Su Soğutma ile Hava Soğutmanın Farkları (5. sayfa)

Su Soğutma ile Hava Soğutmanın Farkları - Sayfa 5

meke · 2004-07-06T16:50:54.0000000+03:00

Daha evvelden diğer forumlara yazdığım bu yazıyı belki faydalanmak isteyen vardır diyerek buraya da yazıyorum. meke Su Soğutma ile Hava Soğutmanın Farkları Hava Soğutma Genelde, doğal veya fan destekli olarak hava soğutması kullanılması, elektronik parçaların soğutulması için çok yaygın bir yöntemdir. Eğer doğal hava akışı, yüzey arttırma* yapmadan parçayı soğutmak için yetersiz ise, parçaya eklenecek bir soğutucu, ısı transferini arttırır ve parçadan ısı emerek parçanın sıcaklığını düşürür. Daha fazla soğutma gerekliyse, eklenecek bir fan yardımıyla soğutucunun üzerinden geçen hava akışı arttırılır ve daha fazla sıcaklığın havaya geçmesi sağlanabilir. Fan hariç, hava soğutma ilave bir cihaz gerektirmez ve soğutma işlemini performanslı olarak yapar. Ama su soğutma, çeşitli ilave ekipmanlar gerektirmektedir. Elektronik parçaların işlem gücü, sahip olduğu transistor sayısı ile arttırılmaktadır. Her ne kadar silikon işleme teknolojisinin küçülmesi ve transistor boyutlarının da buna bağlı olarak ufalmasıyla birim bazında enerji sarfiyatları azalsa da, bu seferde belirli bir alana düşen adetleri arttığı için toplamdaki enerji sarfiyatları artmaktadır. Bu sarfiyatın çöpü ise ısıdır. Akılcı tasarımlar ile yüzey alanı arttırmak mümkünse de, bugünlerde soğutucu büyüklükleri ve ağırlıkları anormal artmaktadır. Büyüklük arttıkça, fan tarafından üflenen havaya karşı oluşan geri basınç da artmaktadır, bu fanların da soğutucuyla orantılı olarak büyümesini gerektirmektedir. Fanlar büyüdükçe, fanın kendisi, montaj parçaları, hava girişi ve çıkışı soğutucu üzerinde çok değerli bir kısım alanı kapatmakta, soğutma fonksiyonu için ufak bir tepkiye bile sebep olabilmektedir. Su Soğutma Su soğutma sistemleri, hava soğutmanın dezavantajlarına göre daha iyi sonuçlar vermektedir. Daha az akışkan hacmi ile daha fazla ısıyı üzerine alabilir, daha tutarlı bir ısı kontrolü sağlar ve tüm bunları daha sessiz bir şekilde yapar. Soğutma maddesinin fiziksel özellikleri, ısı iletimi ile soğutmanın temelini teşkil eder. Yoğunluğunun az olması sebebiyle hava, ısı iletimi açısından birim ağırlıkta daha az sıcaklık taşıyabilir. Kıyaslama yaparsak, su daha yoğundur ve birim ağırlıkta daha fazla sıcaklık taşır. Kısaca soğutma maddesinin yoğunluğu ve özgül sıcaklığı, onun yüklenebileceği ve taşıyabileceği ısıyı belirler. Hava ve su akışkanlarının fiziksel özellikleri şöyledir. Madde Özgül Isısı Yoğunluğu Su 4217 J/kg·°C 998 kg/m3 Hava 1060 J/kg·°C 1.2 kg/m3 Isıyı alma ve taşıma kabiliyeti, aşağıdaki temel akışkan formülüyle hesaplanır. Akışkanın ısı alması = Güç (Watt) / (Özgül Isı x Yoğunluk x Hacim) Örnek olarak 103 Watt’lık enerji ihtiyacı olan bir Prescott işlemciyi soğuturken sıvıda 10 C yükselme olmasını istiyorsak, gerekecek akışkanın miktarını aşağıda hesaplayalım; Hava ile soğutma; Akışkanın ısı alması = Güç (Watt) / (Özgül Isı x Yoğunluk x Hacim) 10 derece C = 103 / (1060 J/kg C x 1,2 kg/m3 x Hacim m3/sn) Hacim m3/saniye = 103 Watt / (1060 J/kg·° C x 1.2 kg/m3 x 10° C) Hacim = 0.0081 m3/sn = 8 litre/saniye Su ile soğutma Akışkanın ısı alması = Güç (Watt) / (Özgül Isı x Yoğunluk x Hacim) 10 derece C = 103 / (4217 J/kg C x 998 kg/m3 x Hacim m3/sn) Hacim m3/saniye = 103 Watt / (4217 J/kg·° C x 998 kg/m3 x 10° C) Hacim = 0.0000024 m3/sn = 0,0024 litre/saniye Hava kullanıldığında, 103 Watt ısıyı, akışkanı en fazla 10C yükseltmek için dakikada 0,5 m3 havayı soğutucu üzerinden geçirmeniz gerekir. Soğutma maddesi su olduğunda ise, dakikada 0,144 litre suyu soğutucudan geçirmeniz yeterli gelecektir. Hava soğutmanın diğer bir dezavantajı ise rakımdır. Deniz seviyesinden yükseldikçe, fanların soğutma performansı da düşer. Sebebi ise çok basittir, deniz seviyesinden yükseldikçe, havanın yoğunluğu azalır. Örneğin, deniz seviyesinden 1500 metre yukarıda yaşayan bir kişinin (Elazığ, Ardahan, Ağrı vb) fanla soğuyan bilgisayar parçaları, deniz seviyesinde yaşayan bir kişinin bilgisayarına göre %14 daha az soğumaktadır. Bunun sebebi fanların sabit hacim transferi yapmalarıdır. Yani deniz seviyesinde üfledikleri hava miktarı ile, 1500 metre rakımda üfledikleri hava miktarı aynı olmasına rağmen, yoğunluk azaldığı için ısı çekme miktarı azalmaktadır. Soğutucu Büyüklüğü Karşılaştırması Sıcaklığı akışkana aktarmak için ne kadar yüzey alanının gerekli olduğunun hesaplanması gerekir. Temel ısı transferi kurallarına göre, ısı aktaran yüzey alanı ile ısı aktarım oranı çarpıldığında, ısı aktarım miktarı hesaplanabilir. Formül Q = H x A x Dt şeklinde olup Q = Watt cinsinden aktarılan ısı H = ısı transferi katsayısı (m2’de transfer edilen ısı) A = yüzey alanı (m2) Dt = ısı farkı (soğutma akışkanındaki sıcaklık yükselmesi) Hava için tipik ısı transferi katsayısı 20 Watt/m2 C’dir. Su için tipik ısı transferi katsayısı ise, 9000 Watt/m2 C’dir. Sıvıların daha yüksek ısı transfer katsayıları olduğu için, ısı transferi yapmalarını sağlayan yüzey de daha küçük olabilmektedir. Örneğin; Yukarıdaki düzenekte hava ile soğutmak için gerekli olan yüzey alanı; Alan = Q / (H x DT) = 103 W/(20 W/m2°C x 10°C) = 0,5 m2 dir. Yukarıdaki düzenekte su ile soğutmak için gerekli olan yüzey alanı; Alan = Q / (H x DT) = 103 W/(9000 W/m2°C x 10°C) = 0.001 m2 olacaktır. Görüldüğü üzere, Prescott işlemciyi havayla soğutmak için gerekli olan yüzey alanı, suyla soğutmak için gerekli olan yüzey alanından 500 kat büyüktür. Pratikte, böyle bir hesabın bize faydası, işlemciyi havayla soğutmak için, anormal büyük bir soğutucu kullanmak gerektiğidir. Operasyonel Ses Karşılaştırması Fanlı hava soğutmanın etkili olabilmesi için, soğutucu yüzeyinde bulunan yaprakçıkların ısıyı üzerine alması ve havaya aktarımını da dengeli yapabilmesi gerekmektedir. Yüksek ısılar üreten parçaları soğutan fanların üfledikleri hava, saniyede 5 metre sürate erişebilmektedir. Bu süratteki soğutmanın ses yapan 2 kaynağı vardır. İlki havayı hareketlendiren paller ve motorun çıkardığı ses, ikincisi ise, soğutucu yapraklarına temas eden havanın sürtünme sesi. Sıvı soğutmalı sistemler ise, ses çıkaran üniteleri azaltmasıyla ünlü olup, her geçen gün daha da ilginç tasarımlarla karşımıza çıkmaktadır. Devir daim pompası çok az miktarda sıvı dolaştırdığı için, çıkardığı ses de azdır. Saniyede 2 metrelik bir sıvı transferi ile rahatlıkla benzer sıcaklık düşürülebilmekte, soğutucu boyutları ise yüzey alanı itibariyle 500’de 1 küçüklükte olabilmektedir. Devir daim pompasının, radyatörün ve fanın uzakta olması da, toplam ses miktarını düşürmektedir. Ç.N.: Yüzey arttırma: Isınan parçanın ısısını alabilmek ve soğutabilmek için, ısıyı daha büyük bir alana yaymak gerekmektedir. Mesela CPU’nun üzerindeki metal korumanın alanı 4 cm2 ise, buna bir soğutucu takarak yüzey alanını 400 cm2’ye çıkarmak ve ısıyı geniş alana yaymak mümkündür. Soğutucunun kanatları ve bu kanatların havayla temas eden tüm yüzeyleri, soğutulacak alan hesabına eklenir. Böylece 4 cm2’deki ısı, daha az bir eforla soğutulabilir. (Zalman CNPS7000 serisindeki yüzey alanı 3170 cm2’dir.) Kaynak; The Benefits of Liquid Cooling over Air Cooling for Power Electronics / Chris Soule, Aavid Thermal Products, Inc.

Sıcak Fırsatlarda Tıklananlar

Editörün Seçtiği Fırsatlar

Daha Fazla

Bu Konudaki Kullanıcılar: Daha Az

3 Misafir - 3 Masaüstü

5 sn

146
Cevap

5
Favori

50.117
Tıklama

Daha Fazla
İstatistik

Konu İstatistikleri Yükleniyor

Konuya Özel

10 oy

Öne Çıkar

Cevapla

Sayfa:

önceki 3 4 5 6 7

Giriş

Mesaj

NidderuN

Yarbay

5856 Mesaj

Tüm Başarılarını Gör

UruKai

Yüzbaşı

805 Mesaj

Tüm Başarılarını Gör

ekonomisty

Yüzbaşı

473 Mesaj

Tüm Başarılarını Gör

Panamalı Hasta

Yarbay

3616 Mesaj

Tüm Başarılarını Gör

SaMoVe

Binbaşı

1286 Mesaj

Tüm Başarılarını Gör

DiCaTu

Binbaşı

1662 Mesaj

Tüm Başarılarını Gör

MelihTR

Yüzbaşı

427 Mesaj

Tüm Başarılarını Gör

Alkan

Binbaşı

1602 Mesaj

Tüm Başarılarını Gör

canerozler

Yüzbaşı

619 Mesaj

Tüm Başarılarını Gör

Buzmavisi

Yüzbaşı

943 Mesaj

Tüm Başarılarını Gör

quote:

Orijinalden alıntı: painman

bir sorum olucakti yeni bir pc topladim asus maximus formula q6600 islemci 8800gt ekran karti hebsi defould sogutucu extra sogutma almadim bu bana sorun cikarirmi yada benim zararim ne olur simdiden tskler

Alıntıları Göster

Su soğutma ve hava soğutmayı bir de tersten tekrar karşılaştıralım.

Şimdi şöyle düşünelim: 400 lt/saat, pompamızın debisi bu diyelim. Burada akan suyun sıcaklığını 1 derece yükseltirsek sudan çekeceğimiz soğutma kapasitesi = 400x1 = 400 kcal/h tir. 400/859,8 = 0, 465 kW

465 W'lık enerji soğutma kapasitesidir. Tabi bu enerjinin transfer olabilmesi için işlemciler(gereken her yer: GPU, CPU) üzerinde gereken soğutma yüzey alanının hesabını yapalım: 465 / 9000x1 = 0,051 m2 dir. = 510 cm2 gereklidir.

Bir de bu suyu soğutmayı düşünelim = 56 Cfm hava debisi olan sessiz 12 cmlik iki fanlı bir radyatör. 2 adet olduğu için = 2 x 56 = 112 Cfm = 190m3/saat tir. = 0,053 m3/sn hava debisi. 0,053x1060x1,2xDt = 465 W ise Dt = yaklaşık 7 derece. Yani radyatöre giren soğuk hava, radyatörden çıkan havadan 7 derece daha soğuktur.

Bu tabii ki sadece teoride. Bu kadar büyük soğutma kapasitesi için gereken soğuk havayı sağlayabilecek radyatör yoktur. Radyatörlerin soğutma yüzey alanlarının kaç olduğunu bilmiyorum. Eğer radyatör yeterli soğutmayı sağlayamazsa her seferinde tankın içindeki su ısınır. 465 / 20 x 7 = 3,3 m2 dir. Bu ısıtma kapasitesi için kasanızda gereken yer 3,3 m2.

Şöyle düşünün kullandığınız hava debisi küçüldükçe ihtiyacınız olan soğutma yüzeyi küçülür. Ama bu seferde giren hava ile çıkan hava arasındaki sıcaklık farkı da(Dt) artar.

Bir de şu konu var. Bizim ihtiyacımız olan soğutma kapasitesi işlemci için dersek bir prescott için bile 103 W tır. Bu da demektir ki, suyun sıcaklığı = 103 W için Dt = 0,22 derece yükselecektir. Ancak 56 CFM'li sessiz hava soğutmalı işlemci soğutucusu için hava sıcaklık farkını düşünün şimdi de 103 W = 0,026 x 1060 x 1,2 x Dt = 3,11 derece yükselecektir, kasa içindeki havanın sıcaklığı.

Şimdi sonuçlar:

Su soğutmada suyu soğutmak için gereken şey yine bir hava soğutmadır tabii ki doğru.

Ancak günümüzde radyatörler çok iyi bir kasa soğutması olmasa da dışarıdan direk hava emdiği için suyu direk soğutur ve suyun taşıdığı soğutma kapasitesi yüksek olduğundan işlemci üzerinde, hava soğutmaya göre çok daha ufak soğutma yüzeyleri kullanılabilir.

İşlemci üzerine direk konan hava soğutmalı soğutucular ısıyı emip sıcak havayı kasanın içine verir, o ısıyı kasanın içinden almak zordur. Bu şekilde olduğunda işlemci üzerinde tek fan olduğu için fan hem daha gürültülüdür(iki fan olsa da soğutucu anakartın önünde bir sürü yer kaplar, hava akımına engel olur) hem de kasa içinde gereken soğutma yüzeyi daha büyük olur. Fakat radyatörler kasa içinden uzağa, anakartın uzağına konuluyor ve iki tane veya üç tane fan konabildiği için sesleri çok daha az. Sudan çektiği ısıyı direk dışarıya verebilecek şekilde dizayn da edilebilir veya ısıyı kasa içine verir. Egzos ile yer genişliği olduğu için hava akımına engel olacak bir şey yoktur, sıcak hava direk dışarıya atılır.

< Bu mesaj bu kişi tarafından değiştirildi Buzmavisi -- 13 Ocak 2008; 13:44:16 >

Sayfa:

önceki 3 4 5 6 7

Ip işlemleri

Bu mesaj IP'si ile atılan mesajları ara Bu kullanıcının son IP'si ile atılan mesajları ara Bu mesaj IP'si ile kullanıcı ara Bu kullanıcının son IP'si ile kullanıcı ara

KAPAT X

%40
Kazan

%2,8
Kazan

%5
Kazan

%6,8
Kazan

%1,6
Kazan

%3,2
Kazan

%5,5
Kazan

%1,2
Kazan

%5
Kazan

%3,2
Kazan

%6,4
Kazan

%2
Kazan

Alışveriş Yaptıkça Para Kazan Harekete Geç »