20 000 профессионалов proAV > 1500 компаний > 570 городов > 6 стран ближнего зарубежья > 1 сообщество

Присоединяйтесь!

Подписка на дайджест
Рубрикатор статей

Как охлаждать будем? Жидкость или воздух: «за» и «против»

Одна из наиболее серьёзных проблем современной микроэлектроники – теплообмен. И дело даже не в десятках и сотнях ватт тепловой мощности, которые приходится отводить от аппаратуры – энергетики и двигателестроители давно научились управлять гораздо бóльшими тепловыми потоками. Проблема в том, что эти десятки и сотни ватт приходится отводить с поверхности кристалла, меньшей по площади тетрадочной клеточки. То есть удельные значения тепловой мощности получаются огромными. Из-за этого, в частности, разработчики пошли на создание многоядерных процессоров – это единственный способ разделить тепловые потоки на кристалле.

Предельная температура микроэлектронных структур определяется физическими свойствами материалов, из которых они изготовлены. Полузабытый ныне германий выдерживал не более 85 градусов Цельсия, кремний побольше – 120 градусов. Рекордсменом являются полупроводниковые приборы на основе арсенида галлия (соединения галлия с мышьяком, GaAs), он выдерживает температуру в 140 градусов. Но это – предельные значения, на которых приборы никогда не работают. Инженеры всегда стараются оставить запас в 20-25 градусов. Причина проста: работа на предельных значениях температур значительно ускоряет старение полупроводников и снижает срок службы приборов на их основе.

Сказанное в полной мере относится к видеостенам на основе проекционных кубов. В настоящее время наблюдается устойчивая тенденция к переходу от ртутных и ксеноновых ламп к сверхъярким светодиодам, которые выделяют гораздо меньше тепла, чем лампы, но тоже нуждаются в охлаждении. Отметим, кстати, что красный светодиод при работе примерно на 10 градусов теплее синего и зелёного.

Рассмотрим системы охлаждения проекционных кубов с использованием светодиодов. Существуют три вида систем охлаждения: воздушные, жидкостные и испарительные.

sistemy-oxlazhdeniya-1.JPG
Рис. 1. Система жидкостного охлаждения

Жидкостное охлаждение широко используется в технике с конца XIX века. Пример – всем хорошо известный автомобильный радиатор. Система жидкостного охлаждения состоит из насоса, шлангов, расширительного бачка и радиатора. Насос прокачивает жидкость через блок охлаждения, контактирующий со светодиодным модулем, где она поглощает тепло, и передаёт в радиатор, представляющий собой ряд трубок и рёбер с большой площадью поверхности. С помощью вентилятора через радиатор прогоняется воздух, который сбрасывает тепло в окружающее пространство. Из помещения тепло отводится системой кондиционирования воздуха, установленной в здании.

Механические насосы, используемые в этих системах, имеют ограниченный срок службы – не более 30 тыс. часов эксплуатации. Вместо воды используют этиленгликоль, который имеет более высокую температуру кипения, но довольно токсичен. Свойства этиленгликоля со временем ухудшаются, поэтому его также необходимо периодически заменять. В случае протечки системы охлаждения хладоагент может вызвать серьёзное повреждение одного или нескольких кубов видеостены. Кроме того, насосы издают довольно неприятный шум.

Системы воздушного охлаждения состоят из пассивного теплообменника и канала циркуляции воздуха на основе вентилятора.

Поскольку системы воздушного охлаждения менее эффективны, чем жидкостные, для каждого светодиодного модуля в проекционном кубе устанавливается свой испарительный теплопоглотитель.

Принцип его работы заключается в следующем. Тепловая энергия, отводимая от светодиода, испаряет воду внутри поглотителя. Пар расширяется и через небольшую медную тепловую трубку поступает в герметичный радиатор. Вентилятор прогоняет через его рёбра воздух, который охлаждает водяной пар и поглощает тепловую энергию. Пар опять становится жидкостью, и под действием силы тяжести вода через фитиль тепловой трубки стекает обратно в основание.

sistemy-oxlazhdeniya-2.jpg
Рис. 2. Тепловая трубка

Система воздушного охлаждения гораздо проще и надёжнее жидкостной, поскольку она всегда герметична. В ней нет шлангов, насосов и других движущихся частей, не нужно заменять охлаждающую жидкость. Объем жидкости, используемой в такой системе, намного меньше, поэтому риск повреждения в результате её утечки гораздо ниже. Срок её службы намного больше и составляет 100 тыс. часов. Кроме того, она не требует проведения технического обслуживания.

Если сравнить любой светодиодный проекционный куб с системой охлаждения на основе насоса с видеокубом той же яркости с использованием системы воздушного охлаждения с теплопоглотителем, то окажется, что в первом случае для работы требуется как минимум на 50% больше электроэнергии, чем во втором, и при этом в окружающую среду отдаётся как минимум на 50% больше тепловой энергии.

Подводя итог этой небольшой статьи, можно сделать вывод, что, с учётом опубликованных данных по энергопотреблению, тепловыделению и сроку службы, жидкостное охлаждение в лучшем случае является неизбежным злом. Система воздушного охлаждения проще и надёжнее, поэтому её выбор становится очевидным.

Источник: www.avclub.pro 

Лазерники вошли в нашу жизнь, смиритесь! Дальше будет еще круче Лазерники вошли в нашу жизнь, смиритесь! Дальше будет еще круче
Лазерные технологии играют ведущую роль, хотя в свое время казалось, что до широкой доступности лазерным решениям еще далеко.
OLED, LED, QLED. Сравниваем и анализируем: что лучше? OLED, LED, QLED. Сравниваем и анализируем: что лучше?
Кроме привычной аббревиатуры LED сегодня можно часто встретить OLED, а после презентации Samsung на CES 2017— и QLED...
А стоит ли вообще маскировать AV-оборудование? А стоит ли вообще маскировать AV-оборудование?
В процессе проектирования AV-системы почти все клиенты всегда высказывают пожелание сделать ее как можно более незаметной.
Технология «AV over IP»: все ли вы об этом знаете? Технология «AV over IP»: все ли вы об этом знаете?
В статье  ниже подробно рассматривается, как на практике обстоят дела с передачей аудио- и видеосигналов по IP-сетям.
Какой интерфейс лучше подходит для передачи 8K? Список тут Какой интерфейс лучше подходит для передачи 8K? Список тут
Потребность в дисплеях с высоким разрешением как никогда высока, и именно по этой причине внимание практически всей индустрии пере...
Ваша лучшая шпаргалка: 100 идей для контента Digital Signage Ваша лучшая шпаргалка: 100 идей для контента Digital Signage
Список из 100 идей для контента систем Digital Signage, который можно использовать как шпаргалки в решении разных задач.
Все статьи
Видео
Вебинар "Интерактивные новинки Vivitek: 4К – не значит дорого"
Вебинар "Пять топовых брендов для Public Address/Voice Alarm"
Все видео
Система ВКС для Высшей Школы Государственного аудита МГУ Система ВКС для Высшей Школы Государственного аудита МГУ
Хай Тек Медиа сдала проект по инсталляции и настройке системы ВКС в зале Ученого совета Высшей Школы Государственного аудита МГУ.<...
Комплексное оснащение Зала Диссертационных советов КФУ Комплексное оснащение Зала Диссертационных советов КФУ
Компания ИКТ-Казань завершила комплексное оснащение Зала Диссертационных советов Инженерного Института КФУ.
Направленный звук и проекции для Океанариума во Владивостоке Направленный звук и проекции для Океанариума во Владивостоке
Компания ВИАТЕК спроектировала и оснастила комплексом аудиовизуальных средств "Приморский океанариум" на острове Русский...
Удобный, функциональный конференц-зал для научного института Удобный, функциональный конференц-зал для научного института
«Хай-Тек Медиа» реализовала проект по оснащению малого конференц-зала ФГБНУ ВНИИСБ комплексом мультимедийного оборудования.
Комплексное аудио-видео оснащение холла 2-го корпуса КФУ Комплексное аудио-видео оснащение холла 2-го корпуса КФУ
Компания ИКТ-Казань завершила комплексное оснащение  холла 2-го корпуса КФУ современными аудиовизуальными системами.
Мощное оснащение конференц-зала на небольшой бюджет Мощное оснащение конференц-зала на небольшой бюджет
Разворачивание ведомственной системы ВКС, комплексное оснащение конференц-зала и переговорной комнаты ТФОМС СК.
Все кейсы
ELEMENT ONE: каталог выдвижных моторизованных мониторов
ELEMENT ONE: каталог выдвижных моторизованных мониторов
Модельный ряд мониторов с подробным описанием, 16 полос, А4, рус-eng.
BOSCH: Каталог конференц-систем 2016/ноябрь
BOSCH: Каталог конференц-систем 2016/ноябрь
Каталог конференц-систем и оборудования для синхронного перевода, формат А4, 50 полос.
Все файлы
Что важнее: параметр разрешения или плотность пикселей?
Марк Коксон
“Следует обращать больше внимания на показатель плотности пикселей и не принимать решения, основанная только на значениях разрешения.”
Марк Коксон
AV-блогер
Что бы вы ни выбрали… Организовывайте сеансы ВКС грамотно!
Тони Спрандо
“Несколько простых советов представителям компаний, которые часто общаются с партнерами в режиме видеоконференцсвязи.”
Тони Спрандо
Аудиовизуальный дизайнер
Аудиопроцессоры Crestron Avia DSP: «Все просто отлично!»
Жеребцов Роман
“Около года назад на рыке появилось семейство аудиопроцессоров Crestron Avia, вызвавшее огромный интерес у инженеров отрасли.”
Жеребцов Роман
инженер технической поддержки продаж Crestron
Все мнения