Sistema de control, etc Sistema de control automatizado, etc. de edificios residenciales basado en dispositivos Aries. ITP para calefacción

Los métodos de enfriamiento, según el tipo de medio de enfriamiento, se dividen en enfriamiento directo y enfriamiento con refrigerante líquido (enfriamiento indirecto).

Con el enfriamiento directo, el calor percibido por los dispositivos de enfriamiento se transfiere directamente al refrigerante que hierve en ellos. Durante el enfriamiento con un refrigerante, el calor en los dispositivos de enfriamiento se transfiere a un medio intermedio: el refrigerante, con la ayuda del cual se transfiere al refrigerante ubicado en el evaporador de la unidad de refrigeración, generalmente ubicado a cierta distancia del objeto. siendo enfriado.

Con este método de enfriamiento, la eliminación de calor del objeto enfriado provoca un aumento en la temperatura del refrigerante en los dispositivos de enfriamiento sin cambiar su estado de agregación.

Las áreas de aplicación de uno u otro método están determinadas por sus características que afectan el proceso tecnológico, así como los indicadores económicos.

La unidad de refrigeración con enfriamiento directo es más simple, porque no tiene evaporador para enfriar el refrigerante y bomba para su circulación. Como resultado, esta instalación requiere menos costes iniciales en comparación con una instalación de refrigeración indirecta, así como un menor consumo de energía.

Al mismo tiempo, el método de enfriamiento directo también tiene serias desventajas, a saber:

Existe el peligro de que el refrigerante ingrese a las instalaciones (dispositivos) si se viola la densidad del sistema. El peligro para las personas aumenta considerablemente con el uso de refrigerantes tóxicos como el amoníaco.

Incluso cuando utilice refrigerantes más seguros, como los freones, aplique enfriamiento directo a las habitaciones donde pueda haber un gran número de la gente es indeseable.

Tal proporción de las ventajas y desventajas de ambos sistemas durante mucho tiempo no dio las ventajas predominantes de ninguno de ellos.

Sin embargo, debido a la aparición y aplicación amplia control automático del suministro de refrigerante a los dispositivos de refrigeración, las unidades de refrigeración con refrigeración directa han obtenido la ventaja de ser más económicas en términos de capital y costes operativos y más duraderas.

Dependiendo del tipo de dispositivos de enfriamiento y el método para organizar la circulación de aire en la sala refrigerada, el enfriamiento sin contacto con transferencia de calor a través del aire se divide en sistemas de enfriamiento de batería (cuando se usan baterías, dispositivos de enfriamiento con movimiento de aire libre), enfriamiento por aire (cuando se usan enfriadores de aire - dispositivos de enfriamiento en movimiento de aire forzado) y enfriamiento mixto (cuando se usan baterías y enfriadores de aire).

El sistema de refrigeración por aire se caracteriza por el movimiento forzado del aire en la habitación y sus velocidades significativamente mayores, llegando hasta los 10 m/s en algunos dispositivos.

Con el enfriamiento por aire, el aire se mezcla mejor, por lo que no hay una gran diferencia en la temperatura y la humedad del aire por volumen.

Las velocidades de aire más altas inherentes a los sistemas de enfriamiento por aire intensifican el proceso de intercambio de calor entre el cuerpo enfriado y el aire, y entre el aire y los dispositivos de enfriamiento (el coeficiente de transferencia de calor durante el enfriamiento por aire aumenta en promedio de tres a cuatro veces). Esto reduce el tiempo de enfriamiento y por lo tanto reduce el tiempo de procesamiento.

Beneficios inherentes sistemas de refrigeración con enfriadores de aire son obvios, por lo tanto, el proyecto utiliza un esquema de enfriamiento descentralizado directo, los enfriadores de aire se eligen como dispositivos de enfriamiento.

El suministro de refrigerante a los dispositivos de estrangulación se produce debido a la diferencia de presión en los lados de baja y alta presión de la unidad de refrigeración.

El uso de un sistema de enfriamiento de cámara descentralizado tiene una serie de ventajas sobre un sistema de enfriamiento centralizado, tales como:

• - independencia de los objetos enfriados entre sí;
• - operación más confiable, el establecimiento de un régimen de temperatura preciso;
• - reducir el número de equipos y la longitud de las tuberías;
• - la posibilidad de utilizar máquinas frigoríficas agregadas y su mayor fiabilidad debido a la simplificación y reducción del volumen de trabajo de instalación;
• - alto grado de preparación de fábrica del equipo para la instalación.

Nota explicativa del proyecto de graduación: 18 dibujos, 20 tablas, 24 fuentes, 3 hojas de dibujos formato A1.

Objeto de investigación: regulación de refrigeración de sistemas informáticos.

Objeto de estudio: sistemas de refrigeración para sistemas informáticos.

La primera sección analiza los principios generales de refrigeración y el funcionamiento de varios tipos y tipos de refrigeración para sistemas informáticos.

La segunda sección se centra en Atención especial varios tipos de sistemas de enfriamiento en términos de su mejora, se realiza la elección óptima del sistema de enfriamiento, de acuerdo con varios criterios.

En el tercer apartado se realizó un estudio de factibilidad del objeto de desarrollo, se realizó un estudio de factibilidad de varios sistemas de refrigeración.

En la cuarta sección, se realizan cálculos de calefacción, ventilación, iluminación natural y artificial, los valores obtenidos se comparan con los normativos.

VENTILADOR, REFRIGERACIÓN POR AGUA, REFRIGERACIÓN POR AIRE, SISTEMA INFORMÁTICO, REFRIGERACIÓN NITROGÉNICA, REFRIGERACIÓN PASIVA, ELEMENTO PELTIER

Introducción

1.3 Refrigeración del disco duro

2.1.1 Diseño de ventiladores

2.2 Refrigeración pasiva

2.4 Refrigeración económica

4. Protección laboral

4.1.2 Iluminación

4.1.3 Parámetros del microclima

4.1.4 Ruido y vibración

4.3 Horas de trabajo

4.4 Cálculo de iluminación

4.5 Cálculo de la ventilación

4.6 Cálculo del ruido

Lista de enlaces

Lista de símbolos, símbolos, unidades, abreviaturas y términos

ADC - convertidor de analógico a digital

CMOS: lógica complementaria en transistores semiconductores de óxido de metal

LSM - método de mínimos cuadrados

MPS - sistema de microprocesador

CPU - unidad central de procesamiento

PWM - modulación de ancho de pulso

Introducción

El tema de la tesis es "Ajuste de la refrigeración de los sistemas informáticos", que será objeto de estudio.

El objeto del trabajo es investigar la regulación de la refrigeración de los sistemas informáticos y el alcance.

Los objetivos del estudio son identificar y seleccionar los medios más efectivos para enfriar los sistemas informáticos.

El trabajo se divide en etapas:

1. Estudio de los principios del enfriamiento (tipos y tipos).

2. Investigación de nuevos sistemas de refrigeración progresiva.

3. Comparación de indicadores técnicos y económicos de varios tipos de refrigeración.

La relevancia de este tema es muy alta, porque. El rendimiento general de todo el sistema informático, su productividad y durabilidad, depende del rendimiento de las propiedades de refrigeración del sistema.

La alta velocidad de las computadoras modernas tiene un precio: consumen una gran cantidad de energía, que se disipa en forma de calor. Las partes principales de una computadora, la unidad central de procesamiento, el procesador de gráficos, requieren sus propios sistemas de enfriamiento; Atrás quedaron los días en que estos microcircuitos se contentaban con un pequeño disipador de calor. La nueva unidad del sistema está equipada con varios ventiladores: al menos uno en la fuente de alimentación, uno enfría el procesador, una tarjeta de video seria está equipada con su propio ventilador. Se instalan varios ventiladores en la carcasa de la computadora, incluso hay placas base con enfriamiento activo de chips de chipset. Algunos discos duros modernos también se calientan a temperaturas notables.

La mayoría de las computadoras están equipadas con refrigeración de acuerdo con el principio de minimizar el costo: se instalan uno o dos ventiladores de caja ruidosos, el procesador está equipado con un sistema de refrigeración estándar. La refrigeración es suficiente, barata, pero muy ruidosa.

Hay otra salida: soluciones técnicas complejas: refrigeración líquida (generalmente agua), refrigeración por freón, una carcasa especial de aluminio para computadora que disipa el calor en toda su superficie (de hecho, funciona como un radiador). Para algunas tareas, es necesario utilizar tales soluciones: por ejemplo, para un estudio de grabación, donde la computadora debe estar completamente en silencio. Para el uso típico en el hogar y la oficina, estos sistemas especializados tienen un costo prohibitivo, desde cientos de dólares en adelante. Tales opciones son muy exóticas hoy.

1. Refrigeración de sistemas informáticos

1.1 Principios de refrigeración (tipos y tipos)

El aire frío es pesado y, por tanto, desciende, mientras que el aire caliente, por el contrario, es ligero y, por tanto, tiende a subir. Este simple teorema juega un papel clave en la organización de un enfriamiento competente. Por lo tanto, el aire debe proporcionarse al menos en la parte inferior delantera de la unidad del sistema y salir por la parte superior trasera. Además, no es necesario poner el ventilador en el soplador. Si el sistema no está muy caliente, bastará con un simple orificio en la entrada de aire.

Calcule la capacidad requerida del sistema de enfriamiento de la caja. Para los cálculos, utilizamos la siguiente fórmula:

Q \u003d 1.76 * P / (Ti - A), (1.1)

donde P - completa energía térmica sistema informático;

Ti - temperatura del aire dentro de la caja del sistema;

A - temperatura del aire fresco aspirado en la unidad del sistema desde el medio ambiente;

Q - rendimiento (tasa de flujo) del sistema de enfriamiento de la caja.

La salida de calor total (P) se encuentra sumando las salidas de calor de todos los componentes. Estos incluyen el procesador, la placa base, la memoria RAM, las tarjetas de expansión, los discos duros, las unidades ROM/RW, la fuente de alimentación. En general, lo que está instalado dentro de la unidad del sistema.

Para la temperatura en el sistema (Ti), necesitamos tomar la temperatura que queremos dentro de la unidad del sistema. Por ejemplo - 35 o C.

Como To, tomar la temperatura máxima que generalmente se da en la época más calurosa del año en nuestro zona climática. Tomemos 25 o C.

Cuando se reciben todos los datos necesarios, los sustituimos en la fórmula. Por ejemplo, si P=300 W, los cálculos se verán así:

Q \u003d 1.76 * 300 / (35-25) \u003d 52.8 CFM

Es decir, en promedio, el número total de revoluciones de todos los ventiladores de la caja, incluido el ventilador de la fuente de alimentación, debe ser de al menos 53 CFM. Si las hélices giran más lentamente, esto está plagado de desgaste de cualquier componente del sistema y su falla.

También en la teoría del enfriamiento existe la impedancia del sistema. Expresa la resistencia que ejerce el flujo de aire que se mueve en el interior de la caja. Esta resistencia puede resultar ser todo lo que no sea este flujo: tarjetas de expansión, cables y alambres, sujetadores de cajas, etc. Por eso es conveniente amarrar todo el cableado con abrazaderas y colocarlo en algún rincón del aire para que no se convierta en un obstáculo para el flujo de aire.

Ahora que hemos decidido la potencia total del gabinete CO, pensemos exactamente cuántos ventiladores necesitamos y dónde colocarlos. Recuerde que un ventilador, pero sabiamente instalado, traerá más beneficios que dos, pero mal instalados. Si al calcular P no obtuvimos más de 115 W, entonces, sin una necesidad especial, no tiene sentido instalar ventiladores de caja adicionales, un ventilador en la fuente de alimentación es suficiente. Si el sistema genera más de 115 vatios de calor, deberá agregar ventiladores a la carcasa para mantenerla en funcionamiento durante los próximos años. Como mínimo, debe colocar un ventilador en la parte posterior de la unidad del sistema además del ventilador en la fuente de alimentación.

Se sabe que los ventiladores son ruidosos. Si el ruido es especialmente molesto, puedes recurrir a este método de solución del problema: en lugar de uno rápido y ruidoso, pon dos más lentos y lentos. Comparte la carga, por así decirlo. Por ejemplo, en lugar de uno de 80 mm con 3000 rpm. atornille dos iguales (o incluso 120 mm) a 1500 revoluciones cada uno. Es preferible cambiar un diámetro más pequeño por dos diámetros más grandes porque un impulsor grande impulsará más cubos de aire por minuto que las paletas pequeñas. En algunos casos, incluso puede limitarse a simplemente reemplazar un ventilador más pequeño por uno más grande.

El enfriamiento puede ser pasivo o activo.

El pasivo es simplemente un disipador de calor apoyado contra la superficie de la matriz y conectado a un "enchufe" o "ranura". No se ha utilizado para enfriar la mayoría de las CPU durante mucho tiempo, a veces se instala en la GPU y se usa activamente para enfriar los módulos RAM, la memoria de video y los conjuntos de chips. Este enfriamiento se basa en la convección natural del aire. El radiador debe ser preferentemente de cobre (elimina mejor el calor que el aluminio) y en forma de aguja (sin puntas en los extremos de las agujas). Lo principal - área total su superficie Cuanto más grande es, más eficiente es el disipador de calor. La suela del disipador debe ser lisa, de lo contrario se romperá el contacto con el chip (y, en consecuencia, la transferencia de calor). Todos los radiadores se caracterizan por una característica como la resistencia térmica. Muestra cuánto cambiará la temperatura del procesador cuando la potencia consumida aumente en 1 vatio. Cuanto menor sea esta resistencia, mejor. Los radiadores se montan en el chip con un sujetador especial (en el zócalo del procesador) o se pegan con pegamento caliente (en chips de memoria, chipset). En el primer caso, primero debe aplicar una capa delgada de pasta térmica en la superficie del procesador (crear una interfaz térmica). Las pastas térmicas más comunes son KPT-8 y AlSil.

Refrigeración activa. Puede ser aire, agua, criogénico y nitrogenado.

Figura 1.1 - Refrigeración por aire

Aire. También se le llama aerogénico. Esto es refrigeración pasiva + enfriador, es decir, un radiador con un ventilador montado en la parte superior. Un enfriador es, como saben, un ventilador instalado en un chip, por ejemplo, en un procesador o en un núcleo de gráficos. Absolutamente todos los ventiladores tienen muchas características por las cuales se puede evaluar su idoneidad:

Dimensiones del ventilador. Expresado como alto x ancho x alto. Por ejemplo, 80x80x20. Todos los valores están expresados ​​en mm (milímetros). Hay una diferencia entre el tamaño de la caja del ventilador (el tamaño del enfriador, escrito como largo x ancho) y el tamaño del cuadrado real en el que está inscrita la circunferencia del impulsor (tamaño del ventilador, largo x ancho). El tamaño del enfriador en todos los aspectos es un par de milímetros más alto que el tamaño del ventilador. Por lo general, las dimensiones del refrigerador no son 80x80x20, sino simplemente 80x80 (ochenta por ochenta). Los refrigeradores vienen en tamaños de 40x40, 50x50, 60x60, 70x70, 80x80 y 120x120. Los más comunes son 40x40, 80x80 y 120x120.

Tipo de rodamiento. El impulsor del ventilador gira mediante un cojinete de manguito (manguito) o un cojinete de bolas (bola). Ambos tienen sus propias ventajas y desventajas.

Cojinete liso. Su dispositivo es el siguiente: se inserta un rotor en el manguito lubricado con grasa. Un ventilador con un cojinete de este tipo simplemente está lleno de deficiencias, que incluyen: baja vida útil en comparación con un cojinete de rodillos, que también se reduce cuando un ventilador con un cojinete de este tipo está cerca de una temperatura superior a 50 ° C; Desequilibrio del impulsor: durante la fricción del rotor con el manguito, este último no se desgasta de manera uniforme (es decir, no a lo largo de todos los círculos), sino solo en dos lados, como resultado de lo cual, en la sección transversal, con el tiempo se vuelve no un círculo, un óvalo. Debido a esto, hay un latido del rotor y, como resultado, un ruido. Además, con el tiempo, el lubricante comienza a salir del espacio entre el buje y el rotor, lo que obviamente no ayuda a detener el golpe. Los enfriadores con cojinetes de manguito tienen solo dos ventajas: son muy económicos en comparación con sus hermanos de bola y son más silenciosos hasta que el manguito se desgasta o se agota la lubricación. Esto último se soluciona desmontando el motor y reemplazando el lubricante.

Cojinete de fricción. El dispositivo es algo diferente: en lugar de lubricación, se colocan bolas entre el buje y el rotor, a lo largo del cual gira el rotor. La manga está cerrada por ambos lados con anillos especiales, lo que evita que las bolas se derramen. Las desventajas de tales enfriadores son opuestas a las ventajas de los enfriadores de manga: los enfriadores de bola son más caros y ruidosos que los enfriadores de manga. En los profesionales: resistencia a las altas temperaturas transmitidas por el radiador y mayor durabilidad.

También hay una solución combinada:

Un ventilador que es girado por un manguito y un cojinete de bolas. A este caso el segundo aumenta la durabilidad y reduce los niveles de ruido. También hay ventiladores con cojinete liso, pero en su rotor se corta una rosca que, al girar, evita que el lubricante se drene hacia el fondo, por lo que circula continuamente dentro de la manga.

El número de revoluciones por minuto. Velocidad de rotación del impulsor del ventilador. Este parámetro se mide en RPM (Rotaciones por minuto) y cuanto mayor sea este valor, mejor. Como regla general, es de 1500 a ... es difícil decir cuánto, ya que los fabricantes aumentan constantemente el valor de rpm. Cuanto más rápido gira el ventilador, más fuerte hace ruido. Aquí tienes que elegir: o velocidad, frío y ruido, o silencio y altas temperaturas. El funcionamiento de cualquier ventilador se puede ralentizar reduciendo el voltaje suministrado al motor. Esto se puede hacer conectando al canal 7 o incluso 5 V en lugar de 12 V, o soldando una resistencia de 10-70 ohmios en la rotura del cable de alimentación del ventilador. Pero cuando se aplica un voltaje demasiado bajo (menos de 6 V), es posible que el ventilador simplemente no tenga suficiente potencia, no comience a girar y no proporcione la refrigeración adecuada.

Volumen de aire por minuto. También llamada eficiencia. Medido en CFM (pies cúbicos por minuto). Cuanto mayor sea el CFM, mayor será el ruido del ventilador.

Nivel de ruido. Medido en dB. Depende del valor de los dos parámetros anteriores. El ruido puede ser mecánico o aerodinámico. El ruido mecánico se ve afectado por RPM y CFM. La aerodinámica depende del ángulo de curvatura del impulsor. Cuanto más alto es, más fuerte golpea el aire contra las aspas y más fuerte es el estruendo.

Método de conexión de energía. PC Plug (directamente a la fuente de alimentación) o Molex (a la placa base).

El siguiente tipo de refrigeración es la refrigeración por agua. Consiste en un bloque de agua, un radiador, un tanque con agua o refrigerante, una bomba y mangueras de conexión. El bloque de agua con dos conectores (accesorios) para la manguera de entrada y salida está instalado en el procesador. El agua enfriada (refrigerante) se bombea desde la bomba al radiador a través de la manguera de entrada, pasa a través de ella y se mueve a través de la manguera de salida, siendo calentada por el calor del procesador, al segundo radiador (en el que está instalado el ventilador) para desprender el calor tomado de la CPU.

Figura 1.2 - Refrigeración por agua

Después de eso, el agua regresa a la bomba y se repite el ciclo de bombeo. El CO del agua tiene solo dos parámetros: el volumen del tanque y la potencia de la bomba. La primera se mide en l (litros), y la potencia en l/h. Cuanto mayor sea la potencia, mayor será el ruido producido por la bomba. El enfriamiento por agua tiene una ventaja sobre el enfriamiento por aire, ya que el refrigerante utilizado tiene una capacidad calorífica mucho mayor que el aire y, por lo tanto, elimina el calor de los elementos calefactores de manera más eficiente. Pero, a pesar de todo, la refrigeración por agua no es muy común debido a su alto coste en relación con la refrigeración por aire y la peligrosidad cortocircuito en caso de despresurización y fugas.

enfriamiento criogénico. CO, que enfría el chip con un gas especial: freón. Consiste en un compresor, condensador, filtro, capilar, evaporador y tubo de succión. Funciona de la siguiente manera: el freón gaseoso ingresa al compresor y se bombea allí. Además, el gas bajo presión ingresa al condensador, donde se convierte en líquido y libera energía en forma de calor. Esta energía es disipada por el condensador en el medio ambiente. Además, el freón, que ya es líquido, fluye hacia el filtro, donde se limpia de desechos aleatorios que pueden ingresar al capilar y, al obstruirlo, desactivar el sistema de enfriamiento. A través del capilar, el freón líquido ingresa al evaporador, donde, bajo la influencia del calor transferido desde el evaporador, comienza a hervir, absorbe activamente la energía térmica recibida del procesador y regresa a través del tubo de succión al compresor y al ciclo. repite

Figura 1.3 - Refrigeración criogénica

No es habitual por su elevado coste y por la necesidad de reposición de freón, ya que con el tiempo desaparece y hay que añadirlo al sistema de refrigeración. También es efectivo durante el overclocking, ya que puede crear temperaturas bajo cero.

refrigeración por nitrógeno. Todo el sistema de refrigeración consta de un recipiente de tamaño mediano lleno de nitrógeno líquido. No se debe defraudar ni desviar nada ni en ninguna parte. Cuando el procesador lo calienta, el nitrógeno líquido se evapora y, al llegar al "techo" del recipiente, se vuelve líquido y vuelve a caer al fondo y se evapora nuevamente. El enfriamiento con nitrógeno, así como el enfriamiento con freón, pueden proporcionar temperaturas bajo cero (aproximadamente -196 ° C). El inconveniente es que el nitrógeno líquido, al igual que el freón, tiene la capacidad de evaporarse y hay que añadirlo en cantidades considerables. Además, el enfriamiento con nitrógeno es bastante costoso.

Figura 1.4 - Refrigeración por nitrógeno

El principio de funcionamiento del elemento Peltier se basa en el funcionamiento de los semiconductores de tipo p y n.

Otro dispositivo de enfriamiento que consta de dos obleas semiconductoras. Cuando pasa una corriente eléctrica a través de ellos, una placa comienza a congelarse y la otra, por el contrario, irradia calor. Además, el intervalo de temperatura entre las temperaturas de las dos placas es siempre el mismo. El elemento Peltier se usa de la siguiente manera: el lado de "congelación" está conectado al procesador.

Figura 1.5 - Elemento Peltier

El peligro de su uso se debe al hecho de que si el elemento se instala incorrectamente, existe la posibilidad de condensación, lo que provocará la falla del equipo. Entonces, cuando use el elemento Peltier, debe tener mucho cuidado.

1.2 Refrigeración de procesadores y tarjetas de video

La CPU y la GPU son las fuentes de calor más poderosas dentro de una computadora moderna. Se han desarrollado muchos diseños diferentes de sistemas de refrigeración para estos componentes, la variedad de soluciones de diseño es sorprendente.

Como regla general, un factor limitante significativo al elegir un enfriador para un procesador y una tarjeta de video es el costo: los sistemas de enfriamiento altamente eficientes y silenciosos son muy costosos. De lo dicho en el apartado de principios de refrigeración (Sección 1.1), se deduce que es mejor utilizar sistemas de refrigeración con radiadores lo más grandes posibles, preferiblemente de cobre. Debido al alto costo del cobre, a menudo se usa esquema combinado: núcleo de cobre prensado en disipador de calor de aluminio; el cobre ayuda a distribuir el calor de manera más eficiente. Es mejor usar ventiladores de refrigeración de baja velocidad: son más silenciosos. Para mantener un rendimiento aceptable, se utilizan ventiladores de gran tamaño (hasta x120 mm). Entonces, por ejemplo, se ve el enfriador del procesador Zalman CNPS7700-AlCu.

A menudo, las tuberías de calor se utilizan para construir un radiador grande: tuberías de metal herméticamente selladas y especialmente dispuestas (generalmente cobre). Transfieren el calor de manera muy eficiente de un extremo al otro: por lo tanto, incluso las aletas más lejanas de un disipador de calor grande funcionan de manera efectiva en el enfriamiento. Entonces, por ejemplo, el popular enfriador Scythe Ninja está arreglado

Para enfriar las GPU modernas de alto rendimiento, se utilizan los mismos métodos: radiadores grandes, sistemas de enfriamiento con núcleo de cobre o radiadores completamente de cobre, tubos de calor para transferir calor a radiadores adicionales.

Las recomendaciones para elegir aquí son las mismas: usar ventiladores lentos y de gran tamaño, los mayores disipadores posibles. Entonces, por ejemplo, los sistemas de enfriamiento populares para las tarjetas de video Zalman VF700 y Zalman VF900 se ven así.

Por lo general, los ventiladores de los sistemas de enfriamiento de la tarjeta de video solo mezclan el aire dentro de la unidad del sistema, lo que no es muy efectivo en términos de enfriamiento de toda la computadora.

Solo muy recientemente se han utilizado sistemas de enfriamiento para enfriar tarjetas de video que sacan aire caliente de la carcasa: los primeros fueron Arctic Cooling Silencer y un diseño similar, IceQ de la marca HIS.

Se instalan sistemas de enfriamiento similares en las tarjetas de video modernas más potentes (nVidia GeForce 8800, ATI x1800XT y anteriores). Tal diseño a menudo está más justificado, en términos de la organización adecuada de los flujos de aire dentro de la carcasa de la computadora, que los esquemas tradicionales.

1.3 Refrigeración del disco duro

Como cualquier otro componente de una computadora, disco duro tiende a calentarse durante el funcionamiento. Y aunque el problema de enfriar este componente no es particularmente grave, sin embargo, con un sobrecalentamiento severo, la vida útil de la unidad se reduce significativamente. Además, muchos usuarios se enfrentan al problema del ruido y la vibración del disco duro. Y si hay una gran selección de enfriadores apropiados en el mercado para organizar el enfriamiento del procesador y la tarjeta de video con un nivel mínimo de ruido, entonces no hay una lista de sistemas de enfriamiento de esta clase para discos duros.

Un enfriador de HDD típico es una placa con un ventilador (o dos) que se atornilla desde la parte inferior de la unidad. Estos refrigeradores son los más baratos y eficientes. Por supuesto, el ruido de los ventiladores adicionales en unidad del sistema aumenta

Para combatir el problema anterior, así como para el enfriamiento adicional de los discos duros, Scythe produce dos modelos CO: Himuro y Quite Drive. Por derecho, podemos decir que estos dispositivos se destacan en el contexto de sistemas similares. Su diseño es similar: una caja de radiador, dentro de la cual está instalada la unidad. La carcasa amortigua las vibraciones y el ruido, y al combinar estas características, estos modelos son quizás los más exitosos del mercado. Y si Quite Drive ya ha logrado ganarse el reconocimiento de los consumidores, entonces Himuro es un modelo relativamente nuevo.

Si medimos el calentamiento durante el trabajo duro, la temperatura de un HDD moderno puede alcanzar los 50-60 grados centígrados. Para la parte eléctrica, esto, por supuesto, no da mucho miedo, aunque su vida útil también se reduce: los microcircuitos modernos tienen una clara régimen de temperatura. Sí, y el fabricante tiene que pensar en la eliminación de calor de los elementos (especialmente del controlador del motor) durante el diseño. Pero las placas del HDA son muy sensibles a las temperaturas elevadas. Esto se expresa en proporción directa al número de horas de tiempo entre fallas del modo de operación. Si estos modos no corresponden a los nominales, la vida útil puede disminuir varias veces. Corremos el riesgo de perder no solo el dispositivo, sino también los datos almacenados en él. Además, el aumento de temperatura conduce a la aparición de sectores "malos" en las placas, y la recuperación de información en tales casos puede volverse imposible.

Lo más importante es la temperatura óptima de funcionamiento del disco duro. Mirando la Tabla 1.1, todo se aclarará de inmediato.

Tabla 1.1 - Funcionamiento del disco duro en función de la temperatura

Temperatura, °C	Porcentaje de rebote	Coeficiente de temperatura de reducción de MTBF	MTBF corregido

1.4 Refrigeración de la unidad del sistema

Los estándares modernos para el diseño de carcasas de computadoras, entre otras cosas, regulan la forma en que se construye el sistema de enfriamiento. A partir de los sistemas basados ​​en Intel Pentium II, que se lanzaron en 1997, la tecnología de enfriamiento de la computadora se está introduciendo con un flujo de aire directo dirigido desde la pared frontal de la carcasa hacia la parte posterior (además, el aire para enfriamiento se aspira a través de la pared izquierda). ) (Figura 1.11).

Al menos un ventilador está instalado en la fuente de alimentación de la computadora (muchos modelos modernos tienen dos ventiladores, lo que puede reducir significativamente la velocidad de rotación de cada uno de ellos y, por lo tanto, el ruido durante el funcionamiento). Se pueden instalar ventiladores adicionales en cualquier lugar dentro de la carcasa de la computadora para aumentar el flujo de aire. Asegúrese de seguir la regla: en las paredes frontal y lateral izquierda, el aire entra a la fuerza en la caja, en la pared posterior, se expulsa aire caliente. También debe asegurarse de que el flujo de aire caliente de la pared posterior de la computadora no caiga directamente en la entrada de aire en la pared izquierda de la computadora (esto sucede en ciertas posiciones de la unidad del sistema en relación con las paredes de la habitación y mobiliario). Qué ventiladores instalar depende principalmente de la disponibilidad de soportes apropiados en las paredes de la caja. El ruido del ventilador está determinado principalmente por la velocidad del ventilador, por lo que se recomiendan modelos de ventilador lentos (silenciosos). Con las mismas dimensiones de instalación y velocidad de rotación, los ventiladores en la pared posterior de la caja son subjetivamente más ruidosos que los frontales: en primer lugar, están más alejados del usuario y, en segundo lugar, hay rejillas casi transparentes en la parte posterior de la caja, mientras que varios elementos decorativos están en la parte delantera. A menudo, el ruido se crea debido al flujo de aire alrededor de los elementos del panel frontal: si la cantidad de flujo de aire transferido excede un cierto límite, se forman flujos turbulentos en remolino en el panel frontal de la carcasa de la computadora, que crean un ruido característico (se asemeja al silbido de una aspiradora, pero mucho más silencioso).

2. Ajuste de la refrigeración de los sistemas informáticos

2.1 Refrigeración por aire de los sistemas informáticos

Los ventiladores se utilizan para mover el aire en los sistemas de refrigeración.

2.1.1 Diseño de ventiladores

El ventilador consta de una carcasa (generalmente en forma de marco), un motor eléctrico y un impulsor montado con cojinetes en el mismo eje que el motor (Figura 2.1).

Figura 2.1 - Ventilador (desmontado)

La fiabilidad del ventilador depende del tipo de rodamientos instalados. Los fabricantes afirman este típico MTBF (número de años basado en una operación 24/7) (Tabla 2.1).

Teniendo en cuenta la obsolescencia de los equipos informáticos (para uso doméstico y de oficina es de 2 a 3 años), los ventiladores con rodamientos de bolas pueden considerarse "eternos": su vida útil no es menor que la vida típica de una computadora. Para aplicaciones más serias, donde la computadora debe funcionar las 24 horas del día durante muchos años, vale la pena elegir ventiladores más confiables.

Tabla 2.1 - Dependencia del funcionamiento del ventilador de la marca del cojinete

Muchos se han topado con ventiladores viejos en los que los cojinetes lisos se han desgastado: el eje del impulsor traquetea y vibra durante el funcionamiento, emitiendo un gruñido característico. En principio, dicho cojinete se puede reparar lubricándolo con lubricante sólido, pero ¿cuántos aceptarán reparar un ventilador que cuesta solo un par de dólares?

2.1.2 Especificaciones del ventilador

Los ventiladores varían en tamaño y grosor: los que se encuentran comúnmente en las computadoras son de 40x40x10 mm para enfriar las tarjetas gráficas y los bolsillos del disco duro, así como 80x80x25, 92x92x25, 120x120x25 mm para enfriar la carcasa. Además, los ventiladores difieren en el tipo y diseño de los motores eléctricos instalados: consumen diferente corriente y proporcionan diferentes velocidades de rotación del impulsor. El tamaño del ventilador y la velocidad de rotación de las palas del impulsor determinan el rendimiento: la presión estática generada y el volumen máximo de aire transferido.

El volumen de aire transportado por un ventilador (tasa de flujo) se mide en metros cúbicos por minuto o pies cúbicos por minuto. El rendimiento del ventilador, indicado en las características, se mide a presión cero: el ventilador funciona en un espacio abierto. Dentro de la caja de la computadora, el ventilador sopla en la unidad del sistema de cierto tamaño, por lo que crea un exceso de presión en el volumen de servicio. Naturalmente, la eficiencia volumétrica será aproximadamente inversamente proporcional a la presión generada. El tipo específico de característica de flujo depende de la forma del impulsor usado y otros parámetros de un modelo en particular. Por ejemplo, el gráfico correspondiente al ventilador GlacialTech SilentBlade GT80252BDL (Figura 2.2).

Figura 2.2 - Rendimiento del ventilador SilentBlade GT80252BDL

La vista general del ventilador SilentBlade II GT80252-BDLA1 se muestra en la Figura 2.3, y sus especificaciones se encuentran a continuación.

Figura 2.3 - Vista general del ventilador SilentBlade II GT80252-BDLA1

Especificaciones del ventilador SilentBlade II GT80252-BDLA1

Ventilador de refrigeración de la caja de la PC

Ruido bajo

Tensión de alimentación 12 V

Cojinete 2 x rodante

Velocidad de rotación 1700 (± 10%) rpm.

Flujo de aire 26,3 CFM

Dimensiones 80 x 80 x 25 mm

Conector de alimentación Conector de 3 pines + 4 pines

De color negro

La conclusión simple de esto es la siguiente: cuanto más intensamente funcionen los ventiladores en la parte posterior de la carcasa de la computadora, más aire se puede bombear a través de todo el sistema y la refrigeración será más efectiva.

El nivel de ruido generado por el ventilador durante el funcionamiento depende de sus diversas características. Es fácil establecer la relación entre el rendimiento y el ruido del ventilador. En el sitio web de un gran fabricante de los populares sistemas de enfriamiento Titan, en la sección de ventiladores de caja, vemos que muchos ventiladores del mismo tamaño están equipados con diferentes motores eléctricos que están diseñados para diferentes velocidades de rotación. Como se utiliza el mismo impulsor, obtenemos el dato que nos interesa: las características del mismo ventilador a diferentes velocidades de rotación. Elaboramos una tabla para los tres tamaños más comunes: espesor 25 mm, 80 × 80 × 25 mm, 92 × 92 × 25 mm y 120 × 120 × 25 mm (Tablas 2.2).

Tabla 2.2 - Nivel de ruido varios fans Titán

La fuente en negrita indica los tipos de ventiladores más populares.

Habiendo calculado el coeficiente de proporcionalidad del flujo de aire y el nivel de ruido a la velocidad, vemos una coincidencia casi completa. Para limpiar nuestra conciencia, consideramos desviaciones del promedio: menos del 5%. Así, obtuvimos tres dependencias lineales, de 5 puntos cada una. Damos por confirmada la hipótesis.

La eficiencia volumétrica del ventilador es proporcional al número de revoluciones del impulsor, lo mismo ocurre con el nivel de ruido.

Usando la hipótesis obtenida, podemos extrapolar los resultados obtenidos por el método de mínimos cuadrados (LSM): en la tabla, estos valores están resaltados en cursiva. Sin embargo, debe recordarse que el alcance de este modelo es limitado. La dependencia investigada es lineal en un cierto rango de velocidades de rotación; es lógico suponer que la naturaleza lineal de la dependencia permanecerá en alguna vecindad de este rango; pero a velocidades muy altas y muy bajas, la imagen puede cambiar significativamente.

Ahora considere la línea de ventiladores de otro fabricante: GlacialTech SilentBlade 80x80x25mm, 92x92x25mm y 120x120x25mm. Hagamos una tabla similar 2.3.

Tabla 2.3 - Nivel de ruido de varios ventiladores GlacialTech

Los datos calculados están marcados en cursiva.

La vista general de los ventiladores de esta serie se muestra en la Figura 2.4.

Figura 2.4 - Vista general de los ventiladores GlacialTech

Como se mencionó anteriormente, a velocidades de ventilador que difieren significativamente de las estudiadas, el modelo lineal puede ser incorrecto. Los valores obtenidos por extrapolación deben entenderse como una estimación aproximada.

Prestemos atención a dos circunstancias. En primer lugar, los ventiladores de GlacialTech son más lentos y, en segundo lugar, son más eficientes. Esto es obviamente el resultado de usar un impulsor con una forma más compleja de las aspas: incluso a la misma velocidad, el ventilador GlacialTech transporta más aire que el Titan (ver la columna de ganancia). Y el nivel de ruido a la misma velocidad es aproximadamente igual: la proporción se observa incluso para ventiladores de diferentes fabricantes con varias formas impulsores

Tienes que entender que es real características del ruido el ventilador depende de su diseño técnico, la presión creada, el volumen de aire bombeado, el tipo y la forma de los obstáculos en el camino de los flujos de aire; es decir, en el tipo de caja de la computadora. Dado que se utilizan muchos recintos diferentes, no es posible aplicar directamente las medidas medidas en condiciones ideales características cuantitativas de los ventiladores: solo se pueden comparar entre sí para diferentes modelos de ventiladores.

2.1.3 Monitorización y control de ventiladores

La mayoría de las placas base modernas le permiten controlar la velocidad de los ventiladores conectados a algunos conectores de tres o cuatro pines. Además, algunos de los conectores admiten el control por software de la velocidad de rotación del ventilador conectado. No todos los conectores en la placa brindan tales capacidades: por ejemplo, la popular placa base Asus A8N-E tiene cinco conectores para alimentar ventiladores, solo tres de ellos admiten control de velocidad de rotación (CPU, CHIP, CHA1) y solo un control de velocidad de ventilador ( UPC); La placa base Asus P5B tiene cuatro conectores, los cuatro admiten control de velocidad de rotación, el control de velocidad de rotación tiene dos canales: CPU, CASE1 / 2 (la velocidad de los dos ventiladores de la caja cambia sincrónicamente). La cantidad de conectores con la capacidad de controlar o controlar la velocidad de rotación no depende del chipset o southbridge utilizado, sino del modelo específico de la placa base: los modelos de diferentes fabricantes pueden diferir en este sentido. A menudo, los diseñadores de placas base privan deliberadamente a los modelos más baratos de las capacidades de control de velocidad del ventilador. Por ejemplo, la placa base Asus P4P800 SE para procesadores Intel Pentiun 4 puede regular la velocidad del enfriador del procesador, mientras que su versión más económica Asus P4P800-X no lo es. En este caso, puede usar dispositivos especiales que pueden controlar la velocidad de varios ventiladores (y generalmente permiten la conexión de varios sensores de temperatura); hay cada vez más en el mercado moderno.

Las velocidades de los ventiladores se pueden controlar mediante la configuración del BIOS. Como regla general, si la placa base admite cambiar la velocidad del ventilador, aquí, en la configuración del BIOS, puede configurar los parámetros del algoritmo de control de velocidad. El conjunto de parámetros es diferente para diferentes placas base; por lo general, el algoritmo utiliza las lecturas de los sensores térmicos integrados en el procesador y la placa base. Hay una serie de programas para varios sistemas operativos que le permiten controlar y ajustar la velocidad de los ventiladores, así como monitorear la temperatura de varios componentes dentro de la computadora. Los fabricantes de algunas placas base empaquetan sus productos con programas propietarios para Windows: Asus PC Probe, MSI CoreCenter, Abit µGuru, Gigabyte EasyTune, Foxconn SuperStep, etc. Se distribuyen varios programas universales, entre ellos: Hmonitor (shareware, $20-30), MotherBoard Monitor (distribuido gratuitamente, no actualizado desde 2004). El programa más popular de esta clase es SpeedFan (Figura 2.5).

Figura 2.5 - Programa SpeedFan

2.2 Refrigeración pasiva

Se denominan sistemas de refrigeración pasivos a aquellos que no contienen ventiladores. Los componentes individuales de la computadora pueden contentarse con el enfriamiento pasivo, siempre que sus disipadores térmicos estén colocados en un flujo de aire suficiente creado por ventiladores "extraños": por ejemplo, un chip de conjunto de chips a menudo se enfría mediante un disipador térmico grande ubicado cerca del enfriador de la CPU. Los sistemas de enfriamiento pasivo para tarjetas de video también son populares, por ejemplo, Zalman ZM80D-HP (Figura 2.6).

Figura 2.6 - Enfriamiento pasivo de tarjetas de video

Obviamente, cuantos más disipadores de calor tiene que atravesar un ventilador, más resistencia al flujo debe superar; por tanto, con un aumento en el número de radiadores, a menudo es necesario aumentar la velocidad de rotación del impulsor. Uso más eficiente de muchos ventiladores de baja velocidad diametro largo, y preferiblemente se deben evitar los sistemas de enfriamiento pasivo. A pesar de que se producen disipadores de calor pasivos para procesadores, tarjetas de video con enfriamiento pasivo, incluso fuentes de alimentación sin ventiladores (FSP Zen), intentar construir una computadora sin ventiladores con todos estos componentes seguramente conducirá a un sobrecalentamiento constante. Porque una computadora moderna de alto rendimiento disipa demasiado calor para ser enfriada solo por sistemas pasivos. Debido a la baja conductividad térmica del aire, es difícil organizar un enfriamiento pasivo efectivo para toda la computadora, excepto convertir toda la carcasa de la computadora en un radiador, como se hace en Zalman TNN 500A (Figura 2.7).

Quizás, el enfriamiento completamente pasivo sea suficiente para computadoras especializadas de bajo consumo (para acceso a Internet, para escuchar música y ver videos, etc.)

Figura 2.7 - Carcasa del radiador de la computadora Zalman TNN 500A

2.3 Refrigeración por agua de los sistemas informáticos

El enfoque más común para enfriar los sistemas informáticos es ensamblar un sistema, a menudo con una docena de ventiladores, todos con un impulsor optimizado y cojinetes hidrodinámicos. La textolita de las placas de circuito impreso apenas puede soportar kilogramos de cobre de radiadores de alto rendimiento perforados con tubos de calor. El resultado de todas estas mejoras sofisticadas cae en proporción directa con la potencia del sistema, ya que la temperatura dentro de la carcasa aumenta rápidamente con el aumento de la potencia y, en configuraciones de gama alta, el bombeo de aire a través de la carcasa sigue provocando un ruido significativo. Una situación de interbloqueo surge cuando cada componente del sistema es bastante silencioso, digamos 18-20 dB, pero juntos dan 30-35 dB de ruido aún más desagradable, debido al espectro diferente y la interferencia resultante. Vale la pena señalar la mayor complejidad de la limpieza del polvo de un diseño similar. Si un sistema regular es fácil de limpiar una vez cada seis meses con una aspiradora convencional, entonces es muy difícil limpiar todos estos diseños de refrigeradores modernos con acanaladuras delgadas. Por alguna razón, los fabricantes no prestan suficiente atención al problema del polvo en los estuches, solo algunos estuches están equipados con filtros de polvo muy ineficientes. Mientras tanto, el polvo triturado por los ventiladores no solo perjudica el enfriamiento, depositándose en la superficie de los radiadores, sino que también es muy dañino para la salud humana, ya que no es retenido por los bronquios y se elimina de los pulmones durante mucho tiempo. Algunas fuentes creen que el daño del polvo fino es comparable al daño del tabaquismo pasivo. Las unidades de CD / DVD y FDD sufren mucho por el polvo, incluso hubo un lector de tarjetas obstruido con polvo hasta el punto de la imposibilidad total de funcionamiento.

Los sistemas de refrigeración por agua son merecidamente populares. El principio de su funcionamiento se basa en la circulación del refrigerante. Los componentes de la computadora que deben enfriarse calientan el agua y el agua, a su vez, se enfría en el disipador de calor. En este caso, el radiador puede ubicarse fuera de la caja, e incluso ser pasivo (Figura 2.8).

Figura 2.8 - Uno de los sistemas de refrigeración por agua más avanzados

La desventaja de la refrigeración por agua es:

1. ruido - cuanto mayor sea la potencia, mayor será el ruido emitido por la bomba.

2. A pesar de todo, la refrigeración por agua no es muy habitual debido a su elevado coste en relación con la refrigeración por aire y al peligro de cortocircuito en caso de despresurización y fugas.

2.4 Refrigeración económica

Una computadora típica del hogar o de la oficina, en ausencia de tareas que consumen muchos recursos, generalmente solo tiene un 10% de carga; cualquiera puede verificar esto iniciando el Administrador de tareas de Windows y observando el Historial de carga de la CPU (Unidad central de procesamiento). Por lo tanto, con el enfoque anterior, alrededor del 90% del tiempo del procesador se fue al viento: la CPU estaba ocupada ejecutando comandos que nadie necesitaba. Los sistemas operativos más nuevos (Windows 2000 y posteriores) actúan de manera más inteligente en una situación similar: al usar el comando HLT (Halt, stop), el procesador se detiene por completo durante un breve período de tiempo; esto obviamente le permite reducir el consumo de energía y la temperatura del procesador en ausencia. de tareas intensivas en recursos.

Los informáticos experimentados pueden recordar una serie de programas de "refrigeración del procesador de software": cuando se ejecutaban en Windows 95/98/ME, detenían el procesador usando HLT, en lugar de repetir NOP sin sentido, lo que reducía la temperatura del procesador en ausencia de tareas computacionales. En consecuencia, el uso de dichos programas bajo Windows 2000 y sistemas operativos más nuevos no tiene sentido.

Los procesadores modernos consumen tanta energía (es decir: la disipan en forma de calor, es decir, la calientan) que los desarrolladores han creado medidas técnicas adicionales para combatir un posible sobrecalentamiento, así como herramientas que aumentan la eficiencia de los mecanismos de ahorro. cuando la computadora está inactiva.

2.4.1 Protección térmica de la CPU

Para proteger el procesador del sobrecalentamiento y la falla, se utiliza el llamado estrangulamiento térmico (generalmente no traducido: estrangulamiento). La esencia de este mecanismo es simple: si la temperatura del procesador excede la permitida, el comando HLT detiene el procesador a la fuerza para que el cristal tenga la oportunidad de enfriarse. En las primeras implementaciones de este mecanismo, a través de la configuración del BIOS, era posible configurar cuánto tiempo estaría inactivo el procesador (ciclo de trabajo de aceleración de la CPU: xx%); las nuevas implementaciones "ralentizan" el procesador automáticamente hasta que la temperatura del cristal desciende a un nivel aceptable. Por supuesto, el usuario está interesado en el hecho de que el procesador no se enfría (¡literalmente!), Pero hace un trabajo útil; para esto, debe usar un sistema de enfriamiento bastante eficiente. Puede verificar si el mecanismo de protección térmica del procesador (aceleración) está habilitado utilizando utilidades especiales, como ThrottleWatch (Figura 2.9).

Figura 2.9 - Utilidades de ThrottleWatch

En este caso, el procesador no se enfría satisfactoriamente: tan pronto como aumenta la carga del procesador, se activa el mecanismo de estrangulamiento.

2.4.2 Minimizar el consumo de energía

Casi todos los procesadores modernos admiten tecnologías especiales para reducir el consumo de energía (y, en consecuencia, el calentamiento). Los diferentes fabricantes llaman a estas tecnologías de manera diferente, por ejemplo: tecnología Intel SpeedStep mejorada (EIST), AMD Cool'n'Quiet (CnQ, C&Q), pero, de hecho, funcionan de la misma manera. Cuando la computadora está inactiva y el procesador no está cargado con tareas informáticas, la frecuencia del reloj y el voltaje del procesador disminuyen. Ambos reducen el consumo de energía del procesador, lo que a su vez reduce la disipación de calor. Tan pronto como aumenta la carga del procesador, la velocidad total del procesador se restaura automáticamente: la operación de tal esquema de ahorro de energía es completamente transparente para el usuario y los programas en ejecución. Para habilitar dicho sistema, necesita:

Habilite el uso de tecnología compatible en la configuración del BIOS;

Instale los controladores apropiados en el sistema operativo que está utilizando (por lo general, se trata de un controlador de procesador);

En el Panel de control de Windows, en la sección Administración de energía, en la pestaña Esquemas de energía, seleccione el esquema de Administración mínima de energía de la lista.

Puede verificar que la frecuencia del procesador está cambiando utilizando cualquier programa que muestre la velocidad del reloj del procesador: desde tipos especializados de CPU-Z, hasta el Panel de control de Windows (Panel de control), sección Sistema (Figura 2.10).

Figura 2.10 - Paneles de control de Windows

AMD Cool "n" Quiet en acción: el reloj actual de la CPU (994 MHz) es más bajo que el nominal (1,8 GHz).

A menudo, los fabricantes de placas base completan sus productos con programas visuales que demuestran claramente el funcionamiento del mecanismo para cambiar la frecuencia y el voltaje del procesador, por ejemplo, Asus Cool&Quiet (Figura 2.11).

Figura 2.11 - Panel Asus Cool&Quiet

La frecuencia del procesador cambia desde el máximo (en presencia de carga computacional) hasta un mínimo (en ausencia de carga de CPU).

2.4.3 Utilidad RMClock

Durante el desarrollo de un conjunto de programas para pruebas complejas de procesadores CPU RightMark, se creó la utilidad RMClock (RightMark CPU Clock / Power Utility): está diseñada para monitorear, configurar y administrar las capacidades de ahorro de energía de los procesadores modernos. La utilidad es compatible con todos los procesadores modernos y una variedad de sistemas de administración de consumo de energía (frecuencia, voltaje ...) El programa le permite monitorear la aparición de estrangulamiento, cambios en la frecuencia y el voltaje del procesador. Con RMClock, puede configurar y usar todo lo que permiten las herramientas estándar: configuración del BIOS, administración de energía por parte del sistema operativo mediante el controlador del procesador. Pero las posibilidades de esta utilidad son mucho más amplias: con su ayuda, puede configurar una serie de parámetros que no están disponibles para la configuración de forma estándar. Esto es especialmente importante cuando se utilizan sistemas overclockeados, cuando el procesador funciona más rápido que la frecuencia nominal.

RightMark CPU Clock Utility (RMClock) es una pequeña utilidad que supervisa la velocidad del reloj, la aceleración, el uso de la CPU, el voltaje de la CPU y la temperatura en tiempo real. También es capaz de administrar el rendimiento y el consumo de energía de los procesadores que admiten funciones de administración de energía. En el modo de control automático, supervisa constantemente el nivel de utilización del procesador y cambia automáticamente la velocidad del reloj, el voltaje del núcleo del procesador y/o el nivel de estrangulamiento de acuerdo con el concepto de "rendimiento bajo demanda".

Figura 2.12 Utilidad de reloj de CPU RightMark (RMClock)

Los desarrolladores de tarjetas de video utilizan un método similar: solo se necesita toda la potencia de la GPU en modo 3D, y un chip de gráficos moderno puede hacer frente a una computadora de escritorio en modo 2D incluso a una frecuencia reducida. Muchas tarjetas de video modernas están ajustadas para que el chip de gráficos sirva al escritorio (modo 2D) con frecuencia, consumo de energía y disipación de calor reducidos; en consecuencia, el ventilador de refrigeración gira más lentamente y hace menos ruido. La tarjeta de video solo comienza a funcionar a plena capacidad cuando se ejecutan aplicaciones 3D, como juegos de computadora. Se puede implementar una lógica similar mediante programación, utilizando varias utilidades para ajustar y hacer overclocking en las tarjetas de video. Por ejemplo, así es como se ven las configuraciones de overclocking automático en el programa ATI Tray Tools para la tarjeta de video HIS X800GTO IceQ II (Figura 2.13).

Figura 2.13 - Herramientas de la bandeja ATI para la tarjeta de video HIS X800GTO IceQ II

Ray Adams creó una nueva utilidad ATI Tray Tools (Figura 2.14).

Figura 2.14 - Nuevas herramientas de la bandeja ATI

2.5 Perspectivas para el desarrollo de sistemas de refrigeración

Históricamente, las fuentes de alimentación se han visto privadas de sistemas de refrigeración silenciosos. Esto se debe en gran parte al hecho de que disipan el 15-25% de la energía consumida por la computadora. Toda esta potencia se asigna a diferentes componentes activos y pasivos de la fuente de alimentación. Los diodos de potencia y los interruptores inversores, los transformadores y las bobinas se calientan... El diseño tradicional de la fuente de alimentación requiere un replanteamiento con la transición a la refrigeración externa. Las fuentes de alimentación con la capacidad de conectarse a un sistema de refrigeración por agua son producidas por una sola empresa.

Comienza la producción de sistemas informáticos refrigerados por agua, se utilizan dos circuitos, tres circuitos y para redes informáticas adicionales. sistemas de bucle múltiple enfriamiento.

Para probar la eficiencia del sistema de refrigeración, se utilizaron dos configuraciones de software.

Inactivo: sistema operativo de escritorio cargado Windows Vista Ultimate x64 SP1.

En ambos modos se utilizó el sistema estándar de refrigeración por agua Koolance, sin conexión a agua fría.

Agua inactiva y agua 3D: se suministró agua fría con una temperatura de aproximadamente 17 grados al intercambiador de calor del circuito externo, los ventiladores del sistema de enfriamiento estándar no funcionaron.

Idle Air y 3D Air: utilizamos un sistema de enfriamiento estándar de una sola ranura para la tarjeta de video ATI Radeon HD 3870 y un enfriador de procesador Neon 775 fabricado por GIGABYTE.

El refrigerante en las cuatro primeras pruebas es el agua del circuito frigorífico interno, y en las dos últimas pruebas- aire dentro de la unidad del sistema. Para obtener resultados estables, todas las pruebas se realizaron en una hora y las lecturas de temperatura máxima se tomaron con el programa HWMonitor.

Los estudios han demostrado que la refrigeración por agua es mucho más eficiente que la refrigeración por aire. En particular, en un sistema refrigerado por aire, durante el tiempo de inactividad, se registran parámetros de calefacción similares a los de un sistema refrigerado por agua cargado. El sistema, enfriado por aire durante la prueba 3D, calentó rápidamente el aire dentro de la unidad del sistema a una temperatura superior a los 45 grados. No es sorprendente que la temperatura de los procesadores se acercara a los 80 grados y que los ventiladores hicieran ruido a plena potencia.

Al evaluar el efecto económico, resultó que el precio de convertir una computadora a refrigeración por agua aumentó solo 1200 UAH, y la eficiencia aumentó en un 100%.

Para ahorrar agua, es posible fabricar un sistema de refrigeración de tres circuitos en el que el intercambiador de calor se monta directamente en la tubería principal agua fría, y el líquido de este sistema intermedio es bombeado por una bomba separada. Una posibilidad muy interesante es colocar un refrigerador semiconductor basado en el efecto Peltier entre el primer y el segundo circuito.

El uso de tales soluciones progresivas permite lograr un rendimiento récord en ausencia de ruido.

3. Estudio de factibilidad del objeto de investigación

3.1 Análisis de diferentes tipos de refrigeración

Investigamos las características técnicas y económicas de los tipos de enfriamiento anteriores (Tabla 3.1).

Tabla 3.1 - Características técnicas y económicas de varios tipos de refrigeración

enfriamiento	Nivel de ruido, dB	Costo UAH	La seguridad	Sencillez diseños	Información Adicional
Pasivo	perdido			fijación radiadores adicionales
Aire: admirador			parcial	instalación de ventiladores adicionales
Aire:			parcial	instalación de enfriadores adicionales	Consumo de electricidad energía, mayores niveles de ruido, lubricación periódica de rodamientos
enfriamiento	Nivel de ruido, dB	Costo UAH	La seguridad	Sencillez diseños	Información Adicional
Refrigeración por agua			Intrusión de agua en unidades eléctricas	Complejidad de instalación, suministro de agua, instalación de bombas.	Entrada de humedad, inspección constante de accesorios, válvulas
enfriamiento criogénico			Condensación	Dificultad de instalación	Condensación, visualización constante de bloques, relleno con freón, temperaturas bajo cero
Enfriamiento de nitrógeno	perdido		Formación de condensación, fuga de nitrógeno	Dificultad de instalación, estanqueidad.	Formación de condensación, visualización constante de bloques, llenado con nitrógeno, temperaturas bajo cero
El elemento Peltier	perdido		Formación de condensado.	Dificultad de instalación	Calefacción adicional

Luego de analizar la tabla 3.1 por precio, concluimos (Figura 3.1):

Figura 3.1 - Análisis del costo de varios tipos de enfriamiento:

1- enfriamiento pasivo; 2- ventilador de aire; 3 - enfriador de aire; 4 - agua; 5- criogénico; 6- nitrogenado; 7 - Elemento Peltier.

En términos de costo, el tipo de enfriamiento más económico es pasivo, el costo de un radiador está determinado por la cantidad de cobre que contiene y la configuración, el más costoso es el enfriamiento por agua y contiene muchas alteraciones en la carcasa de la computadora, el elemento Peltier ocupa una posición media en términos de costo, pero no es rentable debido al consumo abundante energía eléctrica y generación de calor en el semiconductor, lo que hará que se forme condensación; la posición más ventajosa la ocupa el enfriamiento por aire: facilidad de instalación, bajo costo, confiabilidad del diseño, bajo consumo de energía, el único inconveniente de los ventiladores es un nivel de ruido relativamente alto.

Es beneficioso usar un sistema de enfriamiento mixto, pero aparecerán factores tanto positivos como negativos cuando se use. Al utilizar, por ejemplo, la refrigeración por aire (aumentando el número de ventiladores), no sólo aumenta el nivel de ruido de los propios ventiladores, sino que aparece el efecto de “resonancia”, ya que Los ventiladores están en el mismo chasis.

Al instalar refrigeración por aire adicional, también debe proporcionar un sistema de filtro que proteja esta computadora del polvo. Es posible desarrollar un sistema apagado automático ventiladores eléctricos al enfriar los bloques de la computadora a un valor predeterminado, usando un programa para monitorear la temperatura de los bloques o dispositivos adicionales(termostatos, termostatos).

Considere cuánto costará mejorar la refrigeración de los sistemas informáticos con la instalación de un ventilador adicional.

Los datos iniciales primarios para determinar el costo del proyecto son indicadores que se utilizan en la empresa GPO "MONOLIT" en Jarkov.

Estas cifras se resumen en la Tabla 3.2.

Tabla 3.2 - Datos de la empresa GPO "MONOLIT" Jarkov.

a partir del 01.01.2010

Gasto	Designación condicional		Valor
Desarrollo (diseño) de documentación de diseño
La tasa arancelaria del diseñador - tecnólogo.
Tasa de tarifa para el personal de servicio
Tarifa de electricidad
El poder de una computadora, módem, impresora, etc.
Costo de computadora, impresora, módem para base y producto nuevo (IBMPentium/32/200/SVG)
deducciones de depreciación
El costo de 1 hora de usar una computadora
Tasa de salario adicional
Contribución a eventos sociales.
Gastos generales de producción (gastos generales)
Costos de transporte y adquisición
Tiempo de mantenimiento de los sistemas informáticos.
Tasa de depreciación en una computadora
Deducción por retención y reparación de ordenadores

3.2 Cálculo de costos en la etapa de diseño (desarrollo) de la documentación de diseño de un nuevo producto

a) La complejidad de desarrollar una documentación de diseño para un nuevo producto

Para determinar la complejidad del trabajo de diseño, en primer lugar, se compila una lista de todas las etapas y tipos de trabajo que deben realizarse (lógicamente, de manera ordenada y secuencial). Es necesario determinar el nivel de calificación (puestos) de los artistas intérpretes o ejecutantes.

El costo de desarrollar una documentación de diseño representa la remuneración de los desarrolladores del diagrama del circuito eléctrico, diseñadores y tecnólogos.

El cálculo de los costos de la documentación del diseño se obtiene mediante el método de cálculo de costos, que se basa en la intensidad de mano de obra y los salarios de los desarrolladores.

a) La complejidad de desarrollar una documentación de diseño para un producto ( T) se calcula mediante la fórmula:

dónde Tatz- costos de mano de obra para el análisis de los términos de referencia (TOR), hombre/hora;

tres- costos de mano de obra para el desarrollo de circuitos eléctricos, hombre / hora;

T rk

TRT

T okd

T ancho- costos de mano de obra para la fabricación y prueba de un prototipo, hombre/hora.

Tabla 3.3 - Cálculo de salarios para el desarrollo de documentación de diseño de productos.

Salario para el desarrollo de documentación de diseño de productos DE está determinada por la fórmula:

donde está la tarifa por hora del desarrollador, UAH

La complejidad de desarrollar una documentación de diseño para un producto (determinada en hryvnias con dos decimales (00.00 UAH)

b) Cálculo de costos de materiales para el desarrollo de la documentación de diseño.

Los costos de materiales M en, que son necesarios para el desarrollo (creación) de la documentación de diseño, se dan en la tabla 3.4.

Tabla 3.4 - Cálculo de costos de materiales para el desarrollo de documentación de diseño.

c) Gastos por el uso de computadoras en el desarrollo de la documentación de diseño (si los hubiere).

Los gastos por el uso de computadoras en el desarrollo de la documentación de diseño se calculan en función del costo de una hora de operación de la computadora según la fórmula. UAH:

dónde En g- el coste de una hora del ordenador, UAH.

tres- costos de mano de obra para el desarrollo de circuitos eléctricos, hombre / hora;

T rk– costos de mano de obra para el desarrollo del diseño, hombre/hora;

TRT– costos de mano de obra para el desarrollo de tecnología, hombre/hora;

T okd- costos laborales para el diseño de documentación de diseño, personas / hora;

Al mismo tiempo, el costo de una hora de computadora (otros medios técnicos - TK) En g

dónde T e / e – costos de electricidad, UAH;

a la amortización- el valor de la 1 hora de la amortización del ordenador, UAH;

Z pers.– salario por hora del personal de servicio, UAH;

T rem – gastos de reparación, compra de piezas, UAH;

Costo de una hora de amortización a la amortización determinado por la fórmula, UAH:

a las 40 horas semana de trabajo:

dónde en tz- el costo de los medios técnicos, UAH.

Sobre el- tasa de depreciación anual (%).

kt- número de semanas por año (52 semanas/año).

G t- número de horas de trabajo por semana (40 horas/semana)

Pago por hora personal de servicio Z pers. calculado por la fórmula, UAH:

dónde Acerca de cl- salario mensual del personal de servicio, UAH.

Krg- número de horas de trabajo por mes (160 horas/mes);

H rem- costos de mano de obra para reparación de computadoras (6% Acerca de cl).

Costos de reparación, compra de partes de computadora T rem

dónde en tz- el costo de los medios técnicos, UAH.

H rem- porcentaje de gastos de reparación, compra de piezas (%);

kt- número de semanas por año (52 semanas/año).

G t- número de horas de trabajo por semana (36 ¸ 168 horas/semana)

Gastos por el uso de electricidad por ordenadores y medios técnicos T e / e determinado por la fórmula, UAH:

, (3.8)

dónde En su– el costo de un kWh de electricidad, UAH;

con sudor- la potencia del ordenador, impresora y escáner (durante 1 hora), (kW/h.).

Por lo tanto, el costo de una hora de operación de la computadora durante el desarrollo de la documentación de diseño será (ver fórmula 3.4), UAH:

Gastos por el uso de computadoras en el desarrollo, UAH. (ver fórmula 3.3):

d) Cálculo del costo tecnológico de crear una documentación de diseño.

El cálculo del costo tecnológico de crear una documentación de diseño para un producto se realiza utilizando el método de costeo (tabla 3.5).

Tabla 3.5 - Cálculo de costos tecnológicos para la creación de documentación de diseño de productos.

Costo de desarrollado documentación de diseño CD-C calculado como la suma de los puntos 1–6.

3.3 Cálculo de costos en la etapa de producción del producto

El costo del producto que se está desarrollando se calcula sobre la base de las normas de costos de materiales y mano de obra. Entre los datos iniciales que se utilizan para calcular el costo de un producto, se encuentran las normas de consumo de materias primas y materiales básicos por producto (tabla 3.6).

Tabla 3.6 - Cálculo del costo de materias primas y materiales básicos para un producto.

materiales	Tasa de costo	Precio al por mayor UAH/unidad.	Costes reales
POS de soldadura - 61 (GOST 21930 - 76), kg
Laca EP-9114 (GOST 2785-76), kg
Costos de transporte y adquisición (4%)

En el curso del cálculo del costo de un producto, como datos iniciales, utilizan las especificaciones de materiales, componentes comprados para el producto y productos semiacabados, que se utilizan en la fabricación de un producto (tabla 3.7).

Tabla 3.7 - Lista de componentes para mejorar la refrigeración de PC

Calculamos los salarios de los principales trabajadores de producción sobre la base de las normas de intensidad de mano de obra por tipo de trabajo y las tarifas por hora de los trabajadores. Los costos y precios se calculan en la tabla 3.9.

Tabla 3.9 - Cálculo del precio de coste y determinación del precio del producto según la nueva documentación de diseño

coste total para la preparación de la documentación de diseño y la modernización de la refrigeración es UAH 346,58.

4. Protección laboral

El progreso científico y tecnológico ha producido cambios serios en las condiciones de la actividad productiva de los trabajadores del conocimiento. Su trabajo se ha vuelto más intenso, extenuante, requiriendo un gasto significativo de energía mental, emocional y física. Esto requería una solución integral a los problemas de ergonomía, higiene y organización del trabajo, regulación de los regímenes de trabajo y descanso.

En la actualidad, la tecnología informática es muy utilizada en todos los ámbitos de la actividad humana. Cuando se trabaja con un ordenador, una persona está expuesta a una serie de factores de producción peligrosos y nocivos: campos electromagnéticos (rango de radiofrecuencia: HF, UHF y SHF), radiación infrarroja e ionizante, ruido y vibraciones, electricidad estática, etc.

Trabajar con una computadora se caracteriza por un estrés mental y neuroemocional significativo para los operadores, una alta intensidad de trabajo visual y una carga bastante grande en los músculos de las manos cuando se trabaja con un teclado de computadora. De gran importancia es el diseño racional y la disposición de los elementos del lugar de trabajo, que es importante para mantener la postura de trabajo óptima del operador humano.

En el proceso de trabajar con una computadora, es necesario observar el modo correcto de trabajo y descanso. En caso contrario, el personal presenta una tensión importante en el aparato visual con la aparición de quejas de insatisfacción con el trabajo, dolores de cabeza, irritabilidad, trastornos del sueño, fatiga y dolor en los ojos, la espalda baja, el cuello y los brazos.

4.1 Requisitos para las instalaciones de producción

4.1.1 Coloración y reflectancias

La coloración de las habitaciones y los muebles debe contribuir a la creación de condiciones favorables para la percepción visual y el buen humor.

Las fuentes de luz como las lámparas y las ventanas que se reflejan en la superficie de la pantalla reducen significativamente la precisión de los caracteres y provocan alteraciones fisiológicas que pueden provocar un estrés significativo, especialmente durante el uso prolongado. Los reflejos, incluidos los reflejos de fuentes de luz secundarias, deben mantenerse al mínimo.

Se pueden usar cortinas y pantallas para proteger contra el brillo excesivo de las ventanas.

las ventanas están orientadas al sur: - las paredes son de color azul verdoso o azul claro; piso - verde;

las ventanas están orientadas al norte: - las paredes son de color naranja claro o naranja amarillo; piso - naranja rojizo;

las ventanas están orientadas al este: - paredes de color verde amarillo; el suelo es verde o naranja rojizo;

las ventanas están orientadas al oeste: - las paredes son de color verde amarillo o verde azulado; el suelo es verde o naranja rojizo.

En las instalaciones donde se encuentra la computadora, es necesario garantizar los siguientes valores del coeficiente de reflexión: para el techo: 60-70%, para las paredes: 40-50%, para el piso: alrededor del 30%. Para otras superficies y muebles de trabajo: 30-40%.

4.1.2 Iluminación

Correctamente diseñado y ejecutado iluminación industrial mejora las condiciones de trabajo visual, reduce la fatiga, aumenta la productividad laboral, tiene un efecto beneficioso sobre el ambiente de trabajo, teniendo un impacto psicológico positivo en el trabajador, aumenta la seguridad laboral y reduce las lesiones.

La iluminación insuficiente provoca fatiga visual, debilita la atención y provoca fatiga prematura. La iluminación excesivamente brillante causa ceguera, irritación y dolor en los ojos.

No dirección correcta la luz en el lugar de trabajo puede crear sombras fuertes, deslumbramiento y desorientar al trabajador. Todas estas razones pueden conducir a un accidente o enfermedades profesionales, por lo que el cálculo correcto de la iluminación es muy importante.

Hay tres tipos de iluminación: natural, artificial y combinada (natural y artificial juntas).

Iluminación natural - Iluminación de la habitación luz, penetrando a través de las aberturas de luz en los cerramientos exteriores del local.

La iluminación natural se caracteriza por el hecho de que varía mucho según la hora del día, la estación, la naturaleza de la región y una serie de otros factores.

La iluminación artificial se utiliza cuando se trabaja de noche y durante el día, cuando no es posible proporcionar los valores normalizados del coeficiente de luz natural (tiempo nublado, horas de luz cortas).

La iluminación, en la que la iluminación natural, insuficiente según las normas, se complementa con iluminación artificial, se denomina iluminación combinada.

La iluminación artificial se divide en trabajo, emergencia, evacuación, seguridad. La iluminación de trabajo, a su vez, puede ser general o combinada. Iluminación general, en la que las lámparas se colocan en la zona superior de la habitación de manera uniforme o en relación con la ubicación del equipo. Combinado: iluminación, en la que la iluminación local se agrega a la general.

Según SNiP II-4-79 en interiores centros de computación es necesario utilizar un sistema de iluminación combinado.

Al realizar trabajos de la categoría de alta precisión visual (el tamaño más pequeño del objeto de distinción es 0,3 ... ... 1,0 mm), el KEO debe ser de al menos 1,0 %. Como fuentes de iluminación artificial se suelen utilizar lámparas fluorescentes del tipo LB o DRL, que se combinan de dos en dos en lámparas, que deben estar espaciadas uniformemente sobre las superficies de trabajo.

Los requisitos para la iluminación en salas donde se instalan computadoras son los siguientes: al realizar trabajos visuales alta precisión la iluminación general debe ser de 300 lux y combinada - 750 lux; requisitos similares al realizar trabajos de precisión media: 200 y 300 lx, respectivamente.

Además, todo el campo de visión debe estar iluminado de manera bastante uniforme: este es el principal requisito higiénico. En otras palabras, el grado de iluminación de la habitación y el brillo de la pantalla de la computadora deben ser aproximadamente iguales, porque. la luz brillante en el área de la visión periférica aumenta significativamente la fatiga visual y, como resultado, conduce a su fatiga rápida.

4.1.3 Parámetros del microclima

Los parámetros del microclima pueden variar ampliamente, mientras que una condición necesaria para la vida humana es mantener una temperatura corporal constante debido a la termorregulación, es decir. la capacidad del cuerpo para regular la transferencia de calor al medio ambiente. El principio de la regulación del microclima es la creación de condiciones óptimas para el intercambio de calor del cuerpo humano con el medio ambiente.

Ingeniería Informática es una fuente importante de generación de calor, lo que puede provocar un aumento de la temperatura y una disminución de la humedad relativa en habitación. En las salas donde se instalan ordenadores, el ciertos parámetros microclima. Las normas sanitarias SN-245-71 establecen los valores de los parámetros del microclima que crean condiciones confortables. Estas normas se establecen en función de la época del año, la naturaleza proceso de trabajo y la naturaleza de las instalaciones de producción (ver tabla. 4.1)

Tabla 4.1 - Parámetros de microclima para salas donde se instalan computadoras

El volumen de los locales en los que se ubican los empleados de los centros de cómputo no debe ser inferior a 19,5 m 3 /persona, teniendo en cuenta el número máximo de trabajadores simultáneos por turno. Las normas para el suministro de aire fresco a las instalaciones donde se encuentran las computadoras se dan en la Tabla. 4.2.

Tabla 4.2 - Normas para el suministro de aire fresco a las habitaciones donde se encuentran las computadoras

Para garantizar condiciones confortables, se utilizan tanto métodos de organización (organización racional del trabajo según la época del año y el día, alternancia de trabajo y descanso) como medios técnicos (ventilación, aire acondicionado, sistema de calefacción).

4.1.4 Ruido y vibración

El ruido empeora las condiciones de trabajo, teniendo un efecto nocivo en el cuerpo humano. Aquellos que trabajan en condiciones de exposición prolongada al ruido experimentan irritabilidad, dolores de cabeza, mareos, pérdida de memoria, aumento de la fatiga, pérdida de apetito, dolor de oído, etc. Tales alteraciones en el funcionamiento de varios órganos y sistemas del cuerpo humano pueden causar cambios negativos. en estado emocional persona hasta estresante. Bajo la influencia del ruido, la concentración de la atención disminuye, las funciones fisiológicas se alteran, aparece fatiga debido al aumento de los costos de energía y al estrés neuropsíquico, y empeora la conmutación del habla. Todo esto reduce la capacidad de trabajo de una persona y su productividad, calidad y seguridad del trabajo. La exposición prolongada a ruidos intensos [por encima de 80 dB(A)] en el oído humano da como resultado una pérdida auditiva parcial o total.

En mesa. 4.3 indica los niveles máximos de sonido según la categoría de severidad e intensidad del trabajo, que son seguros en términos de mantenimiento de la salud y el rendimiento.

Tabla 4.3 - Niveles de sonido límite, dB, en los lugares de trabajo

El nivel de ruido en el lugar de trabajo de los matemáticos-programadores y operadores de video no debe exceder los 50 dBA, y en las salas de procesamiento de información en las computadoras, 65 dBA. Para reducir el nivel de ruido, las paredes y el techo de las habitaciones donde se instalan las computadoras se pueden revestir materiales absorbentes de sonido. El nivel de vibración en las instalaciones de los centros de cómputo se puede reducir instalando equipos en aisladores de vibración especiales.

4.1.5 Electromagnético y radiación ionizante

La mayoría de los científicos creen que la exposición a todo tipo de radiación de la pantalla del monitor, tanto a corto como a largo plazo, no es peligrosa para la salud del personal que realiza el mantenimiento de las computadoras. Sin embargo, no hay datos exhaustivos sobre el peligro de exposición a la radiación de los monitores para quienes trabajan con computadoras, y la investigación en esta dirección continúa.

Los valores permisibles de los parámetros de radiación electromagnética no ionizante de un monitor de computadora se presentan en la Tabla. 4.4.

El nivel máximo de radiación de rayos X en el lugar de trabajo de un operador de computadora generalmente no excede los 10 microrem/h, y la intensidad de la radiación ultravioleta e infrarroja de la pantalla del monitor se encuentra entre 10 y 100 mW/m 2 .

Tabla 4.4 - Valores permisibles para los parámetros de radiación electromagnética no ionizante (de acuerdo con SanPiN 2.2.2.542-96)

Para reducir el impacto de este tipo de radiaciones, se recomienda utilizar monitores con un nivel de radiación reducido (MPR-II, TCO-92, TCO-99), instalar pantallas protectoras y también observar los horarios reglamentados de trabajo y descanso.

4.2 Requisitos ergonómicos para el lugar de trabajo

El diseño de puestos de trabajo equipados con videoterminales es uno de los asuntos importantes diseño ergonómico en el campo de la tecnología informática.

El lugar de trabajo y la posición relativa de todos sus elementos deben cumplir requisitos antropométricos, físicos y psicológicos. La naturaleza del trabajo también es importante. En particular, al organizar el lugar de trabajo de un programador, se deben cumplir las siguientes condiciones básicas: colocación óptima equipo incluido en el lugar de trabajo y suficiente espacio de trabajo, permitiendo realizar todos los movimientos y movimientos necesarios.

Los aspectos ergonómicos del diseño de estaciones de trabajo con terminales de video, en particular, son: altura superficie de trabajo, dimensiones del espacio para las piernas, requisitos para la ubicación de documentos en el lugar de trabajo (disponibilidad y dimensiones del soporte para documentos, la posibilidad de varias ubicaciones de documentos, la distancia de los ojos del usuario a la pantalla, documento, teclado, etc.), características de la silla de escritorio, requisitos de superficie de escritorio, ajustabilidad de los elementos del lugar de trabajo.

Los elementos principales del lugar de trabajo del programador son una mesa y un sillón.

La principal posición de trabajo es la posición sentada.

La postura sentada provoca una mínima fatiga del programador.

diseño racional el lugar de trabajo prevé un orden claro y consistencia en la colocación de objetos, medios de trabajo y documentación. Lo que se requiere para realizar el trabajo con mayor frecuencia se ubica en la zona de fácil acceso del espacio de trabajo.

Campo motor: el espacio del lugar de trabajo, en el que se pueden llevar a cabo acciones motoras humanas.

El alcance máximo de las manos es parte del campo motor del lugar de trabajo, limitado por arcos descritos por el máximo brazos extendidos al moverlos en la articulación del hombro.

La zona óptima es una parte del campo motor del lugar de trabajo, limitada por arcos descritos por los antebrazos al moverse en las articulaciones del codo con apoyo en la punta del codo y con un hombro relativamente inmóvil.

En la fig. 4.1 muestra un ejemplo de la ubicación de los componentes principales y periféricos de una PC en el escritorio del programador.

Para un trabajo cómodo, la mesa debe cumplir las siguientes condiciones:

La altura de la mesa debe elegirse teniendo en cuenta la capacidad de sentarse libremente, en una posición cómoda, si es necesario, apoyándose en los reposabrazos;

La parte inferior de la mesa debe diseñarse de manera que el programador pueda sentarse cómodamente sin verse obligado a meter las piernas;

La superficie de la mesa debe tener propiedades que excluyan la aparición de deslumbramiento en el campo de visión del programador;

El diseño de la mesa debe prever la presencia de cajones (al menos 3 para almacenar documentación, listados, papelería);

La altura de la superficie sobre la que se instala el teclado debe ser de unos 650 mm.

Se concede gran importancia a las características de la silla de trabajo. Por lo tanto, la altura recomendada del asiento sobre el nivel del piso es de 420-

550 mm. La superficie del asiento es suave, el borde delantero está redondeado y el ángulo del respaldo es ajustable.

Figura 4.1 - Ubicación de los componentes principales y periféricos de la PC en el escritorio del programador:

1 - escáner, 2 - monitor, 3 - impresora, 4 - superficie de escritorio, 5 - teclado, 6 - ratón.

Al diseñar, es necesario prever la posibilidad de colocar varios documentos: en el costado del terminal de video, entre el monitor y el teclado, etc. Además, en los casos en que el terminal de vídeo tenga baja calidad imágenes, por ejemplo, el parpadeo es notable, la distancia entre los ojos y la pantalla se hace mayor (alrededor de 700 mm) que la distancia entre los ojos y el documento (300-450 mm). En general, con una alta calidad de imagen en el terminal de video, la distancia de los ojos del usuario a la pantalla, documento y teclado puede ser igual.

La posición de la pantalla está determinada por:

Distancia de lectura (0,6 - 0,7 m);

El ángulo de lectura, la dirección de la vista 20˚ por debajo de la horizontal al centro de la pantalla, con la pantalla perpendicular a esta dirección.

También debería ser posible ajustar la pantalla:

Altura +3 cm;

Inclinación de -10˚ a +20˚ con respecto a la vertical;

En las direcciones izquierda y derecha.

También se concede gran importancia a la correcta postura de trabajo del usuario.

Con una posición de trabajo incómoda, pueden aparecer dolores en los músculos, articulaciones y tendones. Los requisitos para la postura de trabajo del usuario del terminal de video son los siguientes:

La cabeza no debe inclinarse más de 20˚,

Los hombros deben estar relajados.

Codos - en un ángulo de 80˚-100˚,

Antebrazos y manos - en posición horizontal.

El motivo de la postura incorrecta de los usuarios se debe a los siguientes factores: no hay un buen soporte para documentos, el teclado está demasiado alto y los documentos demasiado bajos, no hay dónde poner las manos y los brazos, no hay suficiente espacio para las piernas.

Para superar estas deficiencias, Recomendaciones generales: mejor teclado móvil; se deben proporcionar dispositivos especiales para ajustar la altura de la mesa, el teclado y la pantalla, así como un reposamanos.

El tamaño de los caracteres, la densidad de su ubicación, el contraste y la relación entre el brillo de los caracteres y el fondo de la pantalla son esenciales para un trabajo productivo y de alta calidad en una computadora. Si la distancia entre los ojos del operador y la pantalla de visualización es de 60 a 80 cm, la altura de la señal debe ser de al menos 3 mm, la relación óptima entre el ancho y la altura de la señal es de 3:4 y la distancia entre los signos es 15-20% de su altura. La relación de brillo del fondo de la pantalla y los caracteres es de 1:2 a 1:15.

Al usar una computadora, los médicos recomiendan instalar un monitor a una distancia de 50 a 60 cm de los ojos. Los expertos también creen que parte superior La pantalla de video debe estar a la altura de los ojos o ligeramente por debajo. Cuando una persona mira al frente, sus ojos se abren más que cuando mira hacia abajo. Debido a esto, el campo de visión aumenta significativamente, lo que provoca la deshidratación de los ojos. Además, si la pantalla está configurada alta y los ojos están muy abiertos, la función de parpadeo se ve afectada. Esto significa que los ojos no se cierran por completo, no se lavan con líquido lagrimal, no reciben suficiente humedad, lo que conduce a su rápida fatiga.

La creación de condiciones favorables de trabajo y el correcto diseño estético de los lugares de trabajo en la producción es de gran importancia, tanto para facilitar el trabajo como para aumentar su atractivo, lo que incide positivamente en la productividad laboral.

4.3 Horas de trabajo

Como se ha señalado repetidamente, cuando se trabaja con una computadora personal, la observancia del régimen correcto de trabajo y descanso juega un papel muy importante. En caso contrario, el personal presenta una tensión importante en el aparato visual con la aparición de quejas de insatisfacción con el trabajo, dolores de cabeza, irritabilidad, trastornos del sueño, fatiga y dolor en los ojos, la espalda baja, el cuello y los brazos.

En mesa. 4.5 proporciona información sobre los descansos regulados que deben tomarse cuando se trabaja en una computadora, según la duración del turno de trabajo, tipos y categorías de trabajo con VDT ​​(terminal de visualización de video) y PC (de acuerdo con SanNiP 2.2.2 542-96 " Requisitos de higiene a terminales de visualización de vídeo, ordenadores personales electrónicos y organización del trabajo”).

Tabla 4.5 - Tiempo de descansos regulados cuando se trabaja en una computadora

Nota. Los tiempos de descanso se dan sujetos a lo especificado. Normas sanitarias y normas. Si las condiciones reales de trabajo no cumplen con los requisitos de las Reglas y Normas Sanitarias, el tiempo de descanso regulado debe aumentarse en un 30%.

De acuerdo con SanNiP 2.2.2 546-96, todos los tipos de actividad laboral relacionados con el uso de una computadora se dividen en tres grupos: grupo A: trabajo en la lectura de información de la pantalla de un VDT ​​o PC con una solicitud preliminar; grupo B: trabajo de ingreso de información; grupo B: trabajo creativo en el modo de diálogo con una computadora.

La eficacia de los descansos se incrementa cuando se combinan con gimnasia industrial o se organiza una sala especial para el descanso del personal con cómodos muebles tapizados, un acuario, una zona verde, etc.

4.4 Cálculo de iluminación

El cálculo de la iluminación del lugar de trabajo se reduce a la elección de un sistema de iluminación, la definición numero requerido accesorios, su tipo y ubicación. En base a esto, calculamos los parámetros de iluminación artificial.

4.4.1 Cálculo de iluminación artificial

Normalmente iluminación artificial Se lleva a cabo mediante fuentes de luz eléctrica de dos tipos: lámparas incandescentes y lámparas fluorescentes. Utilizaremos lámparas fluorescentes que, en comparación con las lámparas incandescentes, tienen una serie de ventajas significativas:

Por composición espectral luz están cerca de la luz del día, luz natural;

poseer más alta eficiencia(1,5-2 veces mayor que la eficiencia de las lámparas incandescentes);

Tienen mayor salida de luz (3-4 veces mayor que la de las lámparas incandescentes);

Mayor vida útil.

El cálculo de la iluminación se realiza para una habitación con un área de 15 m 2, cuyo ancho es de 5 m, la altura es de 3 m, usemos el método del flujo luminoso.

Para determinar el número de luminarias, determinamos el flujo luminoso que incide sobre la superficie según la fórmula:

F = E∙S∙Z∙К / n, (4.1)

donde F es el flujo luminoso calculado, Lm;

E - iluminación mínima normalizada, Lux (determinada según la tabla). El trabajo de un programador, de acuerdo con esta tabla, se puede clasificar como trabajo de precisión, por tanto, la iluminación mínima será E = 300 Lx;

S es el área de la habitación iluminada (en nuestro caso, S = 15m 2);

Z es la relación entre la iluminación media y la mínima (normalmente se toma igual a 1,1-1,15, siendo Z = 1,1);

K - factor de seguridad, teniendo en cuenta la disminución del flujo luminoso de la lámpara como resultado de la contaminación de las lámparas durante el funcionamiento (su valor depende del tipo de habitación y la naturaleza del trabajo realizado en ella, y en nuestro caso K = 1,5);

n - factor de utilización, (expresado como la relación entre el flujo luminoso que incide sobre la superficie calculada y el flujo total de todas las lámparas y se calcula en fracciones de una unidad; depende de las características de la lámpara, el tamaño de la habitación, la color de las paredes y el techo, caracterizado por los coeficientes de reflexión de las paredes (RS) y el techo (RP)), el valor de los coeficientes RS y RP se indicó anteriormente: RS=40%, RP=60%. El valor de n se determina a partir de la tabla de coeficientes para el uso de varias lámparas.

Para hacer esto, calcule el índice de la habitación usando la fórmula:

Yo = A∙B / h (A+B), (4.2)

donde h es la altura de suspensión calculada, h = 2,92 m;

A - ancho de la habitación, A = 3 m;

B es la longitud de la habitación, B = 5 m.

Sustituyendo los valores obtenemos:

Conociendo el índice de habitación I, según la tabla 7 encontramos n = 0,22.

Sustituimos todos los valores en la fórmula (4.1) para determinar el flujo luminoso F, obtenemos F = 33750 Lm.

Para la iluminación, seleccionamos lámparas fluorescentes del tipo LB40-1, cuyo flujo luminoso F l \u003d 4320 Lm.

Calculamos el número requerido de lámparas usando la fórmula:

N \u003d F / F l, (4.3)

donde N es el número de lámparas a determinar;

F - flujo luminoso, F = 33750 Lm;

F l - flujo luminoso de la lámpara, F l \u003d 4320 Lm.

Al elegir accesorios de iluminación, utilizamos accesorios de tipo OD. Cada luminaria viene con dos lámparas.

Esto significa que se requieren cuatro lámparas del tipo OD para una habitación con un área de 15 m 2.

4.4.2 Cálculo de la iluminación natural de los locales

La organización de la iluminación adecuada de los lugares de trabajo, áreas de procesamiento y locales industriales es de gran importancia sanitaria e higiénica, ayuda a aumentar la productividad del trabajo, reducir las lesiones y mejorar la calidad del producto. Por el contrario, una iluminación insuficiente complica la ejecución del proceso tecnológico y puede ser la causa de un accidente y enfermedades de los órganos de la visión.

La iluminación debe cumplir con los siguientes requisitos básicos:

Ser uniforme y bastante fuerte;

No cree varias sombras en los lugares de trabajo, contrastes entre el lugar de trabajo iluminado y el entorno;

No cree brillo y brillo innecesarios en el campo de visión de los trabajadores;

Dar la dirección correcta del flujo de luz;

Todas las instalaciones de producción deben contar con cortes de luz que proporcionen suficiente iluminación natural. Sin iluminación natural, puede haber salas de conferencias, salas de exposiciones, vestuarios, instalaciones sanitarias, salas de espera. instituciones medicas, cuartos de higiene personal, corredores y pasillos.

El coeficiente de iluminación natural de acuerdo con DNB B 25.28.2006, para nuestra tercera zona del clima de luz es de 1,5.

En base a esto, calcularemos área requerida aberturas de ventanas.

El cálculo del área de ventanas con iluminación lateral está determinado por la fórmula:

S o \u003d (L n * K z. * N 0 * S n * K edificio) / (100 * T 0 * r1) (4.4)

donde: L n – valor normalizado de KEO

K z - factor de seguridad (igual a 1,2)

N 0 - luz característica de las ventanas

S n - área de suficiente luz natural

A zd. - coeficiente teniendo en cuenta el sombreado de las ventanas por edificios opuestos

r1 - coeficiente teniendo en cuenta el aumento de KEO con iluminación lateral

T 0 - coeficiente de transmisión de luz total, que se calcula mediante la fórmula:

T 0 = T 1 * T 2 * T 3 * T 4 * T 5, (4.5)

donde T 1 es el coeficiente de transmisión de luz del material;

T 2 - coeficiente que tiene en cuenta la pérdida de luz en las fijaciones de la abertura de luz;

T 3 - coeficiente que tiene en cuenta las pérdidas ligeras en estructuras portantes;

T 4 - coeficiente teniendo en cuenta la pérdida de luz en los dispositivos de protección solar;

T 5 - el coeficiente que tiene en cuenta la pérdida de luz en la rejilla protectora instalada debajo de las linternas, se toma igual a 1;

Ahora debe calcular la iluminación lateral para el área adyacente a la pared exterior. Según la categoría de trabajo visual, es necesario determinar el valor de KEO. KEO \u003d 1.5, el valor normalizado de KEO, teniendo en cuenta el clima ligero, debe calcularse mediante la fórmula:

L n \u003d l * m * c, (4.6)

donde l – valor KEO (l=1,5);

m – coeficiente de clima lumínico (m=1);

c – factor de sol climático (c=1)

Ahora debe determinar la relación entre la longitud de la habitación L n y la profundidad de la habitación B:

Ln/B=3/5 =0,6;

La relación entre la profundidad de la habitación B y la altura desde el nivel de la superficie de trabajo condicional hasta la parte superior de la ventana h 1 (en este caso h 1 = 1.8):

B / h 1 \u003d 5 / 1.8 \u003d 2.77.

Característica de luz aberturas de luz N 0 =9.

El valor de T 0 =0,8*0,7*1*1*1=0,56.

L n para la cuarta categoría de trabajo visual es 1,5 cuando se lavan las ventanas dos veces al año.

Determinamos r1, r1=1.5.

Ahora debes determinar el valor de S p:

S p \u003d L n * B \u003d 3 * 10 \u003d 30 m 2.

S o \u003d (1.5 * 1.2 * 9 * 30 * 1) / (100 * 0.56 * 1.5) \u003d 486/84 \u003d 5.78 m 2;

Aceptamos el número de ventanas 1 pieza:

S 1 \u003d 5,78 m 2 área de una ventana

La altura de una ventana es de 2,4 m, el ancho es de 2,4 m.

4.5 Cálculo de la ventilación

Dependiendo del método de circulación del aire, la ventilación puede ser natural o forzada.

Los parámetros del aire que ingresa a las aberturas de entrada y las aberturas de los escapes locales de los dispositivos tecnológicos y de otro tipo ubicados en área de trabajo, debe tomarse de acuerdo con GOST 12.1.005-76. Con un tamaño de sala de 3 por 5 metros y una altura de 3 metros, su volumen es de 45 metros cúbicos. Por lo tanto, la ventilación debe proporcionar un caudal de aire de 90 metros cúbicos por hora. En verano, es necesario prever la instalación de un acondicionador de aire para evitar exceder la temperatura en la habitación para el funcionamiento estable del equipo. Es necesario prestar la debida atención a la cantidad de polvo en el aire, ya que esto afecta directamente la confiabilidad y la vida útil de la computadora.

La potencia (más precisamente, la potencia de enfriamiento) del aire acondicionado es su característica principal, depende del volumen de la habitación para el que está diseñado. Para cálculos aproximados, se toma 1 kW por 10 m 2 con una altura de techo de 2,8 a 3 m (de acuerdo con SNiP 2.04.05-86 "Calefacción, ventilación y aire acondicionado").

Para calcular las entradas de calor de esta sala, se utilizó un método simplificado:

donde: Q - Ganancias de calor

S - Área de la habitación

h - Altura de la habitación

q - Coeficiente igual a 30-40 W/m 3 (en este caso 35 W/m 3)

Para una habitación de 15 m 2 y una altura de 3 m, las entradas de calor serán:

Q=15 3 35=1575 W

Además, se debe tener en cuenta la disipación de calor de los equipos de oficina y las personas, se considera (de acuerdo con SNiP 2.04.05-86 "Calefacción, ventilación y aire acondicionado") que en estado de calma una persona emite 0,1 kW de calor , una computadora o una fotocopiadora de 0,3 kW, sumando estos valores a los aportes térmicos totales, se puede obtener la capacidad frigorífica requerida.

Q agregar \u003d (H S ópera) + (С S comp) + (P S imprimir) (4.9)

donde: Q add - La suma de las entradas de calor adicionales

C - Disipación de calor de la computadora

H - Disipación de calor del operador

D - Disipación de calor de la impresora

S comp - Número de estaciones de trabajo

S print - Número de impresoras

S operas - Número de operadores

Las entradas de calor adicionales de la habitación serán:

Q agregar1 \u003d (0.1 2) + (0.3 2) + (0.3 1) \u003d 1.1 (kW)

La suma total de las ganancias de calor es igual a:

Q total1 \u003d 1575 + 1100 \u003d 2675 (W)

De acuerdo con estos cálculos, es necesario elegir la potencia adecuada y la cantidad de acondicionadores de aire.

Para la habitación para la que se realiza el cálculo, se deben utilizar acondicionadores de aire con una potencia nominal de 3,0 kW.

4.6 Cálculo del ruido

Uno de los factores desfavorables del ambiente de producción en el centro de cómputo es el alto nivel de ruido generado por los dispositivos de impresión, equipos de aire acondicionado, ventiladores de refrigeración en las propias computadoras.

Para abordar las preguntas sobre la necesidad y la viabilidad de la reducción del ruido, es necesario conocer los niveles de ruido en el lugar de trabajo del operador.

El nivel de ruido que surge de varias fuentes incoherentes que operan simultáneamente se calcula según el principio de suma de energía de radiación fuentes individuales:

∑L = 10 lg (Li∙n), (4.10)

donde Li es el nivel de presión sonora de la i-ésima fuente de ruido;

n es el número de fuentes de ruido.

Los resultados de los cálculos obtenidos se comparan con el valor permisible del nivel de ruido para un lugar de trabajo dado. Si los resultados del cálculo son más altos valor permitido niveles de ruido, se requieren medidas especiales de reducción de ruido. Estos incluyen: revestir las paredes y el techo de la sala con materiales que absorben el sonido, reduciendo el ruido en la fuente, diseño correcto equipamiento y organización racional del puesto de trabajo del operador.

Los niveles de presión sonora de las fuentes de ruido que actúan sobre el operador en su puesto de trabajo se presentan en la Tabla. 4.6.

Tabla 4.6 - Niveles de presión sonora de varias fuentes

Normalmente lugar de trabajo El operador está equipado con el siguiente equipo: disco duro en la unidad del sistema, ventilador(es) de los sistemas de enfriamiento de PC, monitor, teclado, impresora y escáner.

Sustituyendo los valores del nivel de presión sonora para cada tipo de equipo en la fórmula (4.4), obtenemos:

∑L=10 lg(104+104,5+101,7+101+104,5+104,2)=49,5 dB

El valor obtenido no supera el nivel de ruido permisible para el lugar de trabajo del operador, igual a 65 dB (GOST 12.1.003-83). Y si considera que es poco probable que dispositivos periféricos como un escáner y una impresora se usen simultáneamente, esta cifra será aún menor. Además, cuando la impresora está en funcionamiento, no es necesaria la presencia directa del operario, ya que. La impresora está equipada con un alimentador automático de hojas.

El documento trata un tema actual: la regulación de la refrigeración de los sistemas informáticos.

En el proceso de realizar el trabajo, las cuestiones teóricas de los sistemas informáticos de refrigeración, el movimiento de los flujos de aire con varios sistemas de refrigeración, Características comparativas uso de sistemas de refrigeración activos y pasivos.

El rendimiento de los sistemas informáticos aumenta, lo que significa que el calentamiento de los elementos del circuito de los sistemas informáticos también aumenta y, como resultado, aumenta la temperatura dentro de la computadora. Con un aumento de la temperatura, también comienzan las fallas de algunos elementos.

El documento analiza varios tipos de enfriamiento de sistemas informáticos, comenzando por el más simple: pasivo y terminando con el más vista cara Refrigeración mediante elementos Peltier.

La refrigeración por aire de la computadora, en la etapa actual, es la más aceptable para el usuario promedio. Pero la refrigeración por aire tiene una serie de desventajas. El primero es el nivel de ruido. Cuantos más ventiladores agreguemos al sistema, mayor será el nivel de ruido. La segunda desventaja es la entrada de polvo externo.

En la etapa actual, se utilizan refrigeración por agua, criogénica y nitrógeno. Pero cada tipo de refrigeración tiene una serie de ventajas y desventajas. Después de realizar un estudio de factibilidad de varios tipos de enfriamiento, decidimos agregar un ventilador al sistema de la computadora y calculamos el costo de instalar un ventilador adicional y un interruptor térmico que apaga el ventilador cuando baja la temperatura dentro de la computadora.

El costo total para el desarrollo de la documentación de diseño y la instalación del ventilador ascendió a 346,58 UAH.

En la última sección del trabajo, se consideran los temas de protección laboral.

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17. Libro de referencia para el diseño de iluminación eléctrica. / Ed. GB knorring - L.: Energía, 1976.

18. La lucha contra el ruido en la producción: un Manual / E.Ya. Yudin, Los Ángeles borisov;

Bajo total edición E. Ya. Yudina - M .: Mashinostroenie, 1985. - 400 págs., il.

19. Vicepresidente de Zinchenko Fundamentos de la ergonomía. – M.: MGU, 1979. – 179p.

20. Presentaciones metódicas hasta la finalización del trabajo de diploma para estudiantes de la especialidad “Operador de mecanografía; operador de maquetación informática”/ Orden: D.O. Dyachenko, K.O. Izmalkova, O.G. Merkulov. - Severodonetsk: SVPU, 2007. - 40 p.

21. Sergey Simonovich, Georgy Evseev La computadora y su cuidado - K., Uzgoda, 2008 - 452s.

22. Orlov VS. tarjeta madre- M., CIENCIA, 2008 - 352p.

23. Cómo overclockear el procesador (Video curso) - 2010, 37.52 Mb [Video]

24. Actualizaciones y reparaciones de PC de Scott Mueller. 16ª ed., - M., Williams, 2010 - 669s.

El método de refrigeración determina en gran medida el diseño de los equipos radioelectrónicos (REA), por lo que, incluso en Etapa temprana diseño, es decir, en la etapa de propuesta técnica o proyecto de diseño, es necesario seleccionar un sistema de refrigeración REA. Para una evaluación preliminar y elección del método de enfriamiento, es necesario determinar dos indicadores principales /1, p.119/.

El primer indicador es el sobrecalentamiento con respecto al ambiente Tc del caso del elemento menos resistente al calor, para el cual la temperatura admisible tiene un valor mínimo. Este indicador está determinado por la fórmula

υс = Ti min - Tc (2.1)

donde Ti min - temperatura corporal permitida del elemento menos resistente al calor;

Тс - temperatura ambiente (especificada en las especificaciones técnicas).

Dado que todos los elementos son iguales según los términos de referencia, pero se les asignan diferentes potencias, el tercer transistor tendrá la mayor liberación de calor. Para estos elementos, el valor mínimo de la temperatura admisible es T min = 373 K.

Sustituyendo el valor Tc = 323 K y el valor mínimo seleccionado de la temperatura permisible T min = 373 K en la fórmula (2.1), obtenemos

υс = 373 - 323 = 50 K

El segundo indicador q es igual a la densidad del flujo de calor que pasa a través del área condicional de la superficie de intercambio de calor Ap

q = Фkн1/Ап (2.2)

donde F es la potencia total disipada en el bloque;

kn1 - coeficiente teniendo en cuenta la presión del aire;

Ap - área condicional de la superficie de intercambio de calor.

El área condicional de la superficie de intercambio de calor Ap está determinada por la siguiente fórmula

An = 2 (2.3)

donde L1, L2, L3 son las dimensiones horizontal y vertical del bloque especificado en los términos de referencia, en metros;

Kz - factor de llenado.

En este caso tenemos los siguientes valores: L1 = 0,34 m, L2 = 0,17 m, L3 = 0,1 m, Kz = 0,31.

Sustituyendo estos valores en la fórmula (2.3), obtenemos

Ap \u003d 2H \u003d 0,15 m2

Sabiendo que la potencia es F = 34 W, kn1 = 1.2 en H1 = 0.05 MPa y Ap = 0.15 m2, calculamos el segundo indicador usando la fórmula (2.2) y obtenemos

q \u003d 34 × 1.2 / 0.15 \u003d 272 W / m2

registro q = 2,4 (2,4)

Los indicadores υс = 50 K y lg q = 2,4 obtenidos como resultado de los cálculos son las coordenadas del punto.

Figura 2 - Áreas de aplicación razonable varias maneras enfriamiento.

Donde 1 - aire libre; 2 - aire libre y forzado; 3 - aire forzado; 4 - aire forzado y líquido; 5 - evaporación forzada; 6 - líquido forzado y evaporación libre; 7 - líquido forzado, evaporación libre y forzada; 8 - evaporativo libre forzado y libre; 9 - Evaporación libre y forzada.

En la Figura 2, encontramos que este punto se encuentra en el límite de las áreas 1 y 2. Por lo tanto, es posible utilizar refrigeración tanto gratuita como forzada. Detengámonos en la elección de la refrigeración por aire libre.

Figura 3 - Curvas de probabilidad para REA en una caja perforada con enfriamiento por aire libre

De la Figura 3 encontramos la probabilidad de enfriamiento normal para el método de enfriamiento elegido. Del gráfico encontramos que la probabilidad p=0.8. Por lo tanto, se puede elegir un método de enfriamiento similar, pero se debe prestar atención al análisis del régimen térmico en el futuro.