ کیس وارد بشه، سیستم آسیب نمی بینه. ولی زمانی که یه بار حرارتی معادل به کیس وارد میشه نیازی نیست کولینگ با حداکثر توان خودش کار کنه. برخی از فن های داخل کیس مثل فن پردازنده دوری متناسب با دمای داخل کیس دارن و هرچه دما بالا تر بره با دور بیش تری می چرخن ولی معمولا" فن های جانبی فاقد چنین قابلیتی هستن. برای صرفه جویی در مصرف انرژی و کاهش سر و صدا میشه مداری مثل شکل زیر ساخت که سرعت چرخش فن رو متناسب با دمای کیس تعیین می کنه:

AutoSpeed.png
برای اندازه گیری دما در این مدار از مقاومت حرارتی (RTD) استفاده شده. مقاومت های حرارتی دو نوع هستن: نوع اول تحت عنوان NTC با افزایش دما مقاومت الکتریکی شون کاهش پیدا می کنه و نوع دوم تحت عنوان PTC با افزایش دما مقاومت الکتریکی شون افزایش پیدا می کنه. در این مدار از نوع NTC 10 کیلواهم استفاده شده که خیلی راحت با قیمتی ارزون (در هنگام نوشتن این مقاله 2250 ریال معادل 225 تومان) تو بازار یافت میشه.

امیدوارم این مقاله تا اینجا برای دوستان مفید واقع شده باشه...
سوالی بود در خدمتم؛ آرمین برای مشاهده این لینک/عکس می بایست عضو شوید ! برای عضویت اینجا کلیک کنید