Техническое обслуживание, поиск и устранение неисправностей системы охлаждения

 

Содержание

 

Введение 5

1. Назначение, характеристики и принцип работы системы охлаждения ПК 6
1. Системы охлаждения компьютера 6
2. Система воздушного охлаждения, основные параметры, конструкции и структурные схемы 6
3. Системы жидкостного охлаждения основные параметры, конструкции и структурные схемы 8
4. Фреоновая система охлаждения основные параметры, конструкции и структурные схемы 17
2. Техническое обслуживание, поиск и устранение неисправностей системы охлаждения 22
1. Технология обеспечения надежности системы охлаждения 22
2. Тестирование системы охлаждения 23
3. Основные неисправности систем охлаждения 25
3. Техника безопасности 29
4. Экономические расчеты 32
1. Расчет численности персонала, занятого при проведении технического обслуживания систем охлаждения ПК 32
2. Расчет времени безотказной работы системного блока ПК 32
3. Расчет времени безотказной работы систем охлаждения ПК  33

Заключение 34

Список используемых источников 35

Приложение А Алгоритм поиска неисправностей системы воздушного охлаждения  36

Приложение Б Алгоритм поиска неисправностей системы жидкостного охлаждения 37

Приложение В Алгоритм поиска неисправностей системы фреонового охлаждения 38

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Буквально ещё совсем недавно компьютеры были диковинным чудом техники, которое было доступно совсем немногим. Но, как быстро изменилась ситуация. На сегодняшний день компьютеры прочно вошли в деловую жизнь и в наш быт. Сейчас практически любая семья стремится обзавестись компьютером, иногда даже и не одним. Ведение домашней бухгалтерии, получение различной информации через Интернет – в этом компьютер просто незаменим.

Практически для всех компаний и организаций компьютеры настолько необходимы, как и собственные служащие. Иногда даже без какого-либо важного сотрудника компания какое-то время может обходиться, а без компьютера нет.

В современных компьютерах находят место для воплощения самые передовые технологии. И, как любые, технически сложные и хрупкие

устройства, компьютеры ломаются. И вот, на повестке дня самым важным вопросом, не терпящим отлагательств, становится ремонт компьютеров.

Как и любые другие технические устройства, компьютеры имеют свои стандартные поломки. Имеется в виду те неисправности, которые чаще всего появляются с течением времени. Даже опытный пользователь не застрахован от ошибок в установлении неисправности, а тем более, в установлении её причины. И, особенно, если неисправностей сразу несколько. Часто самостоятельные попытки заменить вышедшую из строя деталь компьютера или провести более сложный его ремонт заканчиваются очень плачевно - перестают работать многие программы и т д.

Целью данного курсового проекта является разработка методики проведения технического обслуживания системных блоков.

 

1. Назначение, характеристики и принцип работы системы охлаждения ПК

 

1.1. Системы охлаждения компьютера

 

 

Система охлаждения играет важную роль в работе системного блока. Система охлаждения компьютера - это набор средств, для отвода тепла от нагревающихся в процессе работы компьютерных компонентов. Система охлаждения бывает пассивной и активной.

Тепло в конечном итоге может утилизироваться:

• в атмосферу (радиаторные системы охлаждения);
• пассивное охлаждение (отвод тепла от радиатора осуществляется за счёт естественной конвекции);
• активное охлаждение (отвод тепла от радиатора осуществляется за счёт его обдува вентиляторами);
• вместе с теплоносителем (проточные системы водяного охлаждения);
• за счет фазового перехода теплоносителя (системы открытого испарения).

По способу отвода тепла от нагревающихся элементов, системы охлаждения делятся на:

• системы воздушного (аэрогенного) охлаждения;
• системы жидкостного охлаждения;
• фреоновая система охлаждения.

 

 

1.2. Система воздушного охлаждения

 

 

Классическая система, сегодня представлена почти в каждом компьютере, и включает в себя обычно несколько вариантов установки:

• массивный медный радиатор устанавливается на источнике тепла (процессоре, чипе видеокарты), на него закрепляется вентилятор, который одновременно охлаждает поверхность радиатора и отгоняет теплый воздух;
• небольшой медный радиатор закрепляется на разогревающейся поверхности (мост материнской платы, видеочип бюджетного графического адаптера), позволяя теплому воздуху охлаждаться естественным путем;
• несколько вентиляторов (от 8″ до 12″) устанавливаются на внутренние стенки системного блока, тем самым позволяя лучше циркулировать потокам холодного воздуха внутри корпуса.

Плюсы системы:

• простота в установке и обслуживании;
• не дорогая и доступная в любом магазине электроники;
• имеет большую популярность и, как следствие, огромные возможности для апгрейда.

Минусы системы:

• сомнительная эффективность при невысокой цене;
• шумность при работе;
• очень хороший пылесборник.

Воздушное охлаждение компьютера может быть активным или пассивным:

• активное охлаждение подразумевает наличие, помимо радиатора, еще и вентилятора, который значительно ускоряет процесс отвода тепла от трубок радиатора в окружающее пространство. Как правило, вентиляторы активного охлаждения, или, как их еще называют, кулеры, применяют для охлаждения самых «горячих» компонентов ПК - процессора и видеокарты;
• пассивное охлаждение в основном устанавливается на те элементы компьютера, которые не очень сильно нагреваются в процессе работы, так как его эффективность существенно ниже, чем у активного. Однако есть пассивные радиаторы, которые предназначены специально для построения бесшумной системы – они отличаются высокой эффективностью отвода тепла при низкой скорости потока воздуха.

Система воздушного охлаждения представлена на рисунке 1.

 

 

Рисунок 1 – Система воздушного охлаждения

 

1.3. Система жидкостного охлаждения

 

 

Принцип работы системы водяного охлаждения.

Охлаждение компьютера  необходимо для отвода тепла от нагретого компонента и его рассеивания. Обычный воздушный кулер снабжен монолитным радиатором, который  выполняет обе данные функции.

В СВО каждая часть выполняет свою функцию. Водоблок осуществляет теплосъем, а другая часть рассеивает тепловую энергию. Схема соединения компонентов СВО представлена на рисунке 2.

 

 

Рисунок 2 – Схема соединения компонентов СВО

 

Водоблоки  могут включаться в контур параллельно  и последовательно. Первый вариант предпочтительнее  при наличии одинаковых теплосъемников.  Можно эти варианты скомбинировать и получить параллельно-последовательное подключение, но  наиболее правильным  будет соединение водоблоков один за другим.

Отвод тепла происходит по такой схеме: жидкость из резервуара подводится к помпе, а затем перекачивается дальше к узлам, которые охлаждают компоненты ПК.

Причиной такого подключения является незначительный прогрев воды после прохождения первого  водоблока и эффективный отвод тепла от чипсета, GPU, CPU. Прогретая жидкость попадает в радиатор и там охлаждается. Затем она снова попадает в резервуар, и  начинается новый  цикл.

По конструктивным особенностям СВО можно разделить на два типа:

1. Охлаждающая жидкость циркулирует за счет  помпы в виде отдельного механического узла.

2. Без помповые системы, в которых используются специальные хладагенты, проходящие через жидкую и газообразную фазы.

СВО с помпой.

Принцип ее действия эффективность и прост. Жидкость (обычно дистиллированная вода) проходит  через радиаторы охлаждаемых устройств.

Все компоненты конструкции соединяются между собой гибкими трубками (диаметр 6-12 мм). Жидкость,  проходя через радиатор процессора и других устройств, забирает их тепло, а затем по трубкам попадает в радиатор теплообменника, где охлаждается сама. Система замкнутая, и жидкость в ней постоянно циркулирует. Схема замкнутой СВО представлена на рисунке 3.

 

 

Рисунок 3 – Схема замкнутой СВО

 

СВО без помпы.

Есть системы жидкостного охлаждения, не использующие помпу. В них  используется принцип испарителя и создается направленное давление, вызывающее движение  охлаждающего вещества. В качестве хладагентов применяются  жидкости с низкой точкой кипения. Система СВО без помпы представлена на рисунке 4.

 

Рисунок 4 – СВО без помпы

 

Изначально радиатор и магистрали полностью заполнены жидкостью. Когда температура радиатора процессора становится выше определенного значения, то жидкость превращается в пар. Процесс превращения жидкости в пар поглощает тепловую энергию  и повышает эффективность охлаждения. Горячим паром создается давление. Пар, через специальный односторонний клапан, может выходить только в одну сторону – в радиатор теплообменника-конденсатора. Там пар вытесняет холодную жидкость в направлении радиатора процессора,  и, остывая, превращается снова в жидкость. Так жидкость-пар циркулирует в замкнутой системе трубопровода, пока температура радиатора  высокая. Такая система получается очень компактной.

Компоненты СВО.

В системах водяного охлаждения используется определенный набор компонентов, обязательных и необязательных.

Обязательные компоненты СВО:

• радиатор,

• фитинги,

• ватерблок,

• помпа,

• шланги,

• вода.

Необязательными компонентами СВО являются: термодатчики, резервуар, сливные краны, контролеры помпы и вентиляторов, второстепенные ватерблоки, индикаторы и измерители (расхода, температуры,  давления), водные смеси, фильтры, бэкплейты.

Рассмотрим обязательные компоненты.

Ватерблок - теплообменник, передающий  тепло от нагревшегося элемента (процессора, видео чипа и др.) воде. Он состоит из медного основания и металлической крышки с набором креплений. Ватерблок представлен на рисунке 5.

 

 

Рисунок 5 – Ватерблок

 

Основные типы ватерблоков: процессорные, для видеокарт, на системный чип (северный мост). Ватерблоки для видеокарт могут быть двух типов: закрывающие только графический чип (рисунок 6) и закрывающие все нагревающиеся элементы – фулкавер (рисунок 7).

 

 

Рисунок 6 – Ватерблок, закрывающий только графический чип

 

 

Рисунок 7 – Ватерблок закрывающий все нагревающиеся элементы  (фулкавер)

 

Для увеличения площади теплопередачи применяется микроканальная и микроигольчатая  структура. Ватерблоки делают без сложной внутренней структуры, если  производительность не столь критична.

Радиатор.

В СВО радиатором называют водно-воздушный теплообменник, передающий воздуху  тепло от воды в ватерблоке. Есть два подтипа радиаторов СВО:

• пассивные (безвентиляторные);
• активные (продуваемые вентилятором).

Безвентиляторные можно встретить довольно редко  потому, что данный тип радиаторов обладает более низкой эффективностью. Такие радиаторы занимают много места и их сложно поместить  даже в модифицированном корпусе.

Активные радиаторы более распространены в системах водяного охлаждения из-за  лучшей  эффективности. Если использовать тихие или бесшумные вентиляторы, то можно добиться тихой или бесшумной работы СВО. Эти радиаторы могут быть  самого разного размера, но в основном их делают  кратными  к размеру 120 мм или 140мм вентилятора.

Помпа – электрический насос, отвечает за циркуляцию воды в контуре СВО. Помпы могут работать от 220 вольт или от 12 вольт. Когда в продаже было мало специализированных компонентов  для СВО, то использовали аквариумные помпы, работающие  от 220 вольт.  Это  создавало некоторые трудности, из-за необходимости  включать помпу синхронно с компьютером. Для этого применяли реле, включающее  помпу автоматически при старте компьютера. Сейчас есть специализированные помпы, обладающие компактными размерами и хорошей производительностью, работающие от 12 вольт, представленная на рисунке 8.