Какие есть системы охлаждения

Система охлаждения ДВС: как устроена и надо ли промывать ее зимой?

Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания предназначена для отвода излишнего тепла от деталей и узлов двигателя. На самом деле эта система вредна для вашего кармана. Приблизительно треть теплоты, полученной от сгорания драгоценного топлива, приходится рассеивать в окружающей среде. Но таково устройство современного ДВС. Идеальным был бы двигатель, который может работать без отвода теплоты в окружающую среду, а всю ее превращать в полезную работу. Но материалы, используемые в современном двигателестроении, таких температур не выдержат. Поэтому по крайней мере две основные, базовые детали двигателя — блок цилиндров и головку блока — приходится дополнительно охлаждать. На заре автомобилестроения появились и долго конкурировали две системы охлаждения: жидкостная и воздушная. Но воздушная система охлаждения постепенно сдавала свои позиции и сейчас применяется, в основном, на очень небольших двигателях мототранспорта и генераторных установках малой мощности. Поэтому рассмотрим подробнее систему жидкостного охлаждения.

Устройство системы охлаждения

Система охлаждения современного автомобильного двигателя включает в себя рубашку охлаждения двигателя, насос охлаждающей жидкости, термостат, соединительные шланги и радиатор с вентилятором. К системе охлаждения подсоединен теплообменник отопителя. У некоторых двигателей охлаждающая жидкость используется еще и для обогрева дроссельного узла. Также у моторов с системой наддува встречается подача охлаждающей жидкости в жидкостно-воздушные интеркулеры или в сам турбокомпрессор для снижения его температуры.

Работает система охлаждения довольно просто. После запуска холодного двигателя охлаждающая жидкость начинает с помощью насоса циркулировать по малому кругу. Она проходит по рубашке охлаждения блока и головки цилиндров двигателя и возвращается в насос через байпасные (обходные) патрубки. Параллельно (на подавляющем большинстве современных автомобилей) жидкость постоянно циркулирует через теплообменник отопителя. Как только температура достигнет заданной величины, обычно около 80–90 ˚С, начинает открываться термостат. Его основной клапан направляет поток в радиатор, где жидкость охлаждается встречным потоком воздуха. Если обдува воздухом недостаточно, то вступает в работу вентилятор системы охлаждения, в большинстве случаев имеющий электропривод. Движение жидкости во всех остальных узлах системы охлаждения продолжается. Зачастую исключением является байпасный канал, но он закрывается не на всех автомобилях.

Схемы систем охлаждения в последние годы стали очень похожи одна на другую. Но осталось два принципиальных различия. Первое — это расположение термостата до и после радиатора (по ходу движения жидкости). Второе различие — это использование циркуляционного расширительного бачка под давлением, либо бачка без давления, являющегося простым резервным объемом.

На примере трех схем систем охлаждения покажем разницу между этими вариантами.

Компоненты

Рубашка головки и блока цилиндров представляют собой каналы, отлитые в алюминиевом или чугунном изделии. Каналы герметичны, а стык блока и головки цилиндров уплотнен прокладкой.

Насос охлаждающей жидкости лопастной, центробежного типа. Приводится во вращение либо ремнем ГРМ, либо ремнем привода вспомогательных агрегатов.

Термостат представляет собой автоматический клапан, срабатывающий при достижении определенной температуры. Он открывается, и часть горячей жидкости сбрасывается в радиатор, где и остывает. В последнее время стали применять электронное управление этим простым устройством. Охлаждающую жидкость начали подогревать специальным ТЭНом для более раннего открытия термостата в случае потребности.

Радиатор представляет собой теплообменник, содержащий два бачка (входной и выходной), соединенных множеством алюминиевых трубок, по которым проходит охлаждающая жидкость. Для увеличения теплообмена к трубкам присоединены тонкие пластины, во много раз увеличивающие поверхность теплообмена. Для улучшения теплоотвода воздух протягивается через радиатор принудительно с помощью электровентилятора.

Радиатор отопителя выполняет функцию нагревания воздуха, поступающего в салон автомобиля. Краны отопителя сейчас не устанавливают, а потому радиатор этот нагрет всегда, когда прогрет двигатель, и только воздушные заслонки не дают летом поступать горячему воздуху в салон автомобиля.

Расширительный бачок это хранилище резерва жидкости. Но в зависимости от типа системы охлаждения (см. выше) он может быть циркуляционным или тупиковым. Соответственно, находиться под давлением или без него.

Пробка, обеспечивающая герметичность системы, может быть установлена либо прямо на радиаторе, либо на расширительном бачке. Вне зависимости от места установки пробка обеспечивает повышенное давление в системе охлаждения. Такое давление (достигающее 1,1–1,3 бара) повышает температуру кипения жидкости, улучшает теплопередачу, предотвращает кавитацию насоса.

И главный компонент системы — это сама рабочая жидкость. Идеальной с точки зрения теплотехники была бы вода, но она вызывает коррозию и замерзает зимой. Поэтому применяют антифризы с низкой температурой замерзания (-40°C или — 65°C) и присадками, снижающими коррозию, пенообразование и т.д.

Неисправности системы охлаждения

Все, что может потечь, рано или поздно потечет. Это не только одна из интерпретаций закона Мерфи, но и четкое описание главной неисправности системы охлаждения. Система, включающая в себя порой более 10 резиновых шлангов, постепенно старея, начинает терять герметичность. Текут сами шланги, пропуская жидкость через нитяное армирование, текут хомутовые соединения. Со временем под воздействием противогололедных реагентов и летящих с дороги камней теряет герметичность радиатор. Особенно он страдает на автомобилях без кондиционера, где его не прикрывает теплообменник этой системы. Также радиатор принимает на себя все «удары судьбы» даже при небольших авариях. Течь теплообменника отопителя, хотя он и стоит в более «защищенном» от внешнего воздействия месте, также встречается нередко. Тот же антифриз, просочившийся сквозь сальниковое уплотнение насоса, выводит из строя подшипник, и — «Здравствуй, замена помпы». И хорошо, если вовремя уследите за признаками выхода из строя насоса, а то его поломка приведет или к обрыву ремня ГРМ и аварии двигателя, или к невозможности двигаться дальше на автомобилях, где установлен цепной привод газораспределительного механизма.

Термостат, этот маленький точный приборчик, тоже может начать хандрить. Его клапан может зависнуть или в закрытом, или в открытом состоянии. В первом случае неминуем перегрев двигателя даже в холодную погоду, а во втором двигатель не будет прогреваться до рабочей температуры. Повышенные износ мотора и расход топлива, негреющая печка — вот что гарантирует нам постоянно открытый термостат. Еще остается расширительный бачок. Течь его встречается только в схеме системы охлаждения, где он находится под рабочим давлением.

И последний узел, который может терять герметичность, — это пробка радиатора или расширительного бачка. И хотя жидкость через нее сразу не потечет, но это произойдет после первого же закипания двигателя. А закипит он быстро. Помните назначение пробки? Правильно: обеспечивать повышение температуры кипения жидкости. Ни один современный мотор не может работать без герметичной пробки, кроме случаев очень низкой температуры окружающей среды и небольшой нагрузки на двигатель.

Интересный тест на знание причин перегрева можно пройти здесь

Замена жидкости и промывка

Если не пришлось заменять какой-либо узел в системе охлаждения раньше, то инструкции рекомендуют менять антифриз не реже чем в 5–10 лет. Если вам не приходилось доливать в систему воду из канистры, а еще хуже — из придорожной канавы, то при замене жидкости систему можно не промывать.

А вот если автомобиль многое повидал на своем веку, то при замене жидкости полезно произвести промывку системы охлаждения. Разомкнув в нескольких местах систему можно струей воды из шланга тщательно ее прополоскать. Либо просто слить старую жидкость и залить чистую, кипяченую воду. Запустить двигатель и прогреть до рабочей температуры. Выждав, пока система остынет, чтобы не обжечься, слить воду. Затем продуть воздухом систему и залить свежий антифриз.

Промывку системы охлаждения обычно затевают в двух случаях: когда перегревается двигатель (проявляется это прежде всего в летний период) и когда перестает греть печка зимой. В первом случае причина кроется в заросших грязью снаружи и засоренных изнутри трубках радиатора. Во втором — проблема в том, что забились отложениями трубки радиатора отопителя. Поэтому при плановой смене жидкости и при замене компонентов системы охлаждения не упускайте возможности хорошенько промыть все узлы.

Расскажите, с какими неисправностями системы охлаждения сталкивались вы. И желаю вам жаркого отопителя зимой и хорошего охлаждения летом.

Как работает система охлаждения двигателя

Система охлаждения двигателя автомобиля разработана для того, чтобы избежать перегрева ДВС. Во время работы двигатель непрерывно производит тепло и преобразует его в мощность. Это тепло получается при сжигании топлива в двигателе. Но в мире нет двигателя, который был бы на 100% эффективен. Всегда остается некоторое количество тепловой энергии, которая теряется в процессе работы.

Система охлаждения двигателя

Если не передать ее в атмосферу, это тепло будет перегревать двигатель, что приведет к его заклиниванию. При заклинивании из-за перегрева поршень расплавляется внутри цилиндра. Во избежание этой проблемы в автомобиле и стоит система охлаждения.

Что такое система охлаждения двигателя и как работает

По сути это система, интегрированная с двигателем. Она отводит избыточное тепло с помощью специальной жидкости.

В системе жидкостного охлаждения двигатель окружен водяными рубашками. С помощью насоса эта вода циркулирует в этой водяной рубашке.

Вода, текущая в этих рубашках, отводит тепло от двигателя. Эта горячая вода затем течет через радиатор, где охлаждается от холодного тепла, выдуваемого через вентилятор.

В этой системе вода отбирает тепло у двигателя, и охлаждается воздухом, а затем снова циркулирует в двигателе.

Это косвенный процесс охлаждения, когда фактическое охлаждение, то есть воздух, не охлаждает систему напрямую. При этом воздух охлаждает воду, а вода охлаждает двигатель.

Читайте также  Как правильно установить внутренний блок кондиционера

Система жидкостного или непрямого охлаждения используется в больших двигателях, в таких как легковые и грузовые автомобили.

Воздушная система охлаждения двигателя

Преимущества жидкостной системы охлаждения

  1. Компактный дизайн.
  2. Обеспечивает равномерное охлаждение двигателя.
  3. Двигатель может быть установлен в любом месте автомобиля.
  4. Может использоваться как на малых, так и на больших двигателях.

Недостатки системы жидкостного охлаждения

  1. В ней водяная рубашка становится еще одной частью двигателя. При этом в случае выхода из строя системы охлаждения двигатель может получить серьезные повреждения.
  2. Она требует регулярного технического обслуживания и, таким образом, создает дополнительные расходы на обслуживания.

Система воздушного или прямого охлаждения

В системе прямого охлаждения двигатель охлаждается непосредственно с помощью воздуха, проходящего через него. Это такая же система охлаждения, которая используется для мотоциклетных двигателей.

В ней воздух находится в непосредственном контакте с двигателем, следовательно, она также известна как система прямого охлаждения.

Система воздушного охлаждения используется для небольших двигателей, таких как велосипеды, газонокосилки и т. д.

Преимущества системы воздушного охлаждения

  1. Конструкция двигателя становится проще.
  2. Ремонт легко в случае повреждений.
  3. Отсутствие громоздкой системы охлаждения облегчает обслуживание системы.
  4. Нет опасности утечки охлаждающей жидкости.
  5. Двигатель не подвержен заморозкам.
  6. Это автономное устройство, так как оно не требует радиатора, жатки, резервуаров и т.д.
  7. Установка системы воздушного охлаждения проста.

Недостатки двигателей воздушного охлаждения

  1. Их можно использовать только в местах, где температура окружающей среды ниже.
  2. Охлаждение не равномерное.
  3. Более высокая рабочая температура по сравнению с двигателями с водяным охлаждением.
  4. Производят больше аэродинамического шума.
  5. Удельный расход топлива выше.
  6. Более низкие максимально допустимые коэффициенты сжатия.
  7. Вентилятор, если он используется, потребляет почти 5% мощности, вырабатываемой двигателями.

Эффективная система охлаждения двигателя: какая она

Она должна быть способна отводить около 30% тепла, выделяемого двигателем, при этом поддерживая оптимальную рабочую температуру.

Она должна отводить тепло с большей скоростью, когда двигатель горячий, и снимать двигатель с меньшей скоростью, когда двигатель холодный.

Примечание: двигатели в автомобилях повышенной проходимости и внедорожниках необходимо охлаждать по крайней мере по двум причинам. Одна основана на температуре горящих газов в цилиндрах, превышающей температуру плавления материала блока и цилиндров.

Если не убрать тепло, двигатель может выйти из строя. Вторая причина – поддержание оптимальной температуры двигателя помогает поддерживать его эффективную работу (подумайте об экономии топлива) и оптимизирует объемную эффективность (подумайте о лошадиных силах).

Жидкость системы охлаждения двигателя

Радиатор охлаждения двигателя

В то время как существуют разные типы радиаторов, распространенный тип называется радиатором с зазубренной трубкой. Он состоит из трубок (для переноса жидкости), к которым прикреплены кольца или ребра для рассеивания тепла.

Горячая вода подается по трубам в верхний резервуар (верх радиатора) с помощью водяного насоса. Охлажденная вода направляется из нижнего резервуара (нижняя часть радиатора) обратно в двигатель для циркуляции через блок двигателя через небольшие каналы.

Жидкость, проходящая через блок двигателя, помогает отводить тепло, в дополнение к дополнительному воздуху, пропускаемому через него вентилятором и при движении.

Помпа

Водяной насос обычно устанавливается в передней части двигателя и приводится в движение ремнем. Нижняя часть радиатора (нижняя емкость) соединена со стороной всасывания насоса.

Шпиндель насоса приводится в движение ремнем, который соединяется со шкивом, установленным на конце коленчатого вала. Назначение насоса — просто извлекать горячую и впрыскивать более холодную жидкость (часто смесь воды и охлаждающей жидкости на основе спирта).

Приводы вентилятора

Вентилятор радиатора прикрепляется с помощью шкива и ремня. Скорость его вращения определяется частотой вращения двигателя и механической конструкцией механизма шкива / ремня.

Вентиляторы для системы охлаждения

Вентиляторы различаются по многим параметрам, включая материал, из которого они состоят, и способ их изготовления или сборки, по диаметру, количеству лопастей, длине лопасти, шагу лопасти и типу ступицы. Материалы включают нейлон или пластик, металл и гибридные материалы, например, вентилятор Horton HTEC (термореактивный композит).

Работа системы охлаждения двигателя

Формованные вентиляторы являются наиболее распространенными и интенсивно используются как на дорогах, так и вне дорог. Они изготавливаются из пластика или нейлона и имеют цельный дизайн.

Модульные вентиляторы обычно используются в условиях бездорожья и обеспечивают значительную гибкость конструкции. При этом в одной и той же втулке могут использоваться различные длины лезвий, их шаг, конфигурации и материалы для оптимизации производительности. Различные варианты ступиц увеличивают их пригодность для многих применений.

Металлические вентиляторы используются в внедорожных транспортных средствах, а также в транспортных средствах, предназначенных для дорог. Прочные и относительно легкие, они могут быть изготовлены по индивидуальному заказу с учетом точных требований к воздушному потоку, размеру, длине лопасти, ширине лопасти, типу кожуха, зазору наконечника, диапазону скоростей передаточного числа вентилятора и другим факторам.

Виды и типы систем охлаждения в современных двигателях внутреннего сгорания — ДВС

Схема водяного охлаждения

В современных двигателях насчитывают два механизма и три (либо четыре) системы:

  • механизм распределения потоков топливовоздушной смеси и отработавших газов — называется ГРМ; — это механизм «координации» движения поршней в цилиндрах с работой систем питания и, если это предусмотрено конструкцией — системы зажигания;
  • система питания;
  • система смазки;
  • система зажигания — только для бензиновых (инжектор и/или карбюратор) и газовых ДВС, в дизельных эта система не нужна;
  • система теплоотвода, то есть — охлаждения.

В современном автомобилестроении нашли применение две системы — жидкостная и воздушная. Еще называют третью — комбинированную, но это, как говорится, «по науке» — в теоретической механике и теории автомобиля.

В момент возгорания рабочей смеси температура в цилиндрах может достигать выше 2000° (двух тысяч градусов) Цельсия, а система охлаждения призвана поддерживать расчетный температурный баланс, который колеблется от 90 до 120 градусов. С точки зрения теоретической механики, применяемые в современных ДВС жидкостные системы, на самом деле, являются гибридными или комбинированными. Однако на практике, да и сами сервисмены, называют ее жидкостной, а чаще — водяной, хотя вместо воды уже давно используют антифризы.

Жидкостные системы охлаждения — специфика

Почему вода? Почему водяная система охлаждения двигателя? Ответ очевиден, в автомобильных моторах как раз она и была. Еще и сегодня ездят по нашим дорогам автомобили старых конструкций, в которых даже не был предусмотрен расширительный бачок. За ненадобностью. А рабочая температура колебалась в районе 70-90 градусов. В современных же ДВС применяется так называемая герметичная система, и повышенное давление (до 1,4 атмосферы) позволяет современным антифризам не кипеть при температурах до 120 градусов и — конечно же — не замерзать до минус 70-80 градусов по Цельсию.

Жидкостная система охлаждения

Основные составляющие жидкостной системы охлаждения

Системы эти бывают одноконтурными, двух- и многоконтурными. Устройство системы охлаждения двигателя — не сложно, в ее «стандартный перечень» входят:

  • рубашка охлаждения самого блока цилиндров;
  • рубашка охлаждения головки (или головок) блока цилиндров, обе имеют так называемые рёбра охлаждения, они – наружные, именно поэтому теория автомобиля и называет данную систему комбинированной;
  • один или несколько радиаторов охлаждения;
  • один или несколько вентиляторов принудительного охлаждения радиаторов (или радиатора, если он один);
  • жидкостный насос, который механики между собой называют водяным насосом или помпой; конструктивно является насосом центробежного типа, приводы — шестеренчатый, ременной или электрический;
  • термостат (в двухконтурных системах старого типа моторов без применения электроники);
  • расширительный бачок с крышкой не герметичной, а тарированной под определенное давление;
  • соединительные патрубки системы охлаждения двигателя;
  • теплообменник отопителя салона (или теплообменники отопителей частей салона в многозонных системах климат-контроля);
  • датчик (или датчики) температуры ОЖ;
  • электронный блок управления охлаждением, а также вентиляцией и отоплением салона.

Термостат

Система охлаждения дизельного двигателя принципиально не отличается от системы бензинового. Различия — в конструкциях, объемах, мощностях и некоторых других параметрах, но не в типе применяемого топлива.

Охлаждение масла

Система смазки в современных автомобильных моторах, помимо своей главной задачи — смазки трущихся деталей, — выполняет еще одну – теплоотводную: моторное масло отбирает часть тепла от работающих сопряженных частей мотора. Во многих современных двигателях даже предусмотрен собственный маслоохладитель, который в иных технологических картах и наставлениях так и называется — масляный радиатор.

Применяется ли сегодня воздушное охлаждение?

Да, применяется, и вполне успешно. В современном моторостроении различают два их типа: естественное (обдувом набегающего воздуха) и принудительное (при помощи вентиляторов).

Естественное охлаждение чаще применяется в моторной авиации. Принудительное — например, в таких конструкциях, как водные и колесные скутеры (мотороллеры), в мотоблоках и других сельхоз- и коммунальных агрегатах и механизмах.

В автомобилестроении можно вспомнить некоторые модели Volkswagen Group — Porsche, Beetle, он же – Kafer, а также итальянский Fiat-500, французский Citroën 2CV, чешскую легковушку Tatra-613 или родной и до боли знакомый всенародный автомобиль СССР — Запорожец.

История моторостроения может вспомнить и тракторные двигатели с воздушным охлаждением, а также грузовые автомобили с многоцилиндровыми дизельными моторами. Та же, например, чешская 12-тонная Tatra выпускалась вплоть до 2010 годов и до сих пор «в строю». К слову, кабина водителя этого самосвала нагревается специальным электрическим отопителем, а салон Запорожца — автономным… бензиновым.

Дизельный мотор Tatra

Испарительные системы охлаждения

В современном автомобилестроении широкого применения не нашла. Механика ее работы сводится к тому, что вода доводится до температуры значительно выше точки кипения, и температура падает в результате ее испарения. Применялась в экспериментальных моделях авиастроения в самом начале XX века, а сегодня подобную конструкцию можно встретить на дизелях мощностью до 20 л.с. — на минитракторах, в мобильных мотоблоках и тп.

Читайте также  Почему нельзя ставить холодильник рядом с батареей

Неисправности системы охлаждения двигателя

Наиболее слабым звеном большинства систем являются радиаторы. Как правило, они устанавливаются в передних частях авто, даже если двигатель установлен в базе или за задней осью. Делается это для того, чтобы охлаждающая жидкость отдавала тепло набегающему потоку воздуха.

Соты радиаторов забиваются мелкой пылью, насекомыми и другими дорожными загрязнениями, в результате теплопроводность радиатора падает, и температурный режим двигателя нарушается. Кроме того, радиаторы подвержены механическим повреждениям на высоких скоростях, именно поэтому, например, отличительным признаком мощной и высокоскоростной машины является мелкоячеистая сетка в широких и огромных воздухозаборниках.

Кавитационное разрушение насоса

Наиболее затратной неисправностью автомеханики называют поломку водяного (жидкостного) насоса. Стоит водителю прозевать стрелочный указатель в красной зоне температурного указателя или загоревшийся красным светом индикатор на панели приборов, и последствия могут оказаться весьма печальными. Вплоть до капитального ремонта двигателя.

В моторах старых конструкций особенной головной болью автовладельцев была потеря работоспособности термостата.

Также периодически выходят из строя:

  • датчики и указатели;
  • может прохудиться патрубок или ослабнуть хомут на соединениях патрубков;
  • не включаются вовремя вентиляторы охлаждения;
  • иногда выходит из строя клапан давления в пробке расширительного бачка.

Эти и многие другие неисправности приводят к утере антифриза, перегреву блока и его головки (головок) и, в конце концов, к выходу мотора из строя. Любое подозрение на неисправность в системе охлаждения должно быть водителем немедленно установлено и устранено.

Симптомы перегрева или недостаточного нагрева двигателя

При критическом перегреве происходит:

  • периодический уход стрелки указателя температуры на приборной панели к красному сектору (либо появление красного индикатора в тех автомобилях, где указатель не предусмотрен);
  • потеря мощности двигателя казалось бы «в безобидных ситуациях»;
  • неадекватно высокий жар в районе моторного отсека.

При недостаточном нагреве:

  • стрелка «не отрывается» от нижнего сектора указателя температуры на приборной панели;
  • не тухнет желтый (или, в некоторых конструкциях, – белый) индикатор указателя температуры;
  • в результате двигатель «тупит», не развивает должной мощности – и особенно тогда, «когда это нужно» — на подъеме, при обгоне, при экстренном маневрировании и/или разгоне.

Эти, а также многие иные, весьма специфические и малопонятные водителю, «неадекватности» в поведении двигателя, его агрегатов и автомобиля в целом.

Диагностика негерметичности охлаждающей системы

Одной из главных причин неисправности системы является падение уровня антифриза в расширительном бачке. Помимо банальных потёков в негерметичных соединениях, может выйти из строя и пробка на бачке с тарированным клапаном контроля давления. Охлаждающая жидкость, а точнее вода из раствора этиленгликоля (пропиленгликоля) банально испаряется, и уровень ОЖ – падает, мотор перегревается.

Расширительный бачок

Контроль уровня охлаждающей жидкости

Контролировать этот уровень следует постоянно. К слову, в процессе эксплуатации (в течение рабочего дня) он в бачке может (и должен) меняться. Это — нормально. Ненормально — когда этот уровень опускается ниже нижней отметки, что означает потерю жидкости, либо – выше, что может означать, например, прорыв картерных газов в систему охлаждения. И это — уже крайне тревожный звонок.

В условиях профильной СТО контроль уровня и давления в системе осуществляется при помощи специального оборудования и инструмента. Рядовой автовладелец имеет в своем арсенале только один прием — систематический визуальный контроль уровня в верхнем бачке радиатора (на автомобилях старых конструкций, без расширительного бачка) либо — в расширительном бачке по специальным рискам – max и min.

Что нужно для эффективного охлаждения компьютера и какую систему выбрать

Комплектующие компьютера греются при работе — их нужно охлаждать и выводить тепло из корпуса. Если бюджетный ПК может обойтись только небольшим алюминиевым кулером процессора, то в производительной машине нужно охлаждение не только процессору и видеокарте, но зачастую и оперативной памяти, и даже накопителям. Давайте разберемся в том, какие типы систем охлаждения бывают и как правильно выбрать их для вашего ПК.

Выбор оптимальной системы охлаждения для ПК — сложная и многогранная задача, имеющая свои подводные камни, и даже опытный пользователь ПК может совершить ошибку при ее решении. А начинающему пользователю, делающему первые шаги в сборке или настройке своего ПК, в начале нужно понять, чем различаются системы охлаждения комплектующих и на что нужно ориентироваться при их выборе. В этом блоге мы постараемся дать ответы на эти вопросы, систематизировав все системы охлаждения ПК, имеющиеся в продаже.

Воздушные кулеры и СЖО

Центральные процессоры при работе выделяют тепло, которое нужно быстро отвести от их корпуса, не допуская перегрева. Бюджетные модели с небольшим количеством ядер могут выделять всего 35 Вт тепла, как Athlon 200GE, а производительные, например, Ryzen Threadripper PRO 3995WX с 64 ядрами, выделяют 280 Вт. При выборе системы охлаждения для процессора нужно смотреть на его параметр TDP (Thermal Design Power), обозначающий требования по теплоотводу для системы охлаждения процессора.

Воздушные кулеры и системы жидкостного охлаждения процессора — очень разнообразные категории комплектующих, суммарно насчитывающие более 500 позиций только в DNS, и выбрать из них подходящую модель поможет параметр «рассеиваемая мощность». Он должен быть равен или превышать TDP процессора. Но ориентироваться только на TDP нельзя, ведь реальное тепловыделение процессоров может быть заметно выше.

К примеру, Ryzen 7 3700X с TDP 65 Вт в тяжелых нагрузках может потреблять намного более 100 Вт и выбрать для него самые недорогие кулеры, способные рассеять 65 Вт тепла, будет большой ошибкой. Подробнее разобраться в этих нюансах вам поможет чтение обзоров процессоров и блогов, посвященных выбору кулера для них. Бюджетные кулеры, состоящие из одного алюминиевого радиатора, неплохо подойдут для охлаждения бюджетных процессоров — Athlon 3000G или Celeron G5905.

Более массивные кулеры с большим количеством ребер с заявленной рассеиваемой мощностью 95 Вт подойдут для охлаждения процессоров уровня Ryzen 3 3100 или Core i3-10100F. Дальнейшее повышение рассеиваемой мощности кулеров стало возможным с внедрением в их конструкцию тепловых трубок, заполненных жидкостью. Жидкость кипит при низких температурах, и тепло быстро отводится от одного из концов за счет ее конденсирования.

Если взглянуть на процессорные кулеры стоимостью 799 рублей и выше, видно, как в их конструкции применяются одна или две тепловые трубки и небольшой радиатор, обдуваемый вентилятором диаметром 80 или 92 мм в зависимости от цены. Такие кулеры отлично справятся с охлаждением процессора Ryzen 5 1600.

Самыми популярными и универсальными кулерами стали модели с тремя или четырьмя теплотрубками и вентилятором размером 120 мм. Такие кулеры способны отвести от процессора 130–180 Вт тепла и отлично подойдут для процессоров Core i5-10400F или Ryzen 5 3600. При выборе кулера стоит сделать запас по рассеиваемой мощности, который позволит процессору меньше нагреваться и достигать более высоких частот буста, а вентилятор кулера сможет работать на более низких оборотах, создавая меньше шума.

В топовых воздушных кулерах количество трубок может достигать шести и более, радиатор может выполняться в виде двух отдельных секций, обдуваемых своим вентилятором. Цифры рассеиваемой мощности могут достигать 240–280 Вт. Такие кулеры отлично справятся с процессорами Core i7-11700KF или Core i7-10700KF даже с разгоном.

Параллельно воздушным кулерам идет развитие готовых систем жидкостного охлаждения AIO — «all in one», состоящих из водоблока с помпой, трубок для циркуляции жидкости и радиатора с обдувающим вентилятором. Модели начального уровня с одной секцией радиатора, обдуваемого вентилятором 120 мм, могут отвести от процессора 150-180 Вт тепла. Иногда у AIO СЖО можно сменить теплоноситель, как у модели Alphacool Eisbaer 280 CPU, но чаще такая функция не предусмотрена.

СЖО с двухсекционными радиаторами способны отвести от 200 до 300 Вт тепла, но главное их преимущество перед воздушными кулерами с аналогичными цифрами рассеиваемой мощности — высокая скорость отвода тепла. Это позволяет эффективно охладить процессоры с небольшой поверхностью кристалла, отличающиеся горячим нравом — Ryzen 9 5950X или Ryzen 9 5900X.

Топовые СЖО с массивным трехсекционным радиатором способны рассеять 400-550 Вт тепла и справиться с самыми мощными процессорами в разгоне. Для трехсекционной СЖО нужно тщательно выбирать корпус ПК, так как размещение крупного радиатора в нем — дело непростое. Сложность для начинающего пользователя может составить и грамотная организация воздушных потоков в корпусе с СЖО.

Кастомные СЖО

Большую гибкость в настройке имеют кастомные или обслуживаемые СЖО. Эти СЖО представляют из себя конструктор из помпы, радиатора, водоблоков, шлангов и расширительного бачка, который вы можете конфигурировать под свои нужды, добавляя новые компоненты: дополнительные радиаторы, водоблоки на видеокарту или ОЗУ.

Являясь отличным выбором для компьютерных энтузиастов, подобные СЖО дают возможность собирать ПК с высоким разгоном процессора, видеокарты или ОЗУ, при этом сохраняя возможность тихой работы. А использование прозрачных трубок с цветной жидкостью в сочетании с подсветкой позволяет создавать ПК с уникальным и ярким дизайном.

Водоблоки на видеокарты, материнские платы и ОЗУ

С кастомными СЖО можно установить отдельный водоблок для видеокарты, который может быть выполнен как уникальная модель, совместимая с конкретной видеокартой, например, EKWB EK-Quantum Vector Aorus RTX 2080 Ti D-RGB для видеокарты GIGABYTE Aorus GeForce RTX 2080 Ti. Есть водоблоки, совместимые с серией видеокарт, такие, как EKWB EK-Quantum Vector TUF RTX 3080/3090 D-RGB, предназначенный для эталонных видеокарт на базе архитектуры NVIDIA Ampere. Или Corsair Hydro X Series XG7 RGB 20-SERIES для видеокарт NVIDIA RTX 2080 Founders Edition.

Читайте также  Как помыть холодильник с помощью перекиси

С помощью водоблоков подобного типа удается отвести тепло не только от графического чипа, но и от модулей видеопамяти и системы питания видеокарты, получив низкие температуры и невысокий уровень шума. Существуют водоблоки, разработанные для определенных моделей материнских плат, например, EKWB EK-Quantum Momentum Aorus Z490 Master D-RGB — Plexi для GIGABYTE Aorus Z490 Master. Водоблок отводит тепло сразу и от установленного процессора, и от системы питания материнской платы.

Универсальный водоблок RAIJINTEK VWB-C1 сможет охладить VRM различных материнских плат. Кастомная СЖО позволит подключить сразу несколько таких водоблоков, если нужно иметь несколько точек снятия тепла.

А такая редкая вещь, как водоблок для ОЗУ, используется оверклокерами для покорения высоких частот памяти. Alphacool D-RAM Cooler X4 Universal — Plexi Black Nickel позволяет эффективно охладить чипы DDR2, DDR3, а также DDR4.

Термоинтерфейсы

Несмотря на то, что вы решите использовать для охлаждения — воздушный кулер или СЖО, — для их нормальной работы между охлаждаемой поверхностью и теплосъемником нужно использовать термопасту. Термопаста заполнит все неровности сопрягаемых поверхностей, вытеснив из них воздух, за счет чего достигается эффективная передача тепла.

Термопасты бывают на основе металлических, кремниевых частиц или на керамической основе и отличаются вязкостью, временем эффективной работы до полного высыхания и теплопроводностью, измеряемой в Вт/мК.

Несмотря на эффективность современных термопаст, их применение ограничено местами, где чип вплотную прилегает к охлаждающей поверхности с расстоянием между ними не более 0.15 мм. При большем расстоянии применяются эластичные термопрокладки в виде силиконового, графитового или керамического листа. Частые места их применения — системы питания материнских плат и видеокарт, модули видеопамяти.

Вентиляторы охлаждения

Воздушные кулеры на процессорах и видеокартах переносят тепло от чипов в корпус ПК, и только устройство с очень низким энергопотреблением может обойтись без вентиляторов охлаждения, выкачивающих нагретый воздух из корпуса и нагнетающих холодный снаружи. В продаже имеются вентиляторы самых разных размеров: от 25х25 мм, до 200х200 мм, но самыми распространенными стали размеры 80х80 мм, 120х120 мм и 140х140.

Различается и тип подшипников, используемых в вентиляторах: скольжения, качения и гидродинамические. А также — возможность регулировки оборотов и ее тип. На радость фанатам RGB есть вентиляторы с подсветкой.

Вентиляторы нельзя рассматривать в отрыве от корпуса, в который они будут устанавливаться. Стандартом для производительных ПК стали корпуса, имеющие несколько посадочных мест под нагнетающие вентиляторы на передней и нижней панели и несколько мест под выдувающие вентиляторы — сзади и сверху.

Охлаждение для накопителей SSD, чипсетов и модулей ОЗУ

Накопители M.2 SSD греются гораздо сильнее, чем SSD формата 2.5″. Их популярность дала рождение новому подвиду устройств охлаждения. Радиаторы охлаждения SSD стали обычным делом в производительных ПК. Есть и водоблоки для SSD, позволяющие достичь гораздо более низких температур.

Итоги

В продаже есть большое количество систем охлаждения. Они снизят температуру, сделают работу за компьютером комфортной и к тому же откроют путь к разгону. В зависимости от того, какую сумму вы готовы потратить и насколько позволяют ваши технические навыки, можно создать как компьютер с недорогим, но эффективным воздушным охлаждением, так и экстремальную систему с СЖО, в которой жидкостью охлаждается даже SSD-накопитель и модули ОЗУ.

Какие существуют виды, типы и способы охлаждения ПК

Для охлаждения современных компьютеров и их компонентов придумано несколько основных типов и способов. В этой статье я рассмотрю основные виды охлаждения ПК. Давайте начинать .

виды охлаждения пк

Жидкостное

вид охлаждения пк жидкостное

Принцип работы состоит в передаче тепла от нагревающегося элемента охлаждающему радиатору. Это происходит при помощи рабочей жидкости (обычно воды), которая циркулирует в системе по специальным трубкам.

  • Эффективность охлаждения, лучше традиционного воздушного
  • Качественные системы работают очень тихо
  • Такая система может выглядеть очень красиво в прозрачном корпусе, если есть подсветка.
  • Водянка будет стоить всегда дороже, чем вентиляторы
  • Высокие требования к качеству сборки и установки. Необходим надежный компьютерный корпус
  • Постоянный контроль за работой системы и ее обслуживание, если что-то пойдет не так и будет протечка жидкости, то вы можете лишиться дорогостоящего оборудования.

Воздушное

тип охлаждения пк воздушное

Можно разделить на →

  • Пассивное
  • Активное

Принцип работы пассивного охлаждения заключается в передаче тепла от нагревающегося элемента на радиатор. Радиатор может быть сделан из алюминия или меди, а более продвинутые модели имеют тепловые трубки, которые помогают увеличить площадь рассеивания тепла.

Радиатор полученное тепло рассеивает в окружающее пространство, тем самым отводя его от нагревающихся компонентов.

Эффективность такого пассивного охлаждения, напрямую зависит от циркуляции воздуха и его температуры.

Чем больше объема воздуха, участвует в теплообмене и чем ниже его температура, тем лучше работает пассивное охлаждение.

Субъективно, полностью пассивную воздушную систему охлаждения создать невозможно, так как для создания потоков воздуха внутри замкнутого объема, так или иначе нужны вентиляторы.

  • Относительная бесшумность
  • Меньше вентиляторов — выше надёжность, но надо просчитать, хватит ли возможностей вашей пассивной системы для охлаждения всех компонентов компьютера.
  • Заводское пассивное охлаждение дорогое удовольствие. В основном им занимаются моддеры и энтузиасты, для которых цена не важна
  • Требуется компьютерный корпус большого объема, для достаточной циркуляции воздуха и продуманную систему охлаждения всего системного блока
  • В таких условиях, к разгону компьютера нужно подходить очень осторожно.

Ну а теперь подробно разберем активное воздушное охлаждение. Оно самое распространенное и недорогое. Главное подойти к его организации с умом.

В этом способе используются вентиляторы совместно с радиаторами . Обычно их называют куллерами. Вентилятор обдувает радиатор, который отводит тепло от греющего его компонента компьютерной системы. Чем больше воздушный поток проходящий через радиатор и чем он холоднее, тем эффективнее происходит охлаждение.

  • Дешевле и надежнее, чем жидкостное охлаждение
  • Большая гибкость в организации систем охлаждения ПК.
  • Шум от большого количества работающих вентиляторов. Если брать вентиляторы большего размера, хорошего качества и с небольшой скоростью вращения, можно сильно снизить издаваемый шум системным блоком. Нужен комплексный подход
  • В мощных системах, где большое энергопотребление и соответственно высокое выделение тепла, требуется грамотная организация воздушных потоков и обдуманного подхода к охлаждению каждого сильно греющегося компонента (видеокарта и процессор).

Теперь перейдем к альтернативным способам охлаждения ⇒

Фреоновые установки

Фрионовые установки для охлаждения пк

Принцип работы системы охлаждения на основе фреона, несмотря на внешне сложное устройство, довольно прост. Это холодильник в компьютере.

В замкнутом контуре циркулирует газ (фреон), который забирает тепло от центрального процессора или видеокарты. Двигаясь дальше по контуру, он охлаждается в специальном радиаторе. Дальше, охлажденный фреон под давлением, поступает к охлаждаемым компонентам и процесс повторяется снова.

  • Можно добиться очень низких температур, что положительно скажется на возможностях разгона.
  • Сложность монтажа и обслуживания
  • При неправильном подходе, может образовываться конденсат, что приведет к выходу из строя электроники
  • Высокое энергопотребление и цена.

Криогенное или азотное

Криогенное или азотное охлаждение

Жидкий азот представляет собой прозрачную жидкость, без цвета и запаха, с температурой кипения -196 градусов по Цельсию!

Криогенные системы охлаждения с жидким азотом представляют из себя металлический (чаще всего медный) стакан . Такие стаканы делают в основном для охлаждения процессора и видеокарты. Они, как и радиаторы, плотно закрепляются с охлаждаемым элементом. Далее компьютер запускается и начинает вручную наливаться в стакан/ы азот. В процессе охлаждения он постепенно испаряется, поэтому его постоянно необходимо подливать.

На охлаждении азотом, ставятся все рекорды по разгону железа.

Криогенные установки используются только для экстремального охлаждения.

Плюс у данного вида охлаждения ПК только один — этот способ лучше всего охлаждает.

Остальное — одни минусы. Цена, неудобство, сложность и т.п.

Элемент Пельтье

Элемент пельтье

Термоэлектрический преобразователь (термоэлектрический охладитель), принцип действия которого базируется на возникновении разности температур при протекании электрического тока.

В принципе работы элементов Пельтье лежит контакт двух полупроводниковых материалов с разными уровнями энергии электронов в зоне проводимости.

В зависимости от направления тока верхние контакты охлаждаются, а нижние нагреваются — или наоборот. Таким образом электрический ток переносит тепло с одной стороны элемента Пельтье на противоположную и создаёт разность температур.

Если нагревающуюся сторону элемента Пельтье охлаждать при помощи радиатора и вентилятора, то температура холодной стороны станет ещё ниже. Разность температур может достигать 70 °C.

До азотного охлаждения, энтузиасты использовали модуль Пельтье для охлаждения процессоров при экстремальном разгоне.

  • Небольшие размеры
  • Отсутствие движущихся частей, газов и жидкостей
  • Бесшумность.
  • Более низкий КПД, чем у установок на фреоне. Это ведёт к большой потребляемой мощности для достижения заметной разности температур.

Так же существуют различные комбинации всех перечисленных выше систем, но их практическая реализация очень сложна.

По совокупности всех положительных качеств, лучшим способом охлаждения компьютера и комплектующих, остается воздушное охлаждение.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: