כיצד לשפר את הביצועים התרמיים של גוף הקירור של המעבד

ישנם גורמים רבים המשפיעים על ביצועי פיזור החום של גוף קירור אוויר למעבד, כגון מוליכות תרמית של חומר, שטח סנפיר, מרווח סנפיר, עובי תחתית, אזור מגע, כיוון זרימת נוזל וכו'. הסיווג של גוף הקירור כולל מצנן צינורות חום וקירור CPU ללא צינור חום, סוג מגדל וסוג לחץ למטה. בשל הביצועים החלשים של גוף קירור מעבד ללא צינור חום, הוא נמצא פחות ופחות בשימוש בשוק. נכון לעכשיו, רוב גופי קירור המעבד הנפוצים יותר הם מצנן מעבד צינורות חום.

גוף קירור בלחץ למטה:      

יש בדרך כלל שני יתרונות של מבנה גוף הקירור בלחץ למטה. הראשונה היא שגובהה נמוך יחסית ויכולה להתאים לשלדות שונות, בעיקר לשלדת המיני itx עם מקום מוגבל. רובם יכולים להשתמש רק ברדיאטור מקורר אוויר בלחץ נמוך; שנית, הוא יכול להשתמש בזרימת האוויר כדי לפזר חום לרכיבים שמסביב למעבד, כגון מעגל אספקת חשמל וזיכרון, מה שיכול למנוע את בעיית הצטברות החום של רכיבים אלו. עם זאת, מבנה זה אינו תורם לתעלת האוויר בתוך השלדה, אשר קל לגרום לזרימה סוערת בתוך השלדה. קשה למקסם את יעילות פיזור החום, וכתוצאה מכך לאובדן נוסף של יעילות חילופי החום. לכן, קשה לרדיאטור בלחץ למטה להשיג יעילות פיזור חום גבוהה, וזו הסיבה שהוא נסוג לאט מהזרם המרכזי.

גוף קירור מגדל:

יעילות חילופי החום של גוף הקירור במגדל גבוהה מזו של גוף הקירור בלחץ למטה. כאשר זרימת האוויר עוברת דרך סנפירי הקירור במקביל, מהירות זרימת האוויר בארבעת הצדדים של קטע זרימת האוויר היא המהירה ביותר. יחד עם זאת, גוף הקירור של המגדל תורם גם לבניית תעלת האוויר בתוך השלדה, שיכולה להנחות את זרימת האוויר שתיפלט מיציאת הקירור בחלק האחורי של השלדה בהקדם האפשרי.

היתרונות של גוף קירור HeatPipe:

צינור החום מחולק לקצה חימום אידוי וקצה עיבוי. כאשר קצה החימום מתחיל להתחמם, הנוזל סביב דופן הצינור יתאדה באופן מיידי ויפיק אדים. בשלב זה, הלחץ של חלק זה יגדל, וזרימת הקיטור זורמת לקצה העיבוי תחת מתיחה של לחץ. לאחר שזרימת הקיטור מגיעה לקצה העיבוי, הוא מתקרר ומתעבה לנוזל. במקביל, הוא גם משחרר הרבה חום. לבסוף, הוא חוזר לקצה חימום האידוי בעזרת כוח נימי וכוח המשיכה להשלמת מחזור.

מכיוון שלצינור החום יש יתרון של מהירות העברת חום מהירה במיוחד, הוא יכול להפחית ביעילות את ערך ההתנגדות התרמית ולהגביר את יעילות פיזור החום כאשר הוא מותקן בגוף הקירור. יש לו מוליכות תרמית גבוהה במיוחד, עד פי מאות ממוליכות תרמית של נחושת טהורה. לכן, זה ידוע בתור "מוליך תרמי". רדיאטור מעבד צינור החום עם תהליך ועיצוב מעולים יהיו בעלי ביצועים חזקים שלא ניתן להשיג על ידי מצנן אוויר רגיל ללא צינור חום.

עיצוב סנפיר של גוף קירור:

כאשר מבנה הבסיס וצינור החום זהים, הגדלת אזור פיזור החום היא ללא ספק הדרך הישירה ביותר לשיפור היעילות של ההטאסינק, ואין יותר משתי דרכים להגדיל את אזור פיזור החום. הראשון הוא להוסיף יותר או יותר גופי קירור על ידי הגדלת הנפח, והשני הוא להקטין את המרווחים והעובי של גופי קירור, הוסף עוד גופי קירור באותו נפח. לא כדאי לרדוף באופן עיוור אחר אזור פיזור חום גדול יותר. יש לשקול היטב את נפח ומשקל הרדיאטור, את העובי והמרווח של סנפירי פיזור החום, ואפילו את גודל וסוג המאוורר.

תהליך חדירת הלחמה וסנפיר:

ישנן שתי דרכים עיקריות להרכבת צינורות חום וסנפירים: הלחמה וחדירת סנפיר. ההתנגדות התרמית של הממשק של תהליך הריתוך נמוכה, אך העלות גבוהה יחסית. לדוגמה, כאשר סנפירי אלומיניום מרותכים בצינורות חום נחושת, צינורות החום זקוקים בעצם לטיפול באלקטרוניקה לפני שניתן יהיה לרתך אותם עם סנפירי אלומיניום, ודרישות תהליך הריתוך גבוהות יחסית, ריתוך לא אחיד או בועות פנימיות יפגעו משמעותית ביעילות העברת החום .

חדירת סנפיר היא לתת לצינור החום לעבור דרך הסנפיר ישירות באמצעים מכניים. תהליך זה הוא פשוט, אך הדרישות הטכניות אינן נמוכות מריתוך, מכיוון שהוא דורש שסנפיר פיזור החום יהיה במגע הדוק עם צינור החום. העלות של תהליך חדירת סנפיר נמוכה מעט מזו של תהליך הריתוך, ותיאורטית, ההתנגדות התרמית של משטח המגע גבוהה מעט מזו של ריתוך.

צינור חום, בסיס וסנפיר הם שלושת המרכיבים העיקריים של גוף הקירור הנוכחי של המעבד המרכזי. לכל חלק תהיה השפעה חשובה על יעילות פיזור החום של הרדיאטור, וגם שלושת החלקים קשורים זה בזה. שיפור פשוט של חלק אחד עשוי לא להביא לזינוק איכותי ליעילות הרדיאטור, אבל כל חלק לא בוצע היטב, זו מכה קשה ליעילות של גוף הקירור של המעבד.