Диагностика и устранение неисправностей системы охлаждения персональных компьютеров

КАРАЧЕВСКИЙ ФИЛИАЛ

ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ 

«ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ  – УЧЕБНО – НАУЧНО – ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ КОМПЛЕКС»

 

Кафедра «Информатика и вычислительная техника»

 

Допустить к защите «__»_____________2013 г.

Руководитель Ковальчук С.А.______________

                                                                                                ФИО преподавателя

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине

«Техническое обслуживание средств  вычислительной техники»

на тему: «Диагностика и устранение неисправностей системы охлаждения персональных компьютеров»

 

КР 230106.51.13.13

 

Работу  выполнил студент   Климов Павел Сергеевич

Шифр  09592  Группа  То-35  Факультет «Информатика и вычислительная техника»

Специальность 230106 «Техническое обслуживание средств  вычислительной техники и компьютерных сетей»

Курсовая работа защищена с оценкой  _________________________________

Руководитель _________________________Ковальчук Сергей Александрович

                                     подпись                                                      ФИО

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Карачев, 2013 г.

 

Содержание

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

2

КР 230106.51.13.13

 

 Разраб.

Климов П.С.

 Провер.

Ковальчук С.А.

 

Т.контр

 

 Н.контр.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ковальчук С.А.

 

    Утв.

 

Диагностика и устранение неисправностей системы охлаждения персональных компьютеров

Содержание

Лит.

Листов

27

То – 35

Введение 3

1 Классификация  систем охлаждения процессоров 4

2 Описание конструкции и принципа действия различных видов системы охлаждения ПК 7

2.1.2 Азотная система охлаждения 9

2.1.3 Углекислотная  система охлаждения 11

2.1.4 Система  охлаждения на тепловых трубках 13

2.1.5 Водная  система охлаждения 13

2.1.6 Воздушная  система охлаждения 19

2.2 Особенности установки кулеров на различные платформы 21

3 Основные  неисправности системы охлаждения  ПК и их устранение 24

Заключение 26

Список литературы 28

Приложение  А 29

 

ВведениеИзм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3

КР 230106.51.13.13

 

 Разраб.

Климов П.С.

 Провер.

Ковальчук С.А.

 

Т.контр

 

 Н.контр.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ковальчук С.А.

 

    Утв.

 

Диагностика и устранение неисправностей системы охлаждения персональных компьютеров

Введение

 

Лит.

Листов

27

То – 35

 

 

В настоящее  время в связи с развитием  персональных компьютеров происходит развитие систем охлаждения. В последние  лет десять появилось множество  различных типов систем охлаждения (водное, на тепловых трубках, азотное, фрионовые и др.).

Сегодня большинство из них стали доступны обычным пользователям. Перед пользователем  стоит проблема выбора систем охлаждения, какого типа систему использовать.

Оценив  состояние развития систем охлаждения можно сформулировать критерии выбора:

1) финансовые затраты на содержание конкретных систем охлаждения;

2) квалификация пользователя создающего данную систему;

3) наличие в свободном доступе отдельных компонентов систем охлаждения;

4) имение возможность пользователем выбора: создавать собственные системы охлаждения или покупать готовые.

Учитывая, все вышеперечисленное определило тему курсового проекта:

«Нестандартная  система охлаждения и их обслуживание».

Целью курсового  проекта является обобщение информации о системе охлаждения процессора и об их обслуживании, а также устранении неисправностей.

 

1 Классификация систем охлаждения процессоровИзм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

4

КР 230106.51.13.13

 

 Разраб.

Климов П.С.

 Провер.

Ковальчук С.А.

 

Т.контр

 

 Н.контр.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ковальчук С.А.

 

    Утв.

 

Диагностика и устранение неисправностей системы охлаждения персональных компьютеров

 

Лит.

Листов

27

То – 35

 

 

Мощная  система охлаждения - это высокотехнологический  продукт, конструкция которого должна быть продумана до мелочей. Современные  высокопроизводительные процессоры греются  не хуже ламп накаливания; «топовые» модели производят до 130 Вт тепла, а порой и больше. Теперь представьте, что в одном сервере толщиной в один юнит (1,75 дюйма, около 4,4 см) может находиться два таких процессора, а юнитов в стойке - до сорока двух штук. Количеству выделяемых стойкой калорий позавидует иная тепловая пушка, обогревающая производственные помещения. Вторая проблема - малый размер процессоров.

Чтобы отвести  тепло с небольшой площади  радиатора, необходимо обдувать его  очень большим количеством воздуха, а значит, вентиляторы должны быть высокопроизводительными и, как  следствие, шумными.

Несмотря  на кажущуюся простоту, приходится искать решения множества технологических  задач, таких как равномерное  распределение холодного воздуха  в стойке, интенсивный отвод теплого  воздуха, герметичность. Становится очень  важным правильное распределение серверов внутри стойки и прочие тонкости. Да и КПД такой системы охлаждения тоже оказывается не на высоте: получается тройная передача тепловой энергии - сначала охлаждается фреон, который  затем охлаждает воздух, а воздух, в свою очередь, охлаждает процессоры.

Системы водного охлаждения процессора известны уже много лет, но до недавних пор  они оставались экзотикой, уделом фанатов, собиравших их из ассортимента авторазборок и аквариумных магазинов. Разумеется, надёжность таких систем была невысока, а самое главное, в них не было необходимости.

 

Ещё год  назад для охлаждения большинства  процессоров даже с учетом значительного  разгона вполне хватало воздушного охлаждения. Но тактовые частоты и  тепловыделение растут, а воздушное  охлаждение, похоже, достигло своего максимума, воплотившись в кулере от TermalTake Volcano 7+.

Сейчас частота процессоров  перевалила за 3 гигагерца, а тепловыделение стремительно близится к 100-150 ватт. Например, для охлаждения Athlon XP 2200+ едва хватает мощностей, пресловутого Volcano 7+ не говоря уже о разгоне. Разумеется, можно устанавливать всё более мощные вентиляторы, но ведь мы хотим использовать компьютер постоянно, и многим не понравится перспектива того, что кулер, охлаждая процессор, будет перекрикивать музыку в комнате, (вспомните Volcano 6Cu+), а особенно если учитывать, что многие практикуют оставлять компьютер работающим на ночь, то низкий шум вообще становится приоритетной задачей. Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

5

КР 230106.51.13.13

 

 

КР 230106.51.10.9

КР 230106.51.10.9

 

 

Не легче  обстоит и ситуация с Pentium 4 несмотря на то, что Intel утверждает что для охлаждения их процессоров вполне хватит боксового кулера, на самом деле процессор спасается от перегрева за счёт снижения производительности. Таким образом, используя боксовый кулер и выполняя операции требующие длительной, значительной нагрузки на систему (обработка видео, компрессия больших архивов, игры и.т.д.) на старших моделях P4, а особенно при разгоне. может создаться ситуация, когда за счёт перегрева процессор просто снизит свою производительность, поскольку для пользователя это всё не заметно, то он будет уверен, что его P4 отлично охлаждается, в то время как на самом деле, это не совсем так. Кроме того, процессоры Intel при соответствующем охлаждении великолепно разгоняются.

Для чего нужны такие огромные системы  охлаждения, если маленький боксовый кулер вполне успешно справляется со свой задачей?! Лучше всего, конечно же, уменьшить тепловыделение самого компьютера, но это очень сложно, и решить эту проблему одним броском не удается. Потому немалую популярность приобрели бесшумные системы охлаждения процессоров и видеокарт. Бесшумный кулер должен иметь продуманный радиатор с большой площадью рассеивания, такой, чтобы несильного обдува хватило для эффективного охлаждения. Кроме того, лучше применять вентиляторы большого типоразмера - они способны создавать достаточный поток воздуха при минимальных оборотах и, как следствие, минимальном шуме.

Исходя  из вышеуказанного, можно составить следующую классификацию систем охлаждения процессора:

Стандартные

• система охлаждения на тепловых трубках
• воздушная система

Нестандартные

• углекислотная система.
• фреоновая система
• азотная система

водная системаИзм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

6

КР 230106.51.13.13

 

 

КР 230106.51.10.9

КР 230106.51.10.9

 

 

2 Описание конструкции и принципа действия различных видов системы охлаждения ПК

2.1.1 Фреоновая система охлажденияИзм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

7

КР 230106.51.13.13

 

 Разраб.

Климов П.С.

 Провер.

Ковальчук С.А.

 

Т.контр

 

 Н.контр.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ковальчук С.А.

 

    Утв.

 

Диагностика и устранение неисправностей системы охлаждения персональных компьютеров

 

Лит.

Листов

27

То – 35

 

 

Специалисты российской компании Kraftway, изучив проблему, подумали: а зачем вообще нужен воздух в этой системе «теплых взаимоотношений»? И решили охлаждать процессоры сразу фреоном кондиционера.

Однако  не все так просто. Подумайте, легко  ли конфигурировать систему, насквозь пронизанную трубками с фреоном?! Поэтому было решено охлаждать не сами процессоры, которые располагаются  в разных серверах по-разному, а сначала  отводить тепло от раскаленных невероятной  вычислительной мощностью ядер тепловыми  трубками. То есть один ее конец располагается  на самом процессоре, отбирая тепло, а другой - выводится на заднюю стенку сервера. Тем самым упрощается не только конструкция охладителя, но и процесс замены серверов: достаточно отвинтить тепловую трубку и вынуть корпус из стойки, не останавливая и  не разбирая всю систему охлаждения.

Устройство  тепловой трубки тоже заслуживает упоминания. Как известно, в них применяются самые разные теплоносители (вода, эфир, фреон). Однако большинство из них не обладают достаточной производительностью. Даже вода, несмотря на свою впечатляющую теплоемкость, не может справиться с той скоростью отвода тепла, которая требуется для современных процессоров. Есть и другой момент: представьте, что трубка вдруг начнет протекать… это явно не обрадует электрические схемы материнской платы.

 

Применение  фреона позволяет добиться необходимой  производительности и безопасности.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

8

КР 230106.51.13.13

 

 

КР 230106.51.10.9

КР 230106.51.10.9

 

В случае протечки он тут же улетучивается, а теплоемкость его испарения  сравнима с водой. Устроена трубка следующим  образом. Жидкий фреон по капиллярной  губке направляется к процессору, там, испаряясь, поднимается к «утюжкам»  прикрепленным к постоянно охлаждаемой  металлической колонне, в которых  он охлаждается и, конденсируясь, стекает  вниз в горизонтальную часть трубки, где благодаря капиллярному эффекту  попадает обратно к ядру процессора. Далее - по кругу. Надежность такой замкнутой  и герметичной системы очень  высока.