Cevap: Su Soğutma İle Hava Soğutmanın Farkları
 

Cevap: Su Soğutma ile Hava Soğutmanın Farkları
Cevap: 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.)

Cevap: Su Soğutma İle Hava Soğutmanın Farkları
 

Su Soğutma Sistemleri

http://frmsinsi.net/images/forumsins...sinsi.net_.jpg

120mm(En) x 33 mm (Derinlik) x 720mm(Yükseklik) Boyutlarda Güçlü Alüminyum Radyatör
Katıksız Bakır CPU Su Bloğu
Çift Pompası ile Saatte 90lt Sıvı Pompayabilme Özelliği
5 Adet Sessiz (16dBA) 120mm Fan
Alüminyum Dizaynı Sayesinde Isıyı Tam Olarak Dağıtabilme
Intel P4 478, LGA775, AMD K7 ve K8 Serisi İle Uyumlu
Ev Sineması Hoparlörü Görünümü
Tek Elle Monte/Demonte Edilebilen Sağlam Su Sızdırmayan Vana
Su Giriş/Çıkış Yuvaları Arka Panelde
Ağırlık 14kg
Boyutlar 150mm(En) x 105mm(Derinlik) x 1100 mm (Yükseklik)

http://frmsinsi.net/images/forumsins...sinsi.net_.jpg

115,00 USD + KDV
Dünyanın en iyi su soğutma sisteminde artık BTX desteği de mevcut
Intel P4 LGA775, Intel BTX platformu ve AMD K8 serisi ile uyumlu
120mm''lik Radyatör:
120mm''lik sessiz ayarlanabilen fanlı yüksek performans radyatör (1300 ~ 2400rpm)
Su pompası 400 L/Saat:
Sessiz ve güçlü P400 su pompası
Tabanı sıkıca kasanın yüzeyine oturtabilmek için geliştirilmiş vidalama yöntemi
Seramik yapısı ile daha uzun ömürlü
Gelişmiş giriş ve çıkış kanalları sayesinde hava bloklarının oluşmasını engeller
Su Tankı:
Yüksek kapasiteli su tankı 350c.c.
Kolay doldurulabilir
Mavi Led''li Bakır&Akrilik CPU Su Bloğu:
Mavi ledli tamamı bakır ve akrilikten oluşan CPU su bloğu
Arttırılmış su kanalları sayesinde hızlı su transferi
Su bloğunun daire şeklindeki tabanı ile BTX anakartlara tam uyum
Dayanıklı 3/8" Su Borusu:
Özel materyali sayesinde aşınma ve eğilmeye karşı maksimum dayanıklılık.
Araç gerektirmeyen konnektör yapısı ile kolay kurulum

513,80 YTL (KDV Dahil)
ZALMAN RESERATOR1 PLUS SU SOĞUTMA SİSTEMİ
ZALMAN RESERATOR1 PLUS
Reserator 1 Plus yüksek verimli soğutma teknolojinde ve ZalmanTech''ın HCET (High Capacity Extrusion Technique) tekniği kullanılarak üretilmiştir. Bu mükemmel cihaz, yüksek performansı, fansız ve gürültüsüz çalışma prensibiyle dünyada üretilmiş en gelişmiş su soğutma sistemidir. reservuar, radyator, ve su pompası elverişli olarak entegre edilip bir araya getirilmiş, heatsink çürüme ve paslanmaya karşı anodize edilmiştir.

KUTU İÇERİĞİ:
1)Reserator (Rezervuar +Radyatör +Su pompası) Reserator reservuar, radyator, ve su pompası elverişli olarak entegre edilip bir araya getirilmiş, heatsink çürüme ve paslanmaya karşı anodize edilmiştir
Soğutma Alanı : 1,274m2
Ağırlık : 6.5kg
Boyutları : 150(L) x 150(W) x 592(H)mm
Materyal : Adodize Saf Alüminyum
Soğutucu Kapasitesi : Max. 2.5L
Enteğre su pompası : 5 W, Qmax 300L/h (A type: 230V-50Hz, B type: 120V-60Hz,
C type: 220V-60Hz, D type: 110V-60Hz)
Maksimum kaldırma : 0.5m
2)CPU Su Bloğu (ZM-WB3 Gold) CPU Su Bloğu saf bakır tabanı ile üstün ısı tıransferi sağlar , altın kaplama yüzeyi ile paslanmayı önler. Pentium 4 Soket 775/478 CPU & AMD Soket 462/754/939/940 CPUlar ile uyumludur,
Ağırlık : 260g(Water Block)
Boyutları : 60(L) X 60(W) X 20(H) mm
Materyal : Pure Aluminum Cover, Gold Plated Pure Copper Base
Uyumluluk : Intel Pentium 4 (Soket 775/478)
AMD Duron/Athlon/Athlon XP/Sempron (Soket 462)
AMD Sempron/AMD64 (Soket 754/939/940)
3)VGA Su Bloğu (ZM-GWB2)
VGA Su Bloğu saf bakır tabanı ile üstün ısı tıransferi sağlar , adonize kaplama yüzeyi ile paslanmayı önler. RAM çipset soğutucuları ile tam bir ekrankartı soğutması sağlanır.
Ağırlık : 60g
Boyutları : 63(L) X 45(W) X 20(H) mm
Materyal : Adonize Saf Alüminyum
RAM
Çipset Soğutucuları : Saf Alüminyum, 8 parça
Uyumluluk : Not: VGA chip in çevresinde delik olmayan kartlarla uyumlu değildir
4)Anti-Pas Sıvı (ZM-G100) İçerisindeki yüksek kaliteli pas önleyicilerle kullandığınız sıvı soğutma sistemini korur ve ömrünü uzatır.
Materyal : Ethylene Glycol & Anti-Corrosion Agent
Ağırlık : 500ml
Donma derecesi : -9¡ÆC
Kullanım ömrü : 1 yıl
5)Akım İndikatörü
6)PCI slot Kapağı
7)Silikon hortum (4m)

Cevap: Su Soğutma İle Hava Soğutmanın Farkları
 

Hava Soğutma Yöntemleri Ayrıntılı Anlatım

Hava Soğutma Çözümleri

Günümüzde bilgisayaların büyük bölümü hava soğutma yöntemiyle soğutulmaktadır. Bu nedenle bu yöntem hakkında bilgi sahibi olmak önemlidir. Hava soğutmanın üç şekilde yapıldığı söyleyebiliriz. Bunlardan ilkine doğal soğutma diyebiliriz. Bu yöntemde ısı üreten parçanın üzerine hiçbir ilave yapılmaz, parçanın kendi yüzeyi ve doğal hava akışı parçanın soğutulması için yeterlidir. Örnek olarak anakart üzerindeki sata kontrolcüsü ve donanım kontrolcüsü gibi çiplerin soğutulma şeklini verebiliriz.

Doğal soğutmanın yetmediği durumlarda ısı dağıtıcı (heatsink) ile soğutma yöntemi gündeme gelir. Bu ikinci yöntemde, kullanılan ısı dağıtıcılar vasıtasıyla parçanın ısısı emilir ve buna ek olarak ısıyı havaya ileten alan genişletilerek soğutma performansı artırılır. Bu yönteme örnek olarak anakart üzerindeki güney köprüsü gibi parçaların soğutulması verilebilir. Bu iki yönteme genel olarak pasif soğutma da denir. İkinci yöntemin soğutmaya yetmediği durumlarda sisteme bir fan eklenerek üçüncü yöntem olan fanla soğutma yöntemine başvurulur. Bu yönteme aktif soğutma da denir. Günümüzde bilgisayarın birçok parçası bu yöntemle soğutulmaktadır. Bu nedenle bu konu üzerinde daha geniş durmak gerekmektedir.

Fanla soğutma sistemi, temel olarak ısı dağıtıcılar ve fanlardan oluşmaktadır.

Isı dağıtıcılar :

http://frmsinsi.net/images/forumsins...sinsi.net_.jpg

Genelde çok ısı üreten, işlemci gibi paçalara takılırlar. Kullanılan malzeme genelde alüminyum, bakır ya da her ikisinin karışımıdır. Isı dağıtıcılarının iki temel işlevi vardır. Bunlardan ilki, ısı üreten malzemenin üzerine takıldığı için üretilen ısının bir kısmını absorbe (emme) etmektir. Isı dağıtıcıların ikinci işlevi ise, hava ile temas yüzeyini artırarak ısı transferini arttırmaktır. Isı dağıtıcılarının pratikteki bir diğer işlevi ise tek başlarına yeterli olamadıkları durumlarda üzerlerine fan montajını kolaylaştırmalarıdır.

Isı dağıtıcılarda kullanılan malzemelerden alüminyumun özelliklerine kısaca deyinmek gerekirse; özkütlesi düşük bir metaldir. Dolayısıyla, hava ile temas yüzeyini artıracak geniş alanları alüminyum ısı dağıtıcılar kullanarak daha hafif bir şekilde elde edilebilir. Bu malzemenin diğer bir özelliği ise, ısıyı bakıra göre havaya daha iyi iletebilmesidir.

Bakır; alüminyuma göre ısıyı daha iyi ileten bir metaldir. Bu nedenle ısı dağıtıcının, en sıcak bölümü ile en soğuk bölümü arasında, alüminyum ısı dağıtıcılara göre çok daha az sıcaklık farklı vardır. Bakırın, alüminyuma göre en büyük dezavantajı özgül kütlesinin çok daha büyük olmasıdır. Bu nedenle aynı büyüklükteki bakır soğutucular, alüminyum soğutuculardan çok daha ağır olurlar.

Isı Borusu (Heat Pipe) Nedir?

http://frmsinsi.net/images/forumsins...sinsi.net_.jpg

Isı boruları, ısı dağıtıcıların performanslarını artırmak için kullanılırlar. Bu boruların içinde bir çeşit fitil ve çok özel bir sıvı vardır. Bu sıvıyı özel yapan şey; çok kolay buharlaşıp yoğunlaşabilmesidir. Bu sıvı tabandaki yüksek sıcaklıkla buharlaşarak, boru içinde yükselir, fakat soğutucunun üst kısımlarında sıcaklık daha düşük olduğu için tekrar sıvı haline gelir, tekrar sıvılaşan madde boru içindeki fitil vasıtasıyla tekrar tabana gönderilir, böylece bir devridaim oluşur. Bu devridaim, ısı dağıtıcının performansını artırır.

İyi Bir Isı Dağıtıcı Nasıl Olmalıdır?

http://frmsinsi.net/images/forumsins...sinsi.net_.jpg

İyi bir ısı dağıtıcısı geniş bir yüzey alanına sahip ve görece hafif olandır. Özellikle sıcak yüzeye temas eden bölüm bakır olmalıdır. Isı boruları sistemin performansını artıracağı için bol miktarda olmalıdır.

Fanlar :

http://frmsinsi.net/images/forumsins...sinsi.net_.jpg

Gazlar ve özellikle hava, ısıyı çok kötü ilettir. Bu nedenledir ki hava soğutma sistemlerinde fanlar kullanılır. Fanların tek işlevi vardır. Bu da havanın yerini değiştirmektir. Dolayısıyla hava soğutma sistemlerinde de fanların amacı, bu temel işlevi yerine getirmektir. Bunun anlamı, ısınan yüzeylerin çevresinden biriken sıcak havayı uzaklaştırmak ve sıcak havanın yerine soğuk hava yollamaktır.

Günümüzde yaygın olarak 4cm ile 12cm arasında değişen ebatlarda fanlar kullanılmaktadır. Fanların performansını belirleyen iki şey vardır. Bunlardan ilki kanatlarının genişliğidir. Bir fanın kanadı ne kadar geniş olursa üfleyeceği hava miktarı o kadar artar. Dolayısıyla hava soğutmalı sistemlerde performansı artırmak için daha büyük fanlar kullanılır. Fanların performansını belirleyen ikinci şey ise dönüş hızıdır. Bir fan ne kadar hızlı dönerse performansı da o kadar artar. Fanların dönüş hızı RPM (Revolutions Per Minute � bir dakikadaki dönüş hızı) ile ölçülür. Fanların performansları genelde ürünün kutusunda ya da üretici sitelerde verilir ve CFM (Cubic Feet Per Minute � bir dakikada kaç Fit küp hava üflediği) ile ölçülür.

Fanlarda genellikle sleevebearing ya da ballbearing olmak üzere iki tip yatak kullanılır ve kullanılan yatak tipi fanın gürültüsünü ve ömrünü önemli ölçüde etkiler. Bunlardan sleevebearing yatak tipinin, üretim maliyetleri daha düşük olmakla birlikte kullanım ömrü daha kısadır. Ayrıca bu yatak tipini kullanan fanlar diğer yatak tiplerini kullanan fanlara göre daha gürültülü çalışırlar. Bu nedenle kullanıcılar arasında tercih edilmemelidirler. Ballbearing yatak tipini kullanan fanların maliyetleri, sleevebearing yatak tipi kullanılan fanlara kıyasla daha yüksektir. Buna rağmen, kullanım ömrünün daha uzun olması ve daha sesiz çalışma gibi avantajları taşımaları nedeniyle kullanıcılar arasında tercih edilmelidirler.

Fanların gürültüleri genelde ürünün kutusunda ya da üretici sitelerde verilir ve dBA (decibels as per the a scale) ile ölçülür. Fanların gürültü düzeyinin insanlarda oluşturduğu rahatsız edici etki kişiden kişiye değişmektedir. Bununla birlikte okuyucuda genel bir fikir oluşması için şu örnekler verilebilir. 22,5dBa ve altı gürültü üreten fanları 1m uzaktan duymak mümkün olmadığı için bu fanları sessiz olarak nitelendirebiliriz. 30dBa bir çok kişi tarafından tahammül edilebilir gürültü sınırı olarak nitelendirilir. Bu düzeyin üstünde gürültü üreten fanlar kullanıcılarında rahatsız edici bir etki oluşturmaktadır. 40dBa ve üzeri fanların ürettiği gürültü saç kurutma makinesi ile yarışabilecek düzeydedir.

Kaynak: DonanımHaber