Riadiaci systém atď. Automatizovaný riadiaci systém obytných budov atď. na báze zariadení Aries. ITP na vykurovanie

Spôsoby chladenia sa v závislosti od druhu chladiaceho média delia na priame chladenie a chladenie kvapalným chladivom (nepriame chladenie).

Pri priamom chladení sa teplo vnímané chladiacimi zariadeniami prenáša priamo na chladivo, ktoré v nich vrie. Počas chladenia chladivom sa teplo v chladiacich zariadeniach prenáša na medzimédium - chladivo, pomocou ktorého sa prenáša do chladiva umiestneného vo výparníku chladiacej jednotky, zvyčajne umiestneného v určitej vzdialenosti od objektu. sa ochladzuje.

Pri tomto spôsobe chladenia odvod tepla z chladeného objektu spôsobí zvýšenie teploty chladiacej kvapaliny v chladiacich zariadeniach bez toho, aby sa zmenil jej stav agregácie.

Oblasti použitia jednej alebo druhej metódy sú určené ich vlastnosťami, ktoré ovplyvňujú technologický proces, ako aj ekonomické ukazovatele.

Chladiaca jednotka s priamym chladením je jednoduchšia, pretože nemá výparník na chladenie chladiacej kvapaliny a čerpadlo na jej cirkuláciu. Výsledkom je, že táto inštalácia vyžaduje menšie počiatočné náklady v porovnaní s inštaláciou nepriameho chladenia, ako aj menšiu spotrebu energie.

Metóda priameho chladenia má zároveň aj vážne nevýhody, a to:

Pri porušení hustoty systému existuje nebezpečenstvo vniknutia chladiva do priestorov (zariadení). Nebezpečenstvo pre ľudí sa výrazne zvyšuje používaním toxických chladív, ako je amoniak.

Dokonca aj pri použití bezpečnejších chladív, ako sú freóny, použite priame chladenie v miestnostiach, kde môžu byť veľký početľudia sú nežiaduce.

Takýto pomer výhod a nevýhod oboch systémov už dlho nedával prevládajúce výhody ani jedného z nich.

Avšak vzhľadom na vznik a široké uplatnenie automatické riadenie dodávky chladiva do chladiacich zariadení, získali chladiace jednotky s priamym chladením výhodu ako ekonomickejšie z hľadiska investičných a prevádzkových nákladov a odolnejšie.

Podľa typu chladiacich zariadení a spôsobu organizácie cirkulácie vzduchu v chladiacom priestore sa bezdotykové chladenie s prenosom tepla vzduchom delí na chladiace systémy batériové (pri použití batérií - chladiace zariadenia s voľným pohybom vzduchu), chladenie vzduchom. (pri použití vzduchových chladičov - chladiacich zariadení pri nútenom pohybe vzduchu) a zmiešaného chladenia (pri použití batérií a vzduchových chladičov).

Systém chladenia vzduchu sa vyznačuje núteným pohybom vzduchu v miestnosti a jeho výrazne vyššími rýchlosťami, dosahujúcimi v niektorých zariadeniach až 10 m/s.

Pri chladení vzduchom sa vzduch lepšie premiešava, v dôsledku čoho nedochádza k prudkému rozdielu teploty a vlhkosti vzduchu podľa objemu.

Vyššie rýchlosti vzduchu vlastné systémom chladenia vzduchu zintenzívňujú proces výmeny tepla medzi ochladzovaným telesom a vzduchom, ako aj medzi vzduchom a chladiacimi zariadeniami (koeficient prestupu tepla pri ochladzovaní vzduchu sa zvyšuje v priemere trikrát až štyrikrát). Tým sa skracuje čas chladenia a tým aj doba spracovania.

Výhody samozrejmé chladiacich systémov so vzduchovými chladičmi sú zrejmé, preto bola v projekte použitá schéma priameho decentralizovaného chladenia, ako chladiace zariadenia boli zvolené vzduchové chladiče.

K prívodu chladiva do škrtiacich zariadení dochádza v dôsledku tlakového rozdielu na nízkotlakovej a vysokotlakovej strane chladiacej jednotky.

Použitie decentralizovaného komorového chladiaceho systému má oproti centralizovanému chladiacemu systému množstvo výhod, ako napríklad:

- nezávislosť chladených predmetov od seba;
- spoľahlivejšia prevádzka, vytvorenie presného teplotného režimu;
- zníženie počtu zariadení a dĺžky potrubí;
- možnosť použitia agregovaných chladiacich strojov a ich vyššia spoľahlivosť z dôvodu zjednodušenia a zníženia objemu montážnych prác;
- vysoký továrenský stupeň pripravenosti zariadenia na inštaláciu.

Vysvetlivka k diplomovej práci: 18 výkresov, 20 tabuliek, 24 zdrojov, 3 listy výkresov formátu A1.

Predmet výskumu: regulácia chladenia počítačových systémov.

Predmet štúdia: chladiace systémy pre počítačové systémy.

Prvá časť rozoberá všeobecné princípy chladenia a fungovanie rôznych typov a typov chladenia počítačových systémov.

Druhá časť sa zameriava na Osobitná pozornosť rôzne typy chladiacich systémov z hľadiska ich vylepšenia sa robí optimálny výber chladiaceho systému podľa rôznych kritérií.

V tretej časti bola vypracovaná štúdia realizovateľnosti developerského objektu, spracovaná štúdia realizovateľnosti rôznych chladiacich systémov.

Vo štvrtej časti sa vykonávajú výpočty vykurovania, vetrania, prirodzeného a umelého osvetlenia, získané hodnoty sa porovnávajú s normatívnymi.

VENTILÁTOR, CHLADENIE VODOU, CHLADENIE VZDUCHU, POČÍTAČOVÝ SYSTÉM, DUSÍKOVÉ CHLADENIE, PASÍVNE CHLADENIE, PELTIEROV ČELOK

Úvod

1.3 Chladenie pevného disku

2.1.1 Usporiadanie ventilátora

2.2 Pasívne chladenie

2.4 Úsporné chladenie

4. Ochrana práce

4.1.2 Osvetlenie

4.1.3 Parametre mikroklímy

4.1.4 Hluk a vibrácie

4.3 Pracovná doba

4.4 Výpočet osvetlenia

4.5 Výpočet vetrania

4.6 Výpočet hluku

Zoznam odkazov

Zoznam symbolov, symbolov, jednotiek, skratiek a pojmov

ADC - analógovo-digitálny prevodník

CMOS - komplementárna logika na kov-oxid-polovodičových tranzistoroch

LSM – metóda najmenších štvorcov

MPS - mikroprocesorový systém

CPU - centrálna procesorová jednotka

PWM - pulzná šírková modulácia

Úvod

Témou diplomovej práce je „Nastavenie chladenia počítačových systémov“, ktorá bude predmetom štúdie.

Cieľom práce je preskúmať reguláciu chladenia počítačových systémov a rozsah.

Cieľom štúdie je identifikovať a vybrať najefektívnejšie prostriedky chladenia počítačových systémov.

Práca je rozdelená do etáp:

1. Štúdium princípov chladenia (druhy a typy).

2. Výskum nových progresívnych chladiacich systémov.

3. Porovnanie technických a ekonomických ukazovateľov rôznych druhov chladenia.

Relevantnosť tejto témy je veľmi vysoká, pretože. Celkový výkon celého počítačového systému – jeho produktivita a životnosť – závisí od výkonu chladiacich vlastností systému.

Vysoká rýchlosť moderných počítačov má svoju cenu: spotrebujú obrovské množstvo energie, ktorá sa rozptýli vo forme tepla. Hlavné časti počítača - centrálna procesorová jednotka, grafický procesor - vyžadujú vlastné chladiace systémy; Časy, keď sa tieto mikroobvody uspokojili s malým chladičom, sú preč. Nová systémová jednotka je vybavená niekoľkými ventilátormi: aspoň jeden v napájacom zdroji, jeden chladí procesor, seriózna grafická karta je vybavená vlastným ventilátorom. V skrini počítača je nainštalovaných niekoľko ventilátorov, dokonca existujú aj základné dosky s aktívnym chladením čipov čipsetu. Niektoré moderné pevné disky sa tiež zahrievajú na viditeľné teploty.

Väčšina počítačov je vybavená chladením podľa princípu minimalizácie nákladov: je nainštalovaný jeden alebo dva hlučné ventilátory skrine, procesor je vybavený štandardným chladiacim systémom. Chladenie je dostatočné, lacné, ale veľmi hlučné.

Existuje aj iné východisko – zložité technické riešenia: kvapalinové (zvyčajne vodné) chladenie, freónové chladenie, špeciálna hliníková skriňa počítača, ktorá odvádza teplo po celom svojom povrchu (v skutočnosti funguje ako radiátor). Pre niektoré úlohy je potrebné použiť takéto riešenia: napríklad pre nahrávacie štúdio, kde musí byť počítač úplne tichý. Pre typické domáce a kancelárske použitie sú tieto špecializované systémy neúmerne drahé, začínajúc na stovkách dolárov a viac. Takéto možnosti sú dnes veľmi exotické.

1. Chladenie počítačových systémov

1.1 Princípy chladenia (typy a typy)

Studený vzduch je ťažký, a preto klesá, zatiaľ čo horúci vzduch je naopak ľahký, a preto má tendenciu stúpať. Táto jednoduchá veta hrá kľúčovú úlohu pri organizácii kompetentného chladenia. Preto musí byť vzduch poskytnutý aspoň v spodnej prednej časti systémovej jednotky a výstup v jej hornej zadnej časti. Navyše nie je potrebné nasadzovať ventilátor na dúchadlo. Ak systém nie je veľmi horúci, postačí jednoduchý otvor na prívode vzduchu.

Vypočítajte požadovanú kapacitu chladiaceho systému skrine. Na výpočty používame nasledujúci vzorec:

Q \u003d 1,76 * P / (Ti - To), (1,1)

kde P - úplné tepelná energia počítačový systém;

Ti - teplota vzduchu vo vnútri puzdra systému;

To - teplota čerstvého vzduchu nasávaného do systémovej jednotky z okolia;

Q - výkon (prietok) systému chladenia skrine.

Celkový tepelný výkon (P) sa zistí súčtom tepelných výkonov všetkých komponentov. Patria sem procesor, základná doska, RAM, rozširujúce karty, pevné disky, jednotky ROM / RW, PSU. Vo všeobecnosti, čo je nainštalované vo vnútri systémovej jednotky.

Pre teplotu v systéme (Ti) musíme zobrať teplotu, ktorú chceme vnútri systémovej jednotky. Napríklad - 35 o C.

Ak chcete, vezmite maximálnu teplotu, ktorá sa zvyčajne vyskytuje v najteplejšom období roka v našej krajine klimatická zóna. Dáme na 25°C.

Po prijatí všetkých potrebných údajov ich dosadíme do vzorca. Napríklad, ak P=300 W, výpočty budú vyzerať takto:

Q \u003d 1,76 * 300 / (35-25) \u003d 52,8 CFM

To znamená, že v priemere musí byť celkový počet otáčok všetkých ventilátorov skrine, vrátane ventilátora v zdroji, najmenej 53 CFM. Ak sa vrtule otáčajú pomalšie, je to spojené s vyhorením ktorejkoľvek zložky systému a jeho zlyhaním.

Aj v teórii chladenia existuje niečo ako impedancia systému. Vyjadruje odpor, ktorý vyvíja prúd vzduchu pohybujúci sa vo vnútri puzdra. Tento odpor sa môže ukázať ako všetko, čo nie je tento tok: dilatačné dosky, káble a drôty, upevňovacie prvky puzdier atď. Preto je žiaduce zviazať všetky rozvody svorkami a umiestniť ich do nejakého rohu vzduchu, aby sa nestali prekážkou prúdenia vzduchu.

Teraz, keď sme sa rozhodli pre celkový výkon skrinky CO, zamyslime sa nad tým, koľko presne ventilátorov potrebujeme a kam ich umiestniť. Pamätajte, že jeden, ale múdro nainštalovaný ventilátor prinesie viac výhod ako dva, ale negramotne nainštalované. Ak pri výpočte P nedostaneme viac ako 115 W, potom bez špeciálnej potreby nemá zmysel inštalovať ďalšie ventilátory skrine, stačí jeden ventilátor v PSU. Ak systém generuje viac ako 115 wattov tepla, budete musieť do skrinky pridať ventilátory, aby ste ju udržali nažive po celé roky. Okrem ventilátora v napájacom zdroji musíte na zadnú stranu systémovej jednotky umiestniť minimálne jeden vyfukovací ventilátor.

O ventilátoroch je známe, že sú hlučné. Ak je hluk obzvlášť nepríjemný, môžete sa uchýliť k tomuto spôsobu riešenia problému: namiesto jedného rýchleho a hlučného dajte dva pomalšie a pomalšie. Rozdeľte si takpovediac náklad. Napríklad namiesto jedného 80 mm s 3000 ot./min. zaskrutkujte dva rovnaké (alebo dokonca 120 mm) pri 1500 otáčkach každý. Je vhodnejšie zmeniť jeden menší priemer na dva väčšie priemery, pretože veľké obežné koleso poháňa viac kociek vzduchu za minútu ako malé lopatky. V niektorých prípadoch sa dokonca môžete obmedziť na jednoduchú výmenu jedného menšieho ventilátora za jeden väčší.

Chladenie môže byť pasívne alebo aktívne.

Pasív je jednoducho chladič opretý o povrch matrice a pripevnený k "zásuvke" alebo "slotu". Dlho sa nepoužíva na chladenie väčšiny CPU, niekedy sa inštaluje na GPU a aktívne sa používa na chladenie modulov RAM, video pamäte a čipsetov. Takéto chladenie je založené na prirodzenej konvekcii vzduchu. Radiátor by mal byť prednostne medený (odvádza teplo lepšie ako hliník) a ihlovitý (bez hrotov na konci ihiel). Hlavná vec - Celková plocha jeho povrchu. Čím je väčší, tým je chladič efektívnejší. Podrážka chladiča musí byť hladká, inak dôjde k prerušeniu kontaktu s čipom (a následne aj prenosu tepla). Všetky radiátory sa vyznačujú takou charakteristikou, ako je tepelný odpor. Ukazuje, ako veľmi sa zmení teplota procesora, keď sa jeho spotreba zvýši o 1 watt. Čím nižší je tento odpor, tým lepšie. Chladiče sa na čip montujú buď špeciálnym upevňovacím prvkom (do pätice procesora), alebo lepia horúcim lepidlom (na pamäťové čipy, čipset). V prvom prípade musíte najskôr naniesť na povrch procesora tenkú vrstvu teplovodivej pasty (vytvoriť tepelné rozhranie). Najbežnejšie tepelné pasty sú KPT-8 a AlSil.

Aktívne chladenie. Môže to byť vzduch, voda, kryogénny a dusíkatý.

Obrázok 1.1 - Chladenie vzduchom

Vzduch. Nazýva sa aj aerogénny. Ide o pasívne chladenie + chladič, teda chladič s ventilátorom namontovaným navrchu. Chladič je, ako viete, ventilátor nainštalovaný na čipe, napríklad na procesore alebo grafickom jadre. Absolútne všetky ventilátory majú veľa vlastností, podľa ktorých môžete posúdiť ich vhodnosť:

Rozmery ventilátora. Vyjadrené ako výška x šírka x výška. Napríklad 80x80x20. Všetky hodnoty sú vyjadrené v mm (milimetroch). Je rozdiel medzi veľkosťou skrine ventilátora (veľkosť chladiča, písaná ako dĺžka x šírka) a veľkosťou skutočného štvorca, do ktorého je vpísaný obvod obežného kolesa (veľkosť ventilátora, dĺžka x šírka). Veľkosť chladiča je vo všetkých ohľadoch o pár milimetrov vyššia ako veľkosť ventilátora. Zvyčajne rozmery chladiča nie sú 80x80x20, ale jednoducho 80x80 (osemdesiat na osemdesiat). Chladiče sa dodávajú vo veľkostiach 40x40, 50x50, 60x60, 70x70, 80x80 a 120x120. Najbežnejšie sú 40x40, 80x80 a 120x120.

Typ ložiska. Obežné koleso ventilátora sa otáča buď klzným ložiskom (objímka) alebo valivým ložiskom (guličkovým). Obe majú svoje výhody a nevýhody.

Klzné ložisko. Jeho zariadenie je nasledovné: rotor je vložený do objímky mazanej tukom. Ventilátor s takýmto ložiskom je jednoducho prerastený nedostatkami, medzi ktoré patrí: nízka životnosť v porovnaní s valivým ložiskom, ktorá sa tiež znižuje, keď je ventilátor s takýmto ložiskom blízko teploty nad 50 °C; nevyváženosť obežného kolesa - počas trenia rotora s objímkou sa táto opotrebováva nie rovnomerne (to znamená nie pozdĺž všetkých kruhov), ale iba na dvoch stranách, v dôsledku čoho sa v priereze časom nestane kruh, ovál. Z tohto dôvodu dochádza k tlmeniu rotora a v dôsledku toho k hluku. Navyše po čase začne mazivo vytekať z medzery medzi puzdrom a rotorom, čo očividne nepomáha zastaviť bitie. Chladiče s klznými ložiskami majú len dve výhody – sú veľmi lacné v porovnaní s ich guľôčkovými bratmi a sú tichšie, kým sa neopotrebuje puzdro alebo sa neminie mazanie. To posledné sa rieši demontážou motora a výmenou maziva.

Trecie ložisko. Zariadenie je trochu iné: namiesto mazania sú medzi puzdro a rotor umiestnené guľôčky, pozdĺž ktorých sa rotor otáča. Objímka sa obojstranne uzatvára špeciálnymi krúžkami, ktoré bránia vysypaniu loptičiek. Nevýhody takýchto chladičov sú opakom výhod rukávových chladičov - guľové chladiče sú drahšie a hlučnejšie ako rukávové chladiče. V plusoch - odolnosť voči vysokým teplotám prenášaným radiátorom a väčšia životnosť.

Existuje aj kombinované riešenie:

Ventilátor, ktorý sa otáča objímkovým aj guľôčkovým ložiskom. AT tento prípad druhý zvyšuje životnosť a znižuje hladinu hluku. Existujú aj ventilátory s klzným ložiskom, no na ich rotore je vyrezaný závit, ktorý pri otáčaní zabraňuje stekaniu maziva dnu, vďaka čomu neustále cirkuluje vo vnútri objímky.

Počet otáčok za minútu. Rýchlosť otáčania obežného kolesa ventilátora. Tento parameter sa meria v RPM (otáčky za minútu) a čím väčšia je táto hodnota, tým lepšie. Spravidla je to od 1500 do ... ťažko povedať koľko, keďže hodnotu otáčok výrobcovia neustále zvyšujú. Čím rýchlejšie sa ventilátor točí, tým hlasnejšie vydáva hluk. Tu si musíte vybrať: buď rýchlosť, chlad a hluk, alebo ticho a vysoké teploty. Prevádzku akéhokoľvek ventilátora je možné spomaliť znížením napätia dodávaného do motora. To sa dá dosiahnuť pripojením ku kanálu 7 alebo dokonca 5 V namiesto 12 V alebo prispájkovaním 10-70 Ohm odporu do prerušenia napájacieho vodiča ventilátora. Ale keď je aplikované príliš nízke napätie (menej ako 6 V), ventilátor jednoducho nemusí mať dostatok energie a nezačne sa točiť a nebude poskytovať správne chladenie.

Objem vzduchu za minútu. Tiež sa nazýva účinnosť. Merané v CFM (kubických stopách za minútu). Čím vyššia je hodnota CFM, tým vyšší je hluk ventilátora.

Úroveň hluku. Merané v dB. Závisí od hodnoty dvoch predchádzajúcich parametrov. Hluk môže byť mechanický alebo aerodynamický. Mechanický hluk je ovplyvnený RPM a CFM. Aerodynamika závisí od uhla ohybu obežného kolesa. Čím je vyššia, tým silnejšie vzduch bije do lopatiek a tým je rachot silnejší.

Spôsob pripojenia napájania. PC Plug (priamo k PSU) alebo Molex (k základnej doske).

Ďalším typom chladenia je vodné chladenie. Skladá sa z vodného bloku, chladiča, nádrže s vodou alebo chladivom, čerpadla a spojovacích hadíc. Vodný blok s dvomi konektormi (fitingami) pre prívodnú a výstupnú hadicu je nainštalovaný na procesore. Chladená voda (chladivo) sa čerpá z čerpadla do chladiča cez prívodnú hadicu, prechádza cez ňu a cez výstupnú hadicu sa ohrieva teplom procesora do druhého chladiča (na ktorom je nainštalovaný ventilátor) odovzdávať teplo odobraté z CPU.

Obrázok 1.2 - Vodné chladenie

Potom voda prúdi späť do čerpadla a cyklus čerpania sa opakuje. Vodný CO má len dva parametre: objem nádrže a výkon čerpadla. Prvý sa meria v l (litroch) a výkon je v l / h. Čím vyšší je výkon, tým vyšší je hluk, ktorý čerpadlo produkuje. Vodné chladenie má výhodu oproti vzduchovému chladeniu, pretože použité chladivo má oveľa vyššiu tepelnú kapacitu ako vzduch, a preto účinnejšie odoberá teplo z vykurovacích telies. Ale napriek všetkému nie je vodné chladenie veľmi bežné kvôli jeho vysokým nákladom v porovnaní s chladením vzduchom a nebezpečenstvu skrat v prípade odtlakovania a úniku.

kryogénne chladenie. CO, ktorý ochladzuje čip špeciálnym plynom - freónom. Skladá sa z kompresora, kondenzátora, filtra, kapiláry, výparníka a sacej trubice. Funguje to nasledovne: plynný freón vstupuje do kompresora a tam sa čerpá. Ďalej plyn pod tlakom vstupuje do kondenzátora, kde sa mení na kvapalinu a uvoľňuje energiu vo forme tepla. Táto energia je rozptýlená kondenzátorom do okolia. Ďalej, freón, ktorý je už kvapalinou, prúdi do filtra, kde sa čistí od náhodných nečistôt, ktoré môžu vstúpiť do kapiláry a upchať ju a deaktivovať chladiaci systém. Cez kapiláru vstupuje kvapalný freón do výparníka, kde pod vplyvom tepla preneseného z výparníka začne vrieť, aktívne absorbuje tepelnú energiu prijatú z procesora a vracia sa cez saciu trubicu do kompresora a cyklu opakuje.

Obrázok 1.3 - Kryogénne chladenie

Nie je to bežné kvôli jeho vysokým nákladom a potrebe doplniť freón, pretože časom zmizne a musí sa pridať do chladiaceho systému. Je účinný aj pri pretaktovaní, keďže je schopný vytvárať mínusové teploty.

chladenie dusíkom. Celý chladiaci systém pozostáva zo stredne veľkej nádoby naplnenej tekutým dusíkom. Nič a nikam by sa nemalo sklamať, ani odvádzať. Pri zahrievaní procesorom sa tekutý dusík odparuje a po dosiahnutí „stropu“ nádoby sa stáva tekutým a opäť klesá na dno a znova sa odparuje. Chladenie dusíkom, rovnako ako chladenie freónom, je schopné zabezpečiť teploty pod nulou (približne -196 ° C). Nevýhodou je, že tekutý dusík, rovnako ako freón, má schopnosť varu a musíte ho pridávať v značných množstvách. Chladenie dusíkom je navyše dosť drahé.

Obrázok 1.4 - Chladenie dusíkom

Princíp činnosti Peltierovho prvku je založený na činnosti polovodičov typu p a n.

Ďalšie chladiace zariadenie pozostávajúce z dvoch polovodičových doštičiek. Keď nimi prechádza elektrický prúd, jedna platňa začne mrznúť a druhá naopak vyžaruje teplo. Okrem toho je teplotný interval medzi teplotami oboch dosiek vždy rovnaký. Peltierov prvok sa používa nasledovne: "mraziaca" strana je pripevnená k procesoru.

Obrázok 1.5 - Peltierov prvok

Nebezpečenstvo jeho použitia je spôsobené tým, že ak je prvok nesprávne nainštalovaný, existuje možnosť kondenzácie, ktorá povedie k poruche zariadenia. Takže pri použití Peltierovho prvku by ste mali byť mimoriadne opatrní.

1.2 Chladenie procesorov a grafických kariet

CPU a GPU sú najvýkonnejšími zdrojmi tepla vo vnútri moderného počítača. Bolo vyvinutých mnoho rôznych dizajnov chladiacich systémov pre tieto komponenty, rozmanitosť dizajnových riešení je úžasná.

Významným obmedzujúcim faktorom pri výbere chladiča pre procesor a grafickú kartu sú spravidla náklady: vysoko účinné a tiché chladiace systémy sú veľmi drahé. Z toho, čo bolo povedané v časti o princípoch chladenia (časť 1.1) vyplýva, že je lepšie používať chladiace systémy s čo najväčšími radiátormi, najlepšie medenými. Vzhľadom na vysoké náklady na meď sa často používa kombinovaná schéma: medené jadro zalisované do hliníkového chladiča; meď pomáha efektívnejšie rozvádzať teplo. Je lepšie použiť nízkorýchlostné chladiace ventilátory: sú tichšie. Na udržanie prijateľného výkonu sa používajú veľké ventilátory (až x120 mm). Tak napríklad vyzerá chladič procesora Zalman CNPS7700-AlCu.

Na stavbu veľkého radiátora sa často používajú tepelné trubice - hermeticky uzavreté a špeciálne usporiadané kovové rúry (zvyčajne medené). Veľmi efektívne prenášajú teplo z jedného konca na druhý: teda aj najvzdialenejšie rebrá veľkého chladiča fungujú efektívne pri chladení. Takže napríklad obľúbený chladič Scythe Ninja je usporiadaný

Na chladenie moderných vysokovýkonných GPU sa používajú rovnaké metódy: veľké radiátory, chladiace systémy s medeným jadrom alebo celomedené radiátory, tepelné trubice na prenos tepla do ďalších radiátorov.

Odporúčania pre výber sú tu rovnaké: používajte pomalé a veľké ventilátory, čo najväčšie chladiče. Napríklad populárne chladiace systémy pre grafické karty Zalman VF700 a Zalman VF900 vyzerajú takto.

Ventilátory chladiacich systémov grafických kariet zvyčajne miešajú vzduch iba vo vnútri systémovej jednotky, čo nie je príliš efektívne z hľadiska chladenia celého počítača.

Len veľmi nedávno sa na chladenie grafických kariet, ktoré odvádzajú horúci vzduch z puzdra, začali používať chladiace systémy: prvé boli Arctic Cooling Silencer a podobný dizajn, IceQ od značky HIS.

Podobné chladiace systémy sú nainštalované na najvýkonnejších moderných grafických kartách (nVidia GeForce 8800, ATI x1800XT a staršie). Takýto dizajn je často opodstatnenejší, pokiaľ ide o správnu organizáciu prúdenia vzduchu vo vnútri skrinky počítača, ako tradičné schémy.

1.3 Chladenie pevného disku

Ako každá iná súčasť počítača, HDD má tendenciu sa počas prevádzky zahrievať. A hoci otázka chladenia tohto komponentu nie je obzvlášť akútna, pri silnom prehriatí sa životnosť disku výrazne zníži. Okrem toho mnohí používatelia čelia problému hluku a vibrácií HDD. A ak je na trhu obrovský výber vhodných chladičov na organizáciu chladenia procesora a grafickej karty s minimálnou hladinou hluku, potom neexistuje žiadny zoznam chladiacich systémov tejto triedy pre pevné disky.

Typický chladič HDD je doska s ventilátorom (alebo dvoma), ktorý sa priskrutkuje zo spodnej časti disku. Tieto chladiče sú najlacnejšie a najefektívnejšie. Samozrejme, hluk z prídavných ventilátorov v systémový blok zvyšuje.

Na boj proti vyššie uvedenému problému, ako aj na dodatočné chladenie pevných diskov, spoločnosť Scythe vyrába dva modely CO - Himuro a Quite Drive. Právom môžeme povedať, že tieto zariadenia vynikajú na pozadí podobných systémov. Ich dizajn je podobný - puzdro chladiča, vo vnútri ktorého je inštalovaný pohon. Kryt tlmí vibrácie a hluk a spojením týchto vlastností sú tieto modely snáď najúspešnejšie na trhu. A ak sa Quite Drive už podarilo získať uznanie spotrebiteľov, potom je Himuro relatívne nový model.

Ak meriame zahrievanie pri ťažkej práci, tak teplota moderného HDD môže dosiahnuť 50-60 stupňov Celzia. Pre elektrickú časť to, samozrejme, nie je veľmi desivé, hoci jej životnosť je tiež znížená - moderné mikroobvody majú jasnú teplotný režim. Áno, a výrobca musí pri návrhu myslieť na odvod tepla z prvkov (najmä z pohonu motora). Ale platne v HDA sú veľmi citlivé na zvýšené teploty. To je vyjadrené priamo úmerne počtu hodín medzi poruchami prevádzkového režimu. Ak tieto režimy nezodpovedajú nominálnym, životnosť sa môže niekoľkokrát znížiť. Riskujeme stratu nielen zariadenia, ale aj dát na ňom uložených. Okrem toho zvýšená teplota vedie k objaveniu sa „zlých“ sektorov na platniach a obnovenie informácií v takýchto prípadoch môže byť nemožné.

Najdôležitejšia je optimálna prevádzková teplota pevného disku. Pri pohľade na tabuľku 1.1 bude všetko okamžite jasné.

Tabuľka 1.1 - Prevádzka pevného disku v závislosti od teploty

Teplota, °С	Miera odchodov	MTBF redukčný teplotný koeficient	Opravené MTBF

1.4 Chladenie systémovej jednotky

Moderné štandardy pre dizajn počítačových skríň okrem iného upravujú spôsob konštrukcie chladiaceho systému. Počnúc systémami založenými na Intel Pentium II, ktorých vydanie bolo spustené v roku 1997, sa zavádza technológia chladenia počítača prietokom vzduchu smerujúcim z prednej steny skrine dozadu (prídavný vzduch na chladenie je nasávaný cez ľavú stenu) (obrázok 1.11).

V napájacom zdroji počítača je nainštalovaný aspoň jeden ventilátor (veľa moderných modelov má dva ventilátory, čo môže výrazne znížiť rýchlosť otáčania každého z nich, a tým aj hluk počas prevádzky). Ďalšie ventilátory môžu byť inštalované kdekoľvek vo vnútri počítačovej skrine na zvýšenie prietoku vzduchu. Bezpodmienečne dodržujte pravidlo: na prednej a ľavej bočnej stene je vzduch vháňaný do puzdra, na zadnej stene je horúci vzduch vyfukovaný von. Musíte sa tiež uistiť, že prúd horúceho vzduchu zo zadnej steny počítača nespadá priamo do prívodu vzduchu na ľavej stene počítača (stane sa to v určitých polohách systémovej jednotky vzhľadom na steny počítača). miestnosť a nábytok). Ktoré ventilátory inštalovať závisí predovšetkým od dostupnosti vhodných držiakov v stenách skrine. Hluk ventilátora je určený hlavne rýchlosťou ventilátora, preto sa odporúčajú pomalé (tiché) modely ventilátorov. Pri rovnakých inštalačných rozmeroch a rýchlosti otáčania sú ventilátory na zadnej stene skrine subjektívne hlučnejšie ako tie predné: po prvé sú ďalej od používateľa a po druhé, v zadnej časti skrine sú takmer priehľadné mriežky, pričom vpredu sú rôzne ozdobné prvky. Hluk často vzniká v dôsledku prúdenia vzduchu okolo prvkov predného panela: ak množstvo prenášaného vzduchu prekročí určitú hranicu, na prednom paneli počítačovej skrine sa vytvoria vírivé turbulentné prúdy, ktoré vytvárajú charakteristický hluk (pripomínajúci syčanie vysávača, ale oveľa tichšie).

2. Úprava chladenia počítačových systémov

2.1 Vzduchové chladenie počítačových systémov

Ventilátory sa používajú na pohyb vzduchu v chladiacich systémoch.

2.1.1 Usporiadanie ventilátora

Ventilátor sa skladá z krytu (zvyčajne vo forme rámu), elektromotora a obežného kolesa namontovaného s ložiskami na rovnakej osi ako motor (obrázok 2.1).

Obrázok 2.1 - Ventilátor (demontovaný)

Spoľahlivosť ventilátora závisí od typu inštalovaných ložísk. Výrobcovia uvádzajú tento typický MTBF (počet rokov založený na nepretržitej prevádzke) (tabuľka 2.1).

Ak vezmeme do úvahy zastaranie počítačového vybavenia (pre domáce a kancelárske použitie je to 2-3 roky), ventilátory s guľôčkovými ložiskami možno považovať za "večné": ich životnosť nie je kratšia ako typická životnosť počítača. Pri vážnejších aplikáciách, kde musí počítač pracovať nepretržite dlhé roky, sa oplatí zvoliť spoľahlivejšie ventilátory.

Tabuľka 2.1 - Závislosť chodu ventilátora od značky ložiska

Mnohí sa stretli so starými ventilátormi, v ktorých klzné ložiská doslúžili: hriadeľ obežného kolesa počas prevádzky rachotí a vibruje a vydáva charakteristický vrčivý zvuk. V zásade sa takéto ložisko dá opraviť namazaním tuhým mazivom – no koľkí budú súhlasiť s opravou ventilátora, ktorý stojí len pár dolárov?

2.1.2 Špecifikácie ventilátora

Ventilátory sa líšia veľkosťou a hrúbkou: v počítačoch sa bežne vyskytujú 40 x 40 x 10 mm na chladenie grafických kariet a vreciek na pevné disky, ako aj 80 x 80 x 25, 92 x 92 x 25, 120 x 120 x 25 mm na chladenie skrine. Ventilátory sa tiež líšia typom a konštrukciou inštalovaných elektromotorov: spotrebúvajú rôzny prúd a poskytujú rôzne rýchlosti otáčania obežného kolesa. Veľkosť ventilátora a rýchlosť otáčania lopatiek obežného kolesa určujú výkon: generovaný statický tlak a maximálny objem prenášaného vzduchu.

Objem vzduchu prenášaného ventilátorom (prietok) sa meria v kubických metroch za minútu alebo kubických stopách za minútu. Výkon ventilátora uvedený v charakteristike sa meria pri nulovom tlaku: ventilátor pracuje v otvorenom priestore. Vo vnútri skrinky počítača ventilátor fúka do systémovej jednotky určitej veľkosti, takže vytvára pretlak v obsluhovanom objeme. Prirodzene, objemová účinnosť bude približne nepriamo úmerná vytvorenému tlaku. Konkrétny typ prietokovej charakteristiky závisí od tvaru použitého obežného kolesa a ďalších parametrov konkrétneho modelu. Napríklad zodpovedajúci graf pre ventilátor GlacialTech SilentBlade GT80252BDL (obrázok 2.2).

Obrázok 2.2 - Výkon ventilátora SilentBlade GT80252BDL

Celkový pohľad na ventilátor SilentBlade II GT80252-BDLA1 je znázornený na obrázku 2.3 a jeho špecifikácie sú uvedené nižšie.

Obrázok 2.3 - Celkový pohľad na ventilátor SilentBlade II GT80252-BDLA1

Špecifikácie ventilátora SilentBlade II GT80252-BDLA1

Chladiaci ventilátor PC skrine

Slabý hluk

Napájacie napätie 12V

Ložisko 2 x valivé

Rýchlosť otáčania 1700 (± 10 %) ot./min.

Prietok vzduchu 26,3 CFM

Rozmery 80 x 80 x 25 mm

Napájací konektor 3-pin + 4-pin konektor

Čierna farba

Z toho vyplýva jednoduchý záver: čím intenzívnejšie sú ventilátory v zadnej časti počítačovej skrine, tým viac vzduchu sa dá prečerpať celým systémom a tým efektívnejšie bude chladenie.

Hladina hluku generovaná ventilátorom počas prevádzky závisí od jeho rôznych charakteristík. Je ľahké určiť vzťah medzi výkonom a hlukom ventilátora. Na stránke veľkého výrobcu populárnych chladiacich systémov Titan v sekcii ventilátorov skrine vidíme, že veľa ventilátorov rovnakej veľkosti je vybavených rôznymi elektromotormi, ktoré sú navrhnuté pre rôzne rýchlosti otáčania. Keďže sa používa rovnaké obežné koleso, získame údaje, ktoré nás zaujímajú: charakteristiky toho istého ventilátora pri rôznych rýchlostiach otáčania. Tabuľku zostavujeme pre tri najbežnejšie veľkosti: hrúbka 25 mm, 80 × 80 × 25 mm, 92 × 92 × 25 mm a 120 × 120 × 25 mm (tabuľky 2.2).

Tabuľka 2.2 - Hladina hluku rôznych fanúšikov Titan

Tučné písmo označuje najobľúbenejšie typy fanúšikov.

Po vypočítaní koeficientu úmernosti prúdu vzduchu a hladiny hluku k rýchlosti vidíme takmer úplnú zhodu. Aby sme si očistili svedomie, zvažujeme odchýlky od priemeru: menej ako 5 %. Takto sme dostali tri lineárne závislosti, každá po 5 bodoch. Hypotézu považujeme za potvrdenú.

Objemová účinnosť ventilátora je úmerná počtu otáčok obežného kolesa, rovnako je to aj s hlučnosťou.

Pomocou získanej hypotézy môžeme získané výsledky extrapolovať pomocou metódy najmenších štvorcov (LSM): v tabuľke sú tieto hodnoty vyznačené kurzívou. Treba však pripomenúť, že rozsah tohto modelu je obmedzený. Skúmaná závislosť je lineárna v určitom rozsahu otáčok; je logické predpokladať, že lineárny charakter závislosti zostane v určitom susedstve tohto rozsahu; ale pri veľmi vysokých a veľmi nízkych rýchlostiach sa môže obraz výrazne zmeniť.

Teraz zvážte rad ventilátorov od iného výrobcu: GlacialTech SilentBlade 80x80x25mm, 92x92x25mm a 120x120x25mm. Urobme si podobnú tabuľku 2.3.

Tabuľka 2.3 - Hladina hluku rôznych ventilátorov GlacialTech

Vypočítané údaje sú vyznačené kurzívou.

Celkový pohľad na ventilátory tejto série je znázornený na obrázku 2.4.

Obrázok 2.4 - Celkový pohľad na ventilátory GlacialTech

Ako je uvedené vyššie, pri rýchlostiach ventilátora, ktoré sa výrazne líšia od skúmaných, môže byť lineárny model nesprávny. Hodnoty získané extrapoláciou treba chápať ako hrubý odhad.

Venujme pozornosť dvom okolnostiam. Po prvé, ventilátory GlacialTech sú pomalšie a po druhé sú efektívnejšie. Je to očividne dôsledok použitia obežného kolesa so zložitejším tvarom lopatiek: aj pri rovnakej rýchlosti ventilátor GlacialTech nesie viac vzduchu ako Titan (pozri stĺpec zisk). A hladina hluku pri rovnakej rýchlosti je približne rovnaká: pomer je pozorovaný aj pri ventilátoroch od rôznych výrobcov rôzna forma obežné kolesá.

Musíte to pochopiť naozaj hlukové charakteristiky ventilátor závisí od jeho technického prevedenia, vytvoreného tlaku, objemu čerpaného vzduchu, od druhu a tvaru prekážok v ceste prúdenia vzduchu; teda na type počítačovej skrine. Pretože sa používa veľa rôznych krytov, nie je možné priamo aplikovať merania namerané v ideálne podmienky kvantitatívne charakteristiky ventilátorov - dajú sa navzájom porovnávať iba pre rôzne modely ventilátorov.

2.1.3 Monitorovanie a ovládanie ventilátorov

Väčšina moderných základných dosiek umožňuje ovládať rýchlosť ventilátorov pripojených k niektorým troj- alebo štvorpinovým konektorom. Niektoré konektory navyše podporujú softvérové ovládanie rýchlosti otáčania pripojeného ventilátora. Nie všetky konektory na doske poskytujú takéto možnosti: napríklad populárna základná doska Asus A8N-E má päť konektorov na napájanie ventilátorov, iba tri z nich podporujú reguláciu rýchlosti otáčania (CPU, CHIP, CHA1) a iba jednu reguláciu rýchlosti ventilátora ( CPU); Základná doska Asus P5B má štyri konektory, všetky štyri podporujú ovládanie rýchlosti otáčania, ovládanie rýchlosti otáčania má dva kanály: CPU, CASE1 / 2 (rýchlosť ventilátorov dvoch skríň sa mení synchrónne). Počet konektorov s možnosťou ovládať či ovládať rýchlosť otáčania nezávisí od použitého čipsetu či southbridge, ale od konkrétneho modelu základnej dosky: modely od rôznych výrobcov sa môžu v tomto smere líšiť. Konštruktéri základných dosiek často zámerne zbavujú lacnejšie modely možností regulácie otáčok ventilátora. Napríklad základná doska Asus P4P800 SE pre procesory Intel Pentiun 4 je schopná regulovať rýchlosť chladiča procesora, zatiaľ čo jej lacnejšia verzia Asus P4P800-X nie. V tomto prípade môžete použiť špeciálne zariadenia, ktoré sú schopné ovládať rýchlosť niekoľkých ventilátorov (a zvyčajne umožňujú pripojenie viacerých teplotných snímačov) - na modernom trhu je ich stále viac.

Otáčky ventilátora je možné ovládať pomocou nastavenia BIOS. Spravidla, ak základná doska podporuje zmenu rýchlosti ventilátora, tu v nastaveniach systému BIOS môžete nakonfigurovať parametre algoritmu riadenia rýchlosti. Súbor parametrov je odlišný pre rôzne základné dosky; algoritmus zvyčajne používa hodnoty tepelných senzorov zabudovaných do procesora a základnej dosky. Existuje množstvo programov pre rôzne operačné systémy, ktoré umožňujú ovládať a nastavovať rýchlosť ventilátorov, ako aj sledovať teplotu rôznych komponentov vo vnútri počítača. Výrobcovia niektorých základných dosiek spájajú svoje produkty s proprietárnymi programami pre Windows: Asus PC Probe, MSI CoreCenter, Abit µGuru, Gigabyte EasyTune, Foxconn SuperStep atď. Je distribuovaných niekoľko univerzálnych programov, medzi nimi: Hmonitor (shareware, $ 20-30), MotherBoard Monitor (distribuovaný bezplatne, neaktualizovaný od roku 2004). Najpopulárnejším programom tejto triedy je SpeedFan (obrázok 2.5).

Obrázok 2.5 - Program SpeedFan

2.2 Pasívne chladenie

Pasívne chladiace systémy sa nazývajú tie, ktoré neobsahujú ventilátory. Jednotlivé komponenty počítača sa môžu uspokojiť s pasívnym chladením za predpokladu, že ich chladiče budú umiestnené v dostatočnom prúdení vzduchu, ktoré vytvárajú „cudzie“ ventilátory: napríklad čip čipsetu často chladí veľký chladič umiestnený v blízkosti chladiča CPU. Pasívne chladiace systémy pre grafické karty sú tiež populárne, napríklad Zalman ZM80D-HP (obrázok 2.6).

Obrázok 2.6 - Pasívne chladenie grafických kariet

Je zrejmé, že čím viac chladičov musí jeden ventilátor prefúknuť, tým väčší odpor prúdenia musí prekonať; teda s nárastom počtu radiátorov je často potrebné zvýšiť rýchlosť otáčania obežného kolesa. Efektívnejšie využitie mnohých nízkootáčkových ventilátorov veľký priemer a pasívnym chladiacim systémom by sa malo prednostne vyhnúť. Napriek tomu, že sa vyrábajú pasívne chladiče pre procesory, grafické karty s pasívnym chladením, dokonca aj napájacie zdroje bez ventilátorov (FSP Zen), pokus o zostavenie počítača bez ventilátorov zo všetkých týchto komponentov určite povedie k neustálemu prehrievaniu. Pretože moderný vysokovýkonný počítač odvádza príliš veľa tepla na to, aby ho ochladzovali iba pasívne systémy. Kvôli nízkej tepelnej vodivosti vzduchu je ťažké zorganizovať efektívne pasívne chladenie pre celý počítač, okrem premeny celej počítačovej skrine na radiátor, ako je to v prípade Zalman TNN 500A (obrázok 2.7).

Možno úplne pasívne chladenie bude stačiť pre špecializované počítače s nízkou spotrebou (na prístup na internet, na počúvanie hudby a sledovanie videa atď.)

Obrázok 2.7 - Skriňa chladiča počítača Zalman TNN 500A

2.3 Vodné chladenie počítačových systémov

Najbežnejším prístupom k chladeniu počítačových systémov je zostavenie systému, často s tuctom ventilátorov, všetky s optimalizovaným obežným kolesom a hydrodynamickými ložiskami. Textolit dosiek plošných spojov len ťažko znesie kilogramy medi z výkonných radiátorov prepichnutých tepelnými trubicami. Výsledok všetkých týchto efektných vylepšení klesá priamo úmerne s výkonom systému, pretože teplota vo vnútri skrine rýchlo stúpa so zvyšujúcim sa výkonom a v top-end konfiguráciách pumpovanie vzduchu cez puzdro stále spôsobuje značný hluk. Stav na mŕtvom bode nastáva, keď je každý komponent systému celkom tichý, povedzme 18-20 dB, ale spolu dávajú 30-35 dB ešte nepríjemnejšieho hluku, kvôli odlišnému spektru a výslednému rušeniu. Za zmienku stojí zvýšená zložitosť čistenia od prachu podobného dizajnu. Ak sa bežný systém ľahko čistí raz za šesť mesiacov obyčajným vysávačom, potom je veľmi ťažké vyčistiť všetky tieto tenké rebrované prevedenia moderných chladičov. Z nejakého dôvodu výrobcovia nevenujú dostatočnú pozornosť problémom s prachom v puzdrách, len niektoré puzdrá sú vybavené veľmi neefektívnymi prachovými filtrami. Medzitým prach rozdrvený ventilátormi nielenže poškodzuje chladenie, usadzuje sa na povrchu radiátorov, ale je tiež veľmi škodlivý pre ľudské zdravie, pretože ho nezadržiavajú priedušky a je odstraňovaný z pľúc na veľmi dlhú dobu. Niektoré zdroje sa domnievajú, že škody spôsobené jemným prachom sú porovnateľné so škodami spôsobenými pasívnym fajčením. CD/DVD a FDD mechaniky veľmi trpia prachom, dokonca bola aj čítačka kariet zanesená prachom až k úplnej nemožnosti obsluhy.

Vodné chladiace systémy sú zaslúžene obľúbené. Princíp ich činnosti je založený na cirkulácii chladiacej kvapaliny. Komponenty počítača, ktoré je potrebné ochladiť, ohrievajú vodu a voda sa ochladzuje v chladiči. V tomto prípade môže byť radiátor umiestnený mimo puzdra a dokonca môže byť pasívny (obrázok 2.8).

Obrázok 2.8 - Jeden z najmodernejších systémov vodného chladenia

Nevýhodou vodného chladenia je:

1. hluk - čím vyšší výkon, tým vyšší hluk vydáva čerpadlo.

2. Napriek všetkému nie je vodné chladenie veľmi bežné kvôli jeho vysokým nákladom v porovnaní s chladením vzduchom a nebezpečenstvu skratu v prípade zníženia tlaku a netesnosti.

2.4 Úsporné chladenie

Typický domáci alebo kancelársky počítač je pri absencii úloh náročných na zdroje zvyčajne zaťažený iba na 10 % – každý si to môže overiť spustením Správcu úloh systému Windows a sledovaním histórie zaťaženia CPU (Central Processing Unit). So starým prístupom teda asi 90 % procesorového času letelo do vetra: CPU bolo zaneprázdnené vykonávaním príkazov, ktoré nikto nepotreboval. Novšie operačné systémy (Windows 2000 a novšie) sa v podobnej situácii správajú inteligentnejšie: pomocou príkazu HLT (Halt, stop) sa procesor na krátky čas úplne zastaví - to vám samozrejme umožňuje znížiť spotrebu energie a teplotu procesora v neprítomnosti zdrojov náročných úloh.

Skúsení informatici si môžu spomenúť na množstvo programov na „chladenie softvérového procesora“: pri spustení pod Windows 95/98/ME zastavili procesor pomocou HLT, namiesto opakovania nezmyselných NOP, ktoré pri absencii výpočtových úloh znižovali teplotu procesora. Preto je použitie takýchto programov v systéme Windows 2000 a novších operačných systémoch bezvýznamné.

Moderné procesory spotrebúvajú toľko energie (to znamená: odvádzajú ju vo forme tepla, čiže sa zahrievajú), že vývojári vytvorili dodatočné technické opatrenia na boj proti prípadnému prehrievaniu, ako aj nástroje, ktoré zvyšujú efektivitu úsporných mechanizmov. keď je počítač nečinný.

2.4.1 Tepelná ochrana procesora

Na ochranu procesora pred prehriatím a zlyhaním sa používa takzvané tepelné škrtenie (zvyčajne nepreložené: škrtenie). Podstata tohto mechanizmu je jednoduchá: ak teplota procesora prekročí povolenú, procesor je násilne zastavený príkazom HLT, aby mal kryštál možnosť vychladnúť. V skorých implementáciách tohto mechanizmu bolo možné pomocou nastavenia BIOS nakonfigurovať, ako dlho bude procesor nečinný (CPU Throttling Duty Cycle: xx%); nové implementácie „spomaľujú“ procesor automaticky, kým teplota kryštálu neklesne na prijateľnú úroveň. Používateľ sa samozrejme zaujíma o to, že procesor nechladí (doslova!), ale robí užitočnú prácu - na to musíte použiť pomerne účinný chladiaci systém. Pomocou špeciálnych nástrojov, ako je ThrottleWatch (obrázok 2.9), môžete skontrolovať, či je aktivovaný mechanizmus tepelnej ochrany procesora (obmedzenie).

Obrázok 2.9 - Nástroje ThrottleWatch

V tomto prípade nie je procesor dostatočne chladený: akonáhle sa zaťaženie procesora zvýši, spustí sa škrtiaci mechanizmus.

2.4.2 Minimalizácia spotreby energie

Takmer všetky moderné procesory podporujú špeciálne technológie na zníženie spotreby energie (a teda aj vykurovania). Rôzni výrobcovia nazývajú takéto technológie rôzne, napríklad: Enhanced Intel SpeedStep Technology (EIST), AMD Cool'n'Quiet (CnQ, C&Q) - ale v skutočnosti fungujú rovnako. Keď je počítač nečinný a procesor nie je zaťažený výpočtovými úlohami, frekvencia hodín a napätie procesora klesá. Oboje znižuje spotrebu energie procesora, čo následne znižuje odvod tepla. Akonáhle sa zaťaženie procesora zvýši, automaticky sa obnoví plná rýchlosť procesora: prevádzka takejto schémy šetrenia energie je pre používateľa a spustené programy úplne transparentná. Na aktiváciu takéhoto systému potrebujete:

Povoliť používanie podporovanej technológie v nastavení systému BIOS;

Nainštalujte príslušné ovládače do operačného systému, ktorý používate (zvyčajne ide o ovládač procesora);

V ovládacom paneli systému Windows v časti Správa napájania na karte Schémy napájania vyberte zo zoznamu schému minimálnej správy napájania.

To, že sa frekvencia procesora mení, môžete skontrolovať pomocou ľubovoľného programu, ktorý zobrazuje frekvenciu procesora: od špecializovaných typov CPU-Z až po Ovládací panel systému Windows (Ovládací panel), časť Systém (obrázok 2.10).

Obrázok 2.10 - Ovládacie panely systému Windows

AMD Cool "n" Tichý v akcii: Súčasný takt procesora (994 MHz) je nižší ako nominálny (1,8 GHz).

Výrobcovia základných dosiek často dopĺňajú svoje produkty vizuálnymi programami, ktoré jasne demonštrujú fungovanie mechanizmu na zmenu frekvencie a napätia procesora, napríklad Asus Cool&Quiet (obrázok 2.11).

Obrázok 2.11 - Panel Asus Cool&Quiet

Frekvencia procesora sa mení z maximálnej (v prítomnosti výpočtovej záťaže) na určité minimum (pri absencii záťaže CPU).

2.4.3 Nástroj RMClock

Počas vývoja sady programov na komplexné testovanie procesorov CPU RightMark bola vytvorená utilita RMClock (RightMark CPU Clock / Power Utility): je určená na monitorovanie, konfiguráciu a správu možností úspory energie moderných procesorov. Utilita podporuje všetky moderné procesory a rôzne systémy riadenia spotreby energie (frekvencia, napätie...) Program umožňuje sledovať výskyt škrtenia, zmeny frekvencie a napätia procesora. Pomocou RMClock môžete konfigurovať a používať všetko, čo umožňujú štandardné nástroje: nastavenie systému BIOS, správa napájania OS pomocou ovládača procesora. Možnosti tohto nástroja sú však oveľa širšie: s jeho pomocou môžete nakonfigurovať množstvo parametrov, ktoré nie sú k dispozícii na konfiguráciu štandardným spôsobom. To je dôležité najmä pri použití pretaktovaných systémov, kedy procesor beží rýchlejšie ako je nominálna frekvencia.

RightMark CPU Clock Utility (RMClock) je malá pomôcka, ktorá monitoruje rýchlosť hodín, škrtenie, využitie procesora, napätie CPU a teplotu v reálnom čase. Je tiež schopný riadiť výkon a spotrebu energie procesorov, ktoré podporujú funkcie správy napájania. V režime automatického riadenia neustále monitoruje úroveň využitia procesora a automaticky mení jeho takt, napätie jadra procesora a/alebo úroveň škrtenia v súlade s koncepciou „výkonu na požiadanie“.

Obrázok 2.12 Nástroj RightMark CPU Clock Utility (RMClock)

Podobnú metódu používajú vývojári grafických kariet: plný výkon GPU je potrebný iba v 3D režime a moderný grafický čip sa dokáže vyrovnať s pracovnou plochou v 2D režime aj pri zníženej frekvencii. Mnohé moderné grafické karty sú vyladené tak, že grafický čip slúži pracovnej ploche (2D režim) so zníženou frekvenciou, spotrebou energie a odvodom tepla; preto sa chladiaci ventilátor otáča pomalšie a vydáva menej hluku. Grafická karta začne pracovať na plnú kapacitu až pri spustení 3D aplikácií, ako sú počítačové hry. Podobnú logiku je možné implementovať programovo pomocou rôznych nástrojov na jemné ladenie a pretaktovanie grafických kariet. Takto napríklad vyzerá nastavenie automatického pretaktovania v programe ATI Tray Tools pre grafickú kartu HIS X800GTO IceQ II (obrázok 2.13).

Obrázok 2.13 - ATI Tray Tools pre grafickú kartu HIS X800GTO IceQ II

Ray Adams vytvoril nový nástroj ATI Tray Tools (obrázok 2.14).

Obrázok 2.14 - Nové nástroje ATI Tray Tools

2.5 Perspektívy rozvoja chladiacich systémov

Historicky boli napájacie zdroje zbavené bezhlučných chladiacich systémov. Je to z veľkej časti spôsobené tým, že odvádzajú 15-25% energie spotrebovanej počítačom. Všetok tento výkon je pridelený rôznym, aktívnym a pasívnym komponentom napájacieho zdroja. Výkonové diódy a invertorové spínače, transformátory a tlmivky sa zahrievajú... Tradičné rozloženie napájacieho zdroja si vyžaduje prehodnotenie s prechodom na externé chladenie. Zdroje s možnosťou pripojenia na systém vodného chladenia vyrába iba jedna firma.

Začína sa výroba vodou chladených počítačových systémov, využívajú sa dvojokruhové, trojokruhové a pre extra počítačové siete. viacslučkové systémy chladenie.

Na testovanie účinnosti chladiaceho systému boli použité dve softvérové konfigurácie.

Nečinný – načítaný desktopový operačný systém Windows Vista Ultimate x64 SP1.

V oboch režimoch bol použitý štandardný systém vodného chladenia Koolance, bez pripojenia na studenú vodu.

Idle Water a 3D Water - do výmenníka externého okruhu bola privádzaná studená voda s teplotou cca 17 stupňov, ventilátory štandardného chladiaceho systému nefungovali.

Idle Air a 3D Air - bol použitý štandardný jednoslotový chladiaci systém pre grafickú kartu ATI Radeon HD 3870 a chladič procesora Neon 775 od GIGABYTE.

Chladivom v prvých štyroch testoch je voda vnútorného chladiaceho okruhu a v dvoch najnovšie testy- vzduch vo vnútri systémovej jednotky. Na získanie stabilných výsledkov boli všetky testy vykonané do jednej hodiny a maximálne hodnoty teploty boli odčítané pomocou programu HWMonitor.

Štúdie ukázali, že vodné chladenie je oveľa efektívnejšie ako vzduchové. Najmä vo vzduchom chladenom systéme sa počas odstávky zaznamenávajú parametre vykurovania podobné parametrom zaťaženého vodou chladeného systému! Systém chladený vzduchom počas 3D testu rýchlo zohrial vzduch vo vnútri systémovej jednotky na teplotu nad 45 stupňov. Niet divu, že teplota procesorov sa blížila k 80 stupňom a ventilátory boli hlučné na plný výkon.

Pri hodnotení ekonomického efektu sa ukázalo, že cena prestavby počítača na vodné chladenie sa zvýšila len o 1200 UAH a účinnosť sa zvýšila o 100 %.

Pre úsporu vody je možné vyrobiť trojokruhový chladiaci systém, v ktorom je výmenník tepla namontovaný priamo na hlavnom potrubí studená voda a kvapalina tohto medzisystému je čerpaná samostatným čerpadlom. Veľmi zaujímavou možnosťou je umiestnenie polovodičovej chladničky s Peltierovým efektom medzi prvý a druhý okruh.

Použitie takýchto progresívnych riešení umožňuje dosiahnuť rekordný výkon pri absencii šumu.

3. Štúdia realizovateľnosti predmetu výskumu

3.1 Analýza rôznych typov chladenia

Skúmame technické a ekonomické charakteristiky vyššie uvedených typov chladenia (tabuľka 3.1).

Tabuľka 3.1 - Technické a ekonomické charakteristiky rôznych typov chladenia

chladenie	Hladina hluku, dB	Cena, UAH	Bezpečnosť	Jednoduchosť dizajnov	Ďalšie informácie
Pasívne	chýba			zapínanie prídavné radiátory
vzduch: ventilátor			čiastočné	inštalácia ďalších ventilátorov
vzduch:			čiastočné	inštalácia prídavných chladičov	Spotreba elektriny energie, zvýšená hladina hluku, periodické mazanie ložísk
chladenie	Hladina hluku, dB	Cena, UAH	Bezpečnosť	Jednoduchosť dizajnov	Ďalšie informácie
Vodné chladenie			Vniknutie vody do elektrických jednotiek	Zložitosť inštalácie, prívod vody, inštalácia čerpadla	Vniknutie vlhkosti, neustála kontrola armatúr, ventilov
kryogénne chladenie			Kondenzácia	Náročnosť inštalácie	Kondenzácia, neustále prezeranie blokov, dopĺňanie freónom, mínusové teploty
Chladenie dusíkom	chýba		Tvorba kondenzácie, únik dusíka	Náročnosť inštalácie, tesnosť	Tvorba kondenzátu, neustále prezeranie blokov, plnenie dusíkom, mínusové teploty
Peltierov prvok	chýba		Tvorba kondenzátu.	Náročnosť inštalácie	Prídavné kúrenie

Po analýze tabuľky 3.1 podľa ceny sme dospeli k záveru (obrázok 3.1):

Obrázok 3.1 - Analýza nákladov na rôzne typy chladenia:

1- pasívne chladenie; 2- vzduchový ventilátor; 3 - vzduchový chladič; 4 - voda; 5- kryogénne; 6- dusíkaté; 7 - Peltierov prvok.

Čo sa týka nákladov, najlacnejší typ chladenia je pasívny, cena chladiča je určená množstvom medi v ňom a konfiguráciou, najdrahší je vodné chladenie a obsahuje veľa úprav na skrini počítača, zaberá Peltierov prvok priemerná pozícia z hľadiska nákladov, ale nie je zisková kvôli bohatej spotrebe elektrická energia a generovanie tepla na polovodiči, čo spôsobí tvorbu kondenzátu; najvýhodnejšiu pozíciu zaujíma vzduchové chladenie - jednoduchosť inštalácie, nízka cena, spoľahlivosť konštrukcie, nízka spotreba energie, jedinou nevýhodou ventilátorov je relatívne vysoká hlučnosť.

Je výhodné použiť zmiešaný chladiaci systém, ale pri použití sa objavia pozitívne aj negatívne faktory. Pri použití napríklad vzduchového chladenia (zvýšenie počtu ventilátorov) sa nielen zvyšuje hladina hluku samotných ventilátorov, ale objavuje sa efekt „rezonancie“, keďže ventilátory sú na rovnakom podvozku.

Pri inštalácii dodatočného vzduchového chladenia by ste mali zabezpečiť aj systém filtrov, ktorý ochráni tento počítač pred prachom. Je možné vyvinúť systém automatické vypnutie elektrické ventilátory pri chladení počítačových blokov na vopred stanovenú hodnotu, pomocou programu na sledovanie teploty blokov resp prídavné zariadenia(termostaty, termostaty).

Zvážte, koľko bude stáť zlepšenie chladenia počítačových systémov pomocou inštalácie jedného dodatočného ventilátora.

Primárne počiatočné údaje na určenie nákladov na projekt sú ukazovatele, ktoré sa používajú v podniku GPO "MONOLIT" v Charkove.

Tieto čísla sú zhrnuté v tabuľke 3.2.

Tabuľka 3.2 - Údaje podniku GPO "MONOLIT" Charkov.

k 01.01.2010

Výdavky	Podmienečné označenie	Hodnota

Vypracovanie (projektovanie) projektovej dokumentácie
Tarifná sadzba projektanta - technológa
Sadzba pre obsluhujúci personál

Tarifa za elektrinu
Výkon počítača, modemu, tlačiarne atď.
Náklady na počítač, tlačiareň, modem pre základný a nový produkt (IBMPentium/32/200/SVG)
Zrážky z odpisov
Cena 1 hodiny používania počítača
Dodatočná mzdová sadzba
Príspevok na spoločenské akcie
Všeobecné výrobné (režijné) náklady

Náklady na dopravu a obstarávanie
Čas údržby počítačových systémov
Odpisová sadzba na počítači
Odpočet za ponechanie a opravu počítačov

3.2 Kalkulácia nákladov v štádiu návrhu (vývoja) projektovej dokumentácie nového výrobku

a) Zložitosť vypracovania projektovej dokumentácie pre nový výrobok

Na určenie zložitosti projekčných prác sa najskôr zostaví zoznam všetkých etáp a typov prác, ktoré sa musia vykonať (logicky, usporiadane a postupne). Je potrebné určiť kvalifikačný stupeň (pozície) účinkujúcich.

Náklady na vypracovanie projektovej dokumentácie predstavujú odmenu pre spracovateľov schémy elektrického zapojenia, projektantov a technológov.

Kalkulácia nákladov na projektovú dokumentáciu je odvodená metódou kalkulácie, ktorá vychádza z prácnosti a miezd developerov.

a) Zložitosť vypracovania projektovej dokumentácie pre produkt ( T) sa vypočíta podľa vzorca:

kde T atz- mzdové náklady na analýzu zadávacích podmienok (TOR), osoba/hodina;

T res- mzdové náklady na vývoj elektrických obvodov, človek/hodina;

T rk

T RT

T okd

T widz- mzdové náklady na výrobu a testovanie prototypu, človek/hodina.

Tabuľka 3.3 - Výpočet miezd za vypracovanie projektovej dokumentácie výrobku

mzda na vypracovanie projektovej dokumentácie produktu S sa určuje podľa vzorca:

kde je hodinová sadzba vývojára, UAH

Zložitosť vypracovania projektovej dokumentácie pre produkt (určuje sa v hrivnách s dvoma desatinnými miestami (00,00 UAH)

b) Kalkulácia materiálových nákladov na vypracovanie projektovej dokumentácie

Materiálové náklady M in, ktoré sú potrebné na vypracovanie (tvorbu) projektovej dokumentácie, sú uvedené v tabuľke 3.4.

Tabuľka 3.4 - Výpočet materiálových nákladov na vypracovanie projektovej dokumentácie

c) Výdavky na použitie počítačov pri vypracovaní projektovej dokumentácie (ak existujú).

Náklady na použitie počítačov pri vypracovaní projektovej dokumentácie sú vypočítané na základe nákladov na jednu hodinu prevádzky počítača podľa vzorca. UAH:

kde V g- náklady na jednu hodinu počítača, UAH.

T res- mzdové náklady na vývoj elektrických obvodov, človek/hodina;

T rk– mzdové náklady na vývoj dizajnu, človek/hodina;

T RT– mzdové náklady na vývoj technológie, človek/hodina;

T okd- mzdové náklady na návrh projektovej dokumentácie, osoby / hodina;

Zároveň cena jednej hodiny počítača (iné technické prostriedky - TK) V g

kde T e / e – náklady na elektrinu, UAH;

k amortizácii- hodnota 1. hodiny odpisu počítača, UAH;

Z os– hodinová mzda obsluhujúceho personálu, UAH;

T rem – výdavky na opravy, nákup dielov, UAH;

Náklady na jednu hodinu amortizácie k amortizácii určený vzorcom, UAH:

o 40 hodine pracovný týždeň:

kde V tz- náklady na technické prostriedky, UAH.

Na- ročná odpisová sadzba (%).

K t- počet týždňov za rok (52 týždňov/rok).

G t- počet pracovných hodín týždenne (40 hodín/týždeň)

Hodinová platba servisný personál Z os vypočítané podľa vzorca, UAH:

kde O kl- mesačný plat servisného personálu, UAH.

K rg- počet pracovných hodín za mesiac (160 hodín/mesiac);

H rem- mzdové náklady na opravu počítača (6% O kl).

Náklady na opravy, nákup počítačových dielov T rem

kde V tz- náklady na technické prostriedky, UAH.

H rem- percento nákladov na opravy, nákup dielov (%);

K t- počet týždňov za rok (52 týždňov/rok).

G t- počet pracovných hodín týždenne (36¸ 168 hodín/týždeň)

Výdavky na využitie elektrickej energie počítačmi a technickými prostriedkami T e / e určený vzorcom, UAH:

, (3.8)

kde V nej– náklady na jednu kWh elektriny, UAH;

W pot- výkon počítača, tlačiarne a skenera (na 1 hodinu), (kW / h.).

Náklady na jednu hodinu prevádzky počítača počas vývoja projektovej dokumentácie budú teda (pozri vzorec 3.4), UAH:

Náklady na používanie počítačov vo vývoji, UAH. (pozri vzorec 3.3):

d) Kalkulácia technologických nákladov na vytvorenie projektovej dokumentácie

Výpočet technologických nákladov na vytvorenie projektovej dokumentácie pre výrobok sa vykonáva metódou kalkulácie (tabuľka 3.5).

Tabuľka 3.5 - Kalkulácia technologických nákladov na tvorbu projektovej dokumentácie výrobku

Náklady na vývoj projektová dokumentácia C cd vypočítané ako súčet bodov 1–6.

3.3 Kalkulácia nákladov vo fáze výroby produktu

Náklady na produkt, ktorý sa vyvíja, sa vypočítavajú na základe noriem materiálových a mzdových nákladov. Medzi počiatočnými údajmi, ktoré sa používajú na výpočet nákladov na výrobok, sú normy spotreby surovín a základných materiálov na výrobok (tabuľka 3.6).

Tabuľka 3.6 - Výpočet nákladov na suroviny a základné materiály na jeden výrobok

materiálov	Sadzba nákladov	Veľkoobchodná cena UAH/jednotka.	Skutočné náklady

Spájka POS - 61 (GOST 21930 - 76), kg
Lak EP-9114 (GOST 2785-76), kg


Náklady na dopravu a obstarávanie (4 %)

Pri kalkulácii nákladov na výrobok ako východiskové údaje použijú špecifikáciu materiálov, nakupovaných komponentov na výrobok a polotovarov, ktoré sa používajú pri výrobe jedného výrobku (tabuľka 3.7).

Tabuľka 3.7 - Zoznam komponentov na zlepšenie chladenia PC

Mzdy hlavných výrobných pracovníkov počítame na základe normatívov náročnosti práce podľa druhu práce a hodinových sadzieb pracovníkov Kalkulácia a cenotvorba sú vypočítané v tabuľke 3.9.

Tabuľka 3.9 - Kalkulácia nákladovej ceny a určenie ceny výrobku podľa novej projektovej dokumentácie

Celkové náklady za vypracovanie projektovej dokumentácie a modernizáciu chladenia je 346,58 UAH.

4. Ochrana práce

Vedecký a technologický pokrok spôsobil vážne zmeny v podmienkach výrobnej činnosti znalostných pracovníkov. Ich práca sa stala intenzívnejšou, namáhavejšou, vyžadujúcou značné výdavky duševnej, emocionálnej a fyzickej energie. Vyžadovalo si to komplexné riešenie problémov ergonómie, hygieny a organizácie práce, regulácie pracovného a oddychového režimu.

V súčasnosti je výpočtová technika široko využívaná vo všetkých oblastiach ľudskej činnosti. Pri práci s počítačom je človek vystavený množstvu nebezpečných a škodlivých výrobných faktorov: elektromagnetickým poliam (rádiofrekvenčný rozsah: HF, UHF a SHF), infračervenému a ionizujúcemu žiareniu, hluku a vibráciám, statickej elektrine atď.

Práca s počítačom sa vyznačuje výrazným psychickým a neuro-emocionálnym stresom pre operátorov, vysokou intenzitou zrakovej práce a pomerne veľkým zaťažením svalov rúk pri práci s klávesnicou počítača. Veľký význam má racionálne riešenie a usporiadanie prvkov pracoviska, ktoré je dôležité pre udržanie optimálnej pracovnej polohy ľudského operátora.

V procese práce s počítačom je potrebné dodržiavať správny režim práce a odpočinku. V opačnom prípade dochádza u personálu k výraznej záťaži zrakového aparátu s výskytom sťažností na nespokojnosť s prácou, bolesti hlavy, podráždenosť, poruchy spánku, únavu a bolesti očí, krížov, šije a paží.

4.1 Požiadavky na výrobné zariadenia

4.1.1 Sfarbenie a odrazivosť

Farbenie miestností a nábytku by malo prispieť k vytvoreniu priaznivých podmienok pre vizuálne vnímanie, dobrú náladu.

Svetelné zdroje, ako sú lampy a okná, ktoré sa odrážajú od povrchu obrazovky, výrazne zhoršujú presnosť znakov a spôsobujú fyziologické poruchy, ktoré môžu viesť k výraznému stresu, najmä pri dlhodobom používaní. Odraz, vrátane odrazov od sekundárnych svetelných zdrojov, by mal byť obmedzený na minimum.

Na ochranu pred nadmerným jasom okien možno použiť závesy a paravány.

okná sú orientované na juh: - steny sú zelenomodré alebo svetlomodré; podlaha - zelená;

okná sú orientované na sever: - steny sú svetlooranžové resp oranžovo-žltá; podlaha - červeno-oranžová;

okná sú orientované na východ: - žltozelené steny; podlaha je zelená alebo červeno-oranžová;

okná sú orientované na západ: - steny sú žltozelené alebo modrozelené; podlaha je zelená alebo červeno-oranžová.

V priestoroch, kde sa nachádza počítač, je potrebné zabezpečiť nasledujúce hodnoty koeficientu odrazu: pre strop: 60-70%, pre steny: 40-50%, pre podlahu: asi 30%. Pre ostatné povrchy a pracovný nábytok: 30-40%.

4.1.2 Osvetlenie

Správne navrhnutý a vykonaný priemyselné osvetlenie zlepšuje podmienky zrakovej práce, znižuje únavu, zvyšuje produktivitu práce, priaznivo pôsobí na pracovné prostredie, má pozitívny psychologický vplyv na pracovníka, zvyšuje bezpečnosť práce a znižuje úrazovosť.

Nedostatočné osvetlenie vedie k namáhaniu očí, oslabuje pozornosť, vedie k predčasnej únave. Príliš jasné osvetlenie spôsobuje oslepenie, podráždenie a bolesť očí.

nie správny smer svetlo na pracovisku môže vytvárať ostré tiene, oslnenie a dezorientovať pracovníka. Všetky tieto dôvody môžu viesť k úrazu alebo chorobe z povolania, preto je správny výpočet osvetlenia taký dôležitý.

Existujú tri druhy osvetlenia – prirodzené, umelé a kombinované (prírodné a umelé spolu).

Prirodzené osvetlenie - Osvetlenie miestností denné svetlo, prenikajúce cez svetelné otvory vo vonkajších obvodových konštrukciách priestorov.

Prirodzené osvetlenie sa vyznačuje tým, že sa značne mení v závislosti od dennej doby, ročného obdobia, charakteru regiónu a mnohých ďalších faktorov.

Umelé osvetlenie sa používa pri práci v noci a cez deň, keď nie je možné zabezpečiť normalizované hodnoty koeficientu prirodzeného svetla (zamračené počasie, krátke denné hodiny).

Osvetlenie, pri ktorom sa prirodzené osvetlenie, ktoré je podľa noriem nedostatočné, dopĺňa umelým osvetlením, sa nazýva kombinované osvetlenie.

Umelé osvetlenie sa delí na pracovné, núdzové, evakuačné, bezpečnostné. Pracovné osvetlenie môže byť zasa všeobecné alebo kombinované. Všeobecné - osvetlenie, pri ktorom sú svietidlá umiestnené v hornej zóne miestnosti rovnomerne alebo vo vzťahu k umiestneniu zariadenia. Kombinované - osvetlenie, pri ktorom sa k všeobecnému pridáva miestne osvetlenie.

Podľa SNiP II-4-79 v interiéri výpočtové strediská je potrebné použiť kombinovaný systém osvetlenia.

Pri vykonávaní prác kategórie vysokej vizuálnej presnosti (najmenšia veľkosť rozlišovacieho predmetu je 0,3 ... …1,0 mm) musí byť KEO najmenej 1,0 %. Ako zdroje umelého osvetlenia sa zvyčajne používajú žiarivky typu LB alebo DRL, ktoré sa po pároch spájajú do svietidiel, ktoré by mali byť rovnomerne rozmiestnené nad pracovnými plochami.

Požiadavky na osvetlenie v miestnostiach, kde sú nainštalované počítače, sú nasledovné: pri vykonávaní vizuálnej práce vysoká presnosť celkové osvetlenie by malo byť 300 luxov a kombinované - 750 luxov; podobné požiadavky pri vykonávaní prác strednej presnosti - 200 a 300 lx, resp.

Okrem toho by celé zorné pole malo byť osvetlené pomerne rovnomerne – to je hlavná hygienická požiadavka. Inými slovami, stupeň osvetlenia miestnosti a jas obrazovky počítača by mali byť približne rovnaké, pretože. jasné svetlo v oblasti periférneho videnia výrazne zvyšuje namáhanie očí a v dôsledku toho vedie k ich rýchlej únave.

4.1.3 Parametre mikroklímy

Parametre mikroklímy sa môžu značne líšiť, pričom nevyhnutnou podmienkou pre život človeka je udržiavanie stálej telesnej teploty vďaka termoregulácii, t.j. schopnosť tela regulovať prenos tepla do okolia. Princípom regulácie mikroklímy je vytváranie optimálnych podmienok pre výmenu tepla ľudského tela s okolím.

Počítačové inžinierstvo je zdrojom výraznej tvorby tepla, čo môže viesť k zvýšeniu teploty a zníženiu v relatívna vlhkosť v izbe. V miestnostiach, kde sú nainštalované počítače, určité parametre mikroklíma. Hygienické normy SN-245-71 stanovujú hodnoty parametrov mikroklímy, ktoré vytvárajú komfortné podmienky. Tieto normy sú stanovené v závislosti od ročného obdobia, prírody pracovný proces a charakter výrobných priestorov (pozri tabuľku 4.1)

Tabuľka 4.1 - Parametre mikroklímy pre miestnosti, kde sú nainštalované počítače

Objem priestorov, v ktorých sa nachádzajú zamestnanci výpočtových stredísk, by nemal byť menší ako 19,5 m 3 / osoba, berúc do úvahy maximálny počet súčasne pracujúcich za zmenu. Normy pre prívod čerstvého vzduchu do priestorov, kde sú umiestnené počítače, sú uvedené v tabuľke. 4.2.

Tabuľka 4.2 - Normy pre prívod čerstvého vzduchu do miestností, kde sú umiestnené počítače

Na zabezpečenie komfortných podmienok sa používajú organizačné metódy (racionálna organizácia práce v závislosti od ročného a denného obdobia, striedanie práce a odpočinku) a technické prostriedky (vetranie, klimatizácia, vykurovací systém).

4.1.4 Hluk a vibrácie

Hluk zhoršuje pracovné podmienky a má škodlivý vplyv na ľudské telo. Tí, ktorí pracujú v podmienkach dlhodobého vystavenia hluku, pociťujú podráždenosť, bolesti hlavy, závraty, stratu pamäti, zvýšenú únavu, stratu chuti do jedla, bolesti ucha atď. Takéto poruchy vo fungovaní mnohých orgánov a systémov ľudského tela môžu spôsobiť negatívne zmeny v citový stav osoba až stresujúca. Pod vplyvom hluku sa znižuje koncentrácia pozornosti, narúšajú sa fyziologické funkcie, objavuje sa únava v dôsledku zvýšených nákladov na energiu a neuropsychického stresu, zhoršuje sa komutácia reči. To všetko znižuje pracovnú kapacitu človeka a jeho produktivitu, kvalitu a bezpečnosť práce. Dlhodobé vystavenie intenzívnemu hluku [nad 80 dB(A)] ľudského sluchu vedie k čiastočnej alebo úplnej strate sluchu.

V tabuľke. 4.3 uvádza maximálne hladiny zvuku v závislosti od kategórie náročnosti a intenzity prácnosti, ktoré sú bezpečné z hľadiska zachovania zdravia a výkonnosti.

Tabuľka 4.3 - Limitné hladiny hluku, dB, na pracoviskách

Hladina hluku na pracovisku matematikov-programátorov a videooperátorov by nemala presiahnuť 50 dBA av miestnostiach na spracovanie informácií na počítačoch - 65 dBA. Na zníženie hladiny hluku je možné obložiť steny a strop miestností, kde sú nainštalované počítače materiály pohlcujúce zvuk. Úroveň vibrácií v priestoroch počítačových centier je možné znížiť inštaláciou zariadenia na špeciálne izolátory vibrácií.

4.1.5 Elektromagnetické a ionizujúce žiarenie

Väčšina vedcov sa domnieva, že krátkodobé ani dlhodobé vystavenie všetkým druhom žiarenia z obrazovky monitora nie je nebezpečné pre zdravie personálu obsluhujúceho počítače. Neexistujú však vyčerpávajúce údaje o nebezpečenstve vystavenia sa žiareniu z monitorov pre tých, ktorí pracujú s počítačmi, a výskum v tomto smere pokračuje.

Prípustné hodnoty parametrov neionizujúceho elektromagnetického žiarenia z monitora počítača sú uvedené v tabuľke. 4.4.

Maximálna úroveň röntgenového žiarenia na pracovisku operátora počítača zvyčajne nepresahuje 10 mikrorem/h a intenzita ultrafialového a infračerveného žiarenia z obrazovky monitora sa pohybuje v rozmedzí 10-100 mW/m 2 .

Tabuľka 4.4 - Prípustné hodnoty parametrov neionizujúceho elektromagnetického žiarenia (v súlade s SanPiN 2.2.2.542-96)

Na zníženie vplyvu týchto typov žiarenia sa odporúča používať monitory so zníženou úrovňou žiarenia (MPR-II, TCO-92, TCO-99), inštalovať ochranné clony a tiež dodržiavať regulované plány práce a odpočinku.

4.2 Ergonomické požiadavky na pracovisko

Dizajn pracovísk vybavených video terminálmi je jedným z dôležité otázky ergonomický dizajn v oblasti výpočtovej techniky.

Pracovisko a vzájomná poloha všetkých jeho prvkov musí spĺňať antropometrické, fyzické a psychologické požiadavky. Dôležitý je aj charakter práce. Pri organizácii pracoviska programátora musia byť splnené najmä tieto základné podmienky: optimálne umiestnenie vybavenie zahrnuté na pracovisku a dostatočné pracovný priestor, čo umožňuje vykonávať všetky potrebné pohyby a pohyby.

Ergonomické aspekty navrhovania pracovných staníc video terminálov sú najmä: výška pracovná plocha, rozmery priestoru na nohy, požiadavky na umiestnenie dokumentov na pracovisku (dostupnosť a rozmery stojana na dokumenty, možnosť rôzneho umiestnenia dokumentov, vzdialenosť očí používateľa od obrazovky, dokumentu, klávesnice a pod.), charakteristika stolová stolička, požiadavky na povrch pracovnej plochy, nastaviteľnosť prvkov pracoviska.

Hlavnými prvkami pracoviska programátora sú stôl a kreslo.

Hlavnou pracovnou polohou je sedenie.

Pozícia v sede spôsobuje minimálnu únavu programátora.

Racionálne usporiadanie pracovisko zabezpečuje jasný poriadok a dôslednosť umiestňovania predmetov, pracovných prostriedkov a dokumentácie. To, čo je potrebné na vykonávanie práce častejšie, sa nachádza v zóne ľahkého dosahu pracovného priestoru.

Motorické pole - priestor na pracovisku, v ktorom je možné vykonávať motorické akcie človeka.

Maximálny dosah rúk je súčasťou motorického poľa pracoviska, ohraničeného oblúkmi popísanými maximom rozpažené ruky pri ich pohybe v ramennom kĺbe.

Optimálna zóna je časť motorického poľa pracoviska, ohraničená oblúkmi popísanými predlaktím pri pohybe v lakťových kĺboch s oporou v mieste lakťa a s relatívne nehybným ramenom.

Na obr. 4.1 je uvedený príklad umiestnenia hlavných a periférnych komponentov PC na pracovnej ploche programátora.

Pre pohodlnú prácu musí stôl spĺňať nasledujúce podmienky:

Výška stola by sa mala zvoliť s prihliadnutím na schopnosť voľne sedieť, v pohodlnej polohe, ak je to potrebné, opierať sa o podrúčky;

Spodná časť stola by mala byť navrhnutá tak, aby programátor mohol pohodlne sedieť bez toho, aby bol nútený zastrčiť nohy;

Povrch stola musí mať vlastnosti, ktoré vylučujú výskyt oslnenia v zornom poli programátora;

Konštrukcia stola by mala zabezpečiť prítomnosť zásuviek (najmenej 3 na uloženie dokumentácie, zoznamov, písacích potrieb);

Výška povrchu, na ktorom je klávesnica nainštalovaná, by mala byť približne 650 mm.

Veľký význam sa prikladá vlastnostiam pracovnej stoličky. Odporúčaná výška sedadla nad úrovňou podlahy je teda v rozmedzí 420-

550 mm. Sedacia plocha je mäkká, predná hrana je zaoblená a uhol operadla je nastaviteľný.

Obrázok 4.1 - Umiestnenie hlavných a periférnych komponentov PC na ploche programátora:

1 - skener, 2 - monitor, 3 - tlačiareň, 4 - povrch pracovnej plochy, 5 - klávesnica, 6 - myš.

Pri návrhu je potrebné počítať s možnosťou rôzneho umiestnenia dokumentov: na strane video terminálu, medzi monitor a klávesnicu atď. Navyše v prípadoch, keď má video terminál nízka kvalita obrázky, napríklad blikanie je viditeľné, vzdialenosť od očí k obrazovke je väčšia (asi 700 mm) ako vzdialenosť od oka k dokumentu (300-450 mm). Vo všeobecnosti platí, že pri vysokej kvalite obrazu na video termináli môže byť vzdialenosť očí používateľa od obrazovky, dokumentu a klávesnice rovnaká.

Poloha obrazovky je určená:

Čítacia vzdialenosť (0,6 - 0,7 m);

Uhol čítania, smer pohľadu 20˚ pod horizontálu do stredu obrazovky, pričom obrazovka je kolmá na tento smer.

Tiež by malo byť možné upraviť obrazovku:

Výška +3 cm;

Naklonenie od -10˚ do +20˚ vzhľadom na vertikálu;

V ľavom a pravom smere.

Veľký dôraz sa kladie aj na správnu pracovnú polohu užívateľa.

Pri nepohodlnej pracovnej polohe sa môžu objaviť bolesti svalov, kĺbov a šliach. Požiadavky na pracovnú polohu používateľa video terminálu sú nasledovné:

Hlava by nemala byť naklonená viac ako 20˚,

Ramená by mali byť uvoľnené

Lakte - pod uhlom 80˚-100˚,

Predlaktia a ruky - vo vodorovnej polohe.

Dôvodom nesprávneho držania tela používateľov sú tieto faktory: chýba dobrý stojan na dokumenty, klávesnica je príliš vysoko a dokumenty sú príliš nízko, nie je kam dať ruky a ruky, nedostatok miesta na nohy.

Aby sa tieto nedostatky prekonali, všeobecné odporúčania: lepšia mobilná klávesnica; mali by byť k dispozícii špeciálne zariadenia na nastavenie výšky stola, klávesnice a obrazovky, ako aj opierka dlaní.

Veľkosť znakov, hustota ich umiestnenia, kontrast a pomer jasu znakov a pozadia obrazovky sú nevyhnutné pre produktívnu a kvalitnú prácu na počítači. Ak je vzdialenosť očí operátora od obrazovky displeja 60-80 cm, potom výška nápisu musí byť minimálne 3 mm, optimálny pomer šírky a výšky nápisu je 3:4 a vzdialenosť medzi znaky sú 15-20% ich výšky. Pomer jasu pozadia obrazovky a znakov je od 1:2 do 1:15.

Pri používaní počítača lekári odporúčajú inštalovať monitor vo vzdialenosti 50-60 cm od očí. Veria tomu aj odborníci vrchná časť Zobrazenie videa by malo byť na úrovni očí alebo mierne nižšie. Keď sa človek pozerá priamo pred seba, oči sa mu otvárajú širšie, ako keď sa pozerá dole. Vďaka tomu sa výrazne zväčšuje zorné pole, čo spôsobuje dehydratáciu očí. Okrem toho, ak je obrazovka nastavená vysoko a oči sú široko otvorené, funkcia žmurkania je narušená. To znamená, že oči sa úplne nezatvárajú, neumývajú sa slznou tekutinou, nedostávajú dostatočnú vlhkosť, čo vedie k ich rýchlej únave.

Vytváranie priaznivých pracovných podmienok a správne estetické stvárnenie pracovísk vo výrobe má veľký význam ako pre uľahčenie práce, tak aj pre zvýšenie jej atraktivity, čo pozitívne ovplyvňuje produktivitu práce.

4.3 Pracovná doba

Ako už bolo opakovane poznamenané, pri práci s osobným počítačom zohráva veľmi dôležitú úlohu dodržiavanie správneho režimu práce a odpočinku. V opačnom prípade dochádza u personálu k výraznej záťaži zrakového aparátu s výskytom sťažností na nespokojnosť s prácou, bolesti hlavy, podráždenosť, poruchy spánku, únavu a bolesti očí, krížov, šije a paží.

V tabuľke. 4.5 poskytuje informácie o regulovaných prestávkach, ktoré je potrebné robiť pri práci na počítači v závislosti od dĺžky pracovnej zmeny, typov a kategórií práce s VDT (video zobrazovací terminál) a PC (v súlade so SanNiP 2.2.2 542-96 " Hygienické požiadavky na zobrazovacie terminály, osobné elektronické počítače a organizáciu práce“).

Tabuľka 4.5 - Čas regulovaných prestávok pri práci na počítači

Poznámka. Časy prestávok sú uvedené podľa špecifikácie Hygienické predpisy a normy. Ak skutočné pracovné podmienky nespĺňajú požiadavky hygienických pravidiel a noriem, čas regulovaných prestávok by sa mal predĺžiť o 30 %.

V súlade so SanNiP 2.2.2 546-96 sú všetky druhy pracovných činností súvisiacich s používaním počítača rozdelené do troch skupín: skupina A: práca na čítaní informácií z obrazovky VDT alebo PC s predbežnou požiadavkou; skupina B: práca na zadávaní informácií; skupina B: tvorivá práca v režime dialógu s počítačom.

Účinnosť prestávok sa zvyšuje v kombinácii s priemyselnou gymnastikou alebo organizovaním špeciálnej miestnosti na odpočinok personálu s pohodlným čalúneným nábytkom, akváriom, zelenou plochou atď.

4.4 Výpočet osvetlenia

Výpočet osvetlenia pracoviska sa redukuje na výber osvetľovacieho systému, definíciu požadované číslo svietidlá, ich typ a umiestnenie. Na základe toho vypočítame parametre umelého osvetlenia.

4.4.1 Výpočet umelého osvetlenia

Zvyčajne umelé osvetlenie Vykonáva sa pomocou elektrických svetelných zdrojov dvoch typov: žiarovky a žiarivky. Použijeme žiarivky, ktoré majú v porovnaní so žiarovkami množstvo významných výhod:

Autor: spektrálne zloženie svetlo sú blízke dennému svetlu, prirodzenému svetlu;

Majte viac vysoká účinnosť(1,5-2 krát vyššia ako účinnosť žiaroviek);

Majú zvýšený svetelný výkon (3-4 krát vyšší ako u žiaroviek);

Dlhšia životnosť.

Výpočet osvetlenia sa robí pre miestnosť s rozlohou 15 m 2, ktorej šírka je 5 m, výška je 3 m. Použime metódu svetelného toku.

Na určenie počtu svietidiel určíme svetelný tok dopadajúci na povrch podľa vzorca:

F = E∙S∙Z∙К / n, (4.1)

kde F je vypočítaný svetelný tok, Lm;

E - normalizované minimálne osvetlenie, Lux (určené podľa tabuľky). Prácu programátora podľa tejto tabuľky možno klasifikovať ako precíznu prácu, preto minimálne osvetlenie bude E = 300 Lx;

S je plocha osvetlenej miestnosti (v našom prípade S = 15 m 2);

Z je pomer priemerného osvetlenia k minimu (zvyčajne sa rovná 1,1-1,15, nech Z = 1,1);

K - bezpečnostný faktor, berúc do úvahy pokles svetelného toku svietidla v dôsledku kontaminácie svietidiel počas prevádzky (jeho hodnota závisí od typu miestnosti a charakteru práce v nej vykonávanej a od nášho prípad K = 1,5);

n - koeficient použitia (vyjadrený ako pomer svetelného toku dopadajúceho na vypočítaný povrch k celkovému toku všetkých svietidiel a počíta sa v zlomkoch jednotky; závisí od vlastností svietidla, veľkosti miestnosti, farba stien a stropu, charakterizovaná koeficientmi odrazu od stien (RS) a stropu (RP), hodnoty koeficientov RS a RP boli uvedené vyššie: RS=40%, RP=60%. Hodnota n je určená z tabuľky koeficientov pre použitie rôznych svietidiel.

Za týmto účelom vypočítajte index miestnosti pomocou vzorca:

I = A∙B / h (A+B), (4,2)

kde h je vypočítaná výška zavesenia, h = 2,92 m;

A - šírka miestnosti, A = 3 m;

B je dĺžka miestnosti, B = 5 m.

Nahradením hodnôt dostaneme:

Keď poznáme index miestnosti I, podľa tabuľky 7 zistíme n = 0,22.

Všetky hodnoty dosadíme do vzorca (4.1), aby sme určili svetelný tok F, dostaneme F = 33750 Lm.

Na osvetlenie vyberáme žiarivky typu LB40-1, ktorých svetelný tok je F l \u003d 4320 Lm.

Požadovaný počet svietidiel vypočítame pomocou vzorca:

N \u003d F / F l, (4.3)

kde N je počet svietidiel, ktoré sa majú určiť;

F - svetelný tok, F = 33750 Lm;

F l - svetelný tok lampy, F l \u003d 4320 Lm.

Pri výbere svietidiel používame svietidlá typu OD. Každé svietidlo sa dodáva s dvomi žiarovkami.

To znamená, že pre miestnosť s rozlohou S \u003d 15 m 2 sú potrebné štyri lampy typu OD.

4.4.2 Výpočet prirodzeného osvetlenia priestorov

Organizácia správneho osvetlenia pracovísk, spracovateľských priestorov a priemyselných priestorov má veľký hygienický a hygienický význam, pomáha zvyšovať produktivitu práce, znižovať úrazovosť a zlepšovať kvalitu výrobkov. Naopak nedostatočné osvetlenie komplikuje realizáciu technologického procesu a môže byť príčinou úrazu a chorôb zrakových orgánov.

Osvetlenie musí spĺňať tieto základné požiadavky:

Buďte jednotní a dosť silní;

Nevytvárajte na pracoviskách rôzne tiene, kontrasty medzi osvetleným pracoviskom a prostredím;

Nevytvárajte zbytočný jas a lesk v zornom poli pracovníkov;

Uveďte správny smer svetelného toku;

Všetky výrobné zariadenia musia mať svetelné rezy, ktoré poskytujú dostatočné prirodzené osvetlenie. Bez prirodzeného osvetlenia môžu byť konferenčné miestnosti, výstavné sály, šatne, sociálne zariadenia, čakárne zdravotnícke zariadenia, miestnosti osobnej hygieny, chodby a uličky.

Koeficient prirodzeného osvetlenia podľa DNB B 25.28.2006 pre našu tretiu zónu svetelnej klímy je 1,5.

Na základe toho budeme kalkulovať požadovaná oblasť okenné otvory.

Výpočet plochy okien s bočným osvetlením je určený vzorcom:

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

kde: L n – normalizovaná hodnota KEO

Kz - bezpečnostný faktor (rovnajúci sa 1,2)

N 0 - svetlo charakteristická pre okná

S n - oblasť dostatočného prirodzeného svetla

Do zd. - koeficient zohľadňujúci tienenie okien protiľahlými budovami

r1 - koeficient zohľadňujúci zvýšenie KEO s bočným osvetlením

T 0 - celkový koeficient priepustnosti svetla, ktorý sa vypočíta podľa vzorca:

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

kde Ti je koeficient priepustnosti svetla materiálu;

T 2 - koeficient zohľadňujúci stratu svetla vo väzbách svetelnej clony;

T 3 - koeficient zohľadňujúci svetelné straty v nosných konštrukciách;

T 4 - koeficient zohľadňujúci stratu svetla v zariadeniach na ochranu pred slnkom;

T 5 - koeficient, ktorý zohľadňuje stratu svetla v ochrannej mriežke inštalovanej pod svietidlami, sa rovná 1;

Teraz by ste mali vypočítať bočné osvetlenie pre oblasť susediacu s vonkajšou stenou. Podľa kategórie vizuálnej práce je potrebné určiť hodnotu KEO. KEO \u003d 1,5, normalizovaná hodnota KEO, berúc do úvahy svetelnú klímu, sa musí vypočítať pomocou vzorca:

L n \u003d l * m * c, (4,6)

kde l – hodnota KEO (l=1,5);

m – koeficient svetelnej klímy (m=1);

c – faktor klimatického slnečného svitu (c=1)

Teraz by ste mali určiť pomer dĺžky miestnosti L n k hĺbke miestnosti B:

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

Pomer hĺbky miestnosti B k výške od úrovne podmienenej pracovnej plochy k hornej časti okna h 1 (v tomto prípade h 1 = 1,8):

B / h 1 \u003d 5 / 1,8 \u003d 2,77.

Svetlá charakteristika svetelné otvory N 0 =9.

Hodnota To =0,8*0,7*1*1*1=0,56.

L n pre 4. kategóriu vizuálnej práce je 1,5 pri umývaní okien 2x ročne.

Určíme r1, r1=1,5.

Teraz by ste mali určiť hodnotu 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 m2;

Akceptujeme počet okien 1 kus:

S 1 \u003d 5,78 m 2 plocha jedného okna

Výška jedného okna je 2,4 m, šírka 2,4 m.

4.5 Výpočet vetrania

V závislosti od spôsobu pohybu vzduchu môže byť vetranie prirodzené a nútené.

Parametre vzduchu vstupujúceho do nasávacích otvorov a otvorov lokálnych výfukov technologických a iných zariadení umiestnených v pracovisko, by sa mali brať v súlade s GOST 12.1.005-76. Pri veľkosti miestnosti 3 krát 5 metrov a výške 3 metre je jej objem 45 metrov kubických. Vetranie by preto malo zabezpečiť prietok vzduchu 90 metrov kubických za hodinu. V lete je potrebné zabezpečiť inštaláciu klimatizácie, aby sa predišlo prekročeniu teploty v miestnosti pre stabilnú prevádzku zariadenia. Je potrebné venovať náležitú pozornosť množstvu prachu vo vzduchu, pretože to priamo ovplyvňuje spoľahlivosť a životnosť počítača.

Výkon (presnejšie chladiaci výkon) klimatizácie je jej hlavnou charakteristikou, závisí od toho, pre aký objem miestnosti je určená. Pre približné výpočty sa berie 1 kW na 10 m 2 s výškou stropu 2,8 - 3 m (v súlade s SNiP 2.04.05-86 "Vykurovanie, vetranie a klimatizácia").

Na výpočet prítoku tepla do tejto miestnosti sa použila zjednodušená metóda:

kde: Q - Tepelné zisky

S - Oblasť miestnosti

h - Výška miestnosti

q - Koeficient sa rovná 30-40 W / m 3 (v tomto prípade 35 W / m 3)

Pre miestnosť 15 m 2 a výšku 3 m budú prítoky tepla:

Q=15 3 35=1575 W

Okrem toho by sa mal brať do úvahy odvod tepla z kancelárskych zariadení a ľudí, predpokladá sa (v súlade s SNiP 2.04.05-86 "Vykurovanie, vetranie a klimatizácia"), že v pokojnom stave osoba vyžaruje 0,1 kW tepla , počítač alebo kopírka 0,3 kW, Pripočítaním týchto hodnôt k celkovým tepelným príkonom možno získať požadovaný chladiaci výkon.

Q add \u003d (HS opera) + (С S comp) + (PS print) (4.9)

kde: Q add - Súčet prítokov dodatočného tepla

C - Počítačový odvod tepla

H - Odvod tepla operátora

D - Odvod tepla tlačiarne

S comp - Počet pracovných staníc

S print - Počet tlačiarní

S operas - Počet operátorov

Ďalšie prítoky tepla do miestnosti budú:

Q add1 \u003d (0,1 2) + (0,3 2) + (0,3 1) \u003d 1,1 (kW)

Celkový súčet tepelných ziskov sa rovná:

Celkom Q1 \u003d 1575 + 1100 \u003d 2675 (W)

V súlade s týmito výpočtami je potrebné zvoliť vhodný výkon a počet klimatizácií.

Pre miestnosť, pre ktorú sa výpočet vykonáva, by sa mali použiť klimatizačné zariadenia s menovitým výkonom 3,0 kW.

4.6 Výpočet hluku

Jedným z nepriaznivých faktorov výrobného prostredia vo výpočtovom stredisku je vysoká hlučnosť, ktorú vytvárajú tlačové zariadenia, klimatizačné zariadenia, chladiace ventilátory v samotných počítačoch.

Pre riešenie otázok o potrebe a realizovateľnosti zníženia hluku je potrebné poznať hladiny hluku na pracovisku operátora.

Hladina hluku vznikajúca z viacerých nesúvislých zdrojov pracujúcich súčasne je vypočítaná na princípe energetického súčtu žiarenia jednotlivé zdroje:

∑L = 10 lg (Li∙n), (4.10)

kde Li je hladina akustického tlaku i-tého zdroja hluku;

n je počet zdrojov hluku.

Získané výsledky výpočtu sa porovnávajú s prípustnou hodnotou hladiny hluku pre dané pracovisko. Ak sú výsledky výpočtu vyššie prípustná hodnotaúrovne hluku, sú potrebné špeciálne opatrenia na zníženie hluku. Patria sem: obloženie stien a stropu haly materiálmi pohlcujúcimi zvuk, zníženie hluku pri zdroji, správne rozloženie vybavenie a racionálna organizácia pracoviska operátora.

Hladiny akustického tlaku zdrojov hluku pôsobiacich na operátora na jeho pracovisku sú uvedené v tabuľke. 4.6.

Tabuľka 4.6 - Hladiny akustického tlaku rôznych zdrojov

Zvyčajne pracovisko operátor je vybavený nasledovným vybavením: pevný disk v systémovej jednotke, ventilátor(y) chladiacich systémov PC, monitor, klávesnica, tlačiareň a skener.

Nahradením hodnôt hladiny akustického tlaku pre každý typ zariadenia do vzorca (4.4) dostaneme:

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

Získaná hodnota neprekračuje povolenú hladinu hluku pre pracovisko operátora rovnajúcu sa 65 dB (GOST 12.1.003-83). A ak si uvedomíte, že je nepravdepodobné, že by sa také periférne zariadenia ako skener a tlačiareň používali súčasne, potom bude toto číslo ešte nižšie. Navyše, keď tlačiareň pracuje, nie je potrebná priama prítomnosť obsluhy, pretože. Tlačiareň je vybavená automatickým podávačom listov.

Príspevok sa zaoberá aktuálnou témou - reguláciou chladenia počítačových systémov.

V procese vykonávania práce sa teoretické problémy chladenia počítačových systémov, pohyb prúdenia vzduchu s rôznymi chladiacimi systémami, Porovnávacie charakteristiky používanie aktívnych a pasívnych chladiacich systémov.

Zvyšuje sa výkon počítačových systémov, čo znamená, že sa zvyšuje aj zahrievanie obvodových prvkov počítačových systémov a v dôsledku toho sa zvyšuje teplota vo vnútri počítača. S nárastom teploty začínajú aj poruchy niektorých prvkov.

Príspevok pojednáva o rôznych typoch chladenia počítačových systémov, od najjednoduchších - pasívnych a končiac tými naj drahý pohľad chladenie pomocou Peltierových prvkov.

Vzduchové chladenie počítača je v súčasnej fáze pre bežného používateľa najprijateľnejšie. Ale vzduchové chladenie má množstvo nevýhod. Prvým je hladina hluku. Čím viac ventilátorov do systému pridáme, tým vyššia je hladina hluku. Druhou nevýhodou je prílev vonkajšieho prachu.

V súčasnej fáze sa používa vodné, kryogénne a dusíkové chladenie. Ale každý typ chladenia má množstvo výhod a nevýhod. Po vykonaní štúdie uskutočniteľnosti rôznych typov chladenia sme sa rozhodli pridať do počítačového systému ventilátor a vypočítali sme náklady na inštaláciu dodatočného ventilátora a tepelného spínača, ktorý vypne ventilátor pri poklese teploty vo vnútri počítača.

Celkové náklady na vypracovanie projektovej dokumentácie a montáž ventilátora boli 346,58 UAH.

V poslednej časti práce sa zaoberá problematikou ochrany práce.

Zoznam odkazov

1. Solomenchuk V., Solomenchuk P. Iron PK 2010 - Petersburg, 2010, 448 s.

2. Aiden, Fibelman, Kramer. Hardvér PC. Encyklopédia hardvérových prostriedkov osobných počítačov. "BHV-SPB", Petrohrad, 2006.

3. Mushketov R. Prehľad možných porúch PC (2010) - K., 2010, 248s.

4. Štefan Simrin. Biblia DOS, „Softvér Impuls“.

5. Michail Guk. Hardvér IBM PC. Encyklopédia. "Piter", sP-B - M., Charkov, Minsk, 2000.

6. Scott Mueller. Modernizácia a oprava osobných počítačov. "BINOM", M., 2010.- 414s.

7. Ponomarev V.. NETBOOK: výber, prevádzka, modernizácia - BHV-Petersburg, 2009 - 432s.

8. Kostov A., Kostov V. Zhelezo PK. Príručka užívateľa - M, Martin, 2010, 475s.

9. A. Pútnik. Osobný počítač. Kniha 2. Modernizácia a oprava. BHV, Düsseldorf, Kyjev, M., Petrohrad, 1999.

10. Osobný počítač. Kniha 3. "Peter Press", Düsseldorf, Kyjev, M., Petrohrad, 1999.

11. V. P. Leontiev. Najnovšia encyklopédia osobného počítača 2003. „OLMA-PRESS, M., 2003.

12. Yu.M. Platonov, Yu.G. Utkin. Diagnostika, oprava a prevencia osobných počítačov. M., „Hot Line-Telecom“, 2009.

13. L. N. Kechiev, E. D. Pozhidaev "Ochrana elektronických zariadení pred účinkami statickej elektriny" - M.: Vydavateľstvo "Technologies", 2005.

14. Zhidetsky V.Ts., Dzhigirey V.S., Melnikov A.V. Základy ochrany práce: Učebnica - Ľvov, Poster, 2008 - 351s.

15. Denisenko G.F. Bezpečnosť práce: Učebnica - M., VOŠ, 1989 - 319. roky.

16. Samgin E.B. Osvetlenie pracoviska. – M.: MIREA, 1989. – 186s.

17. Referenčná kniha pre návrh elektrického osvetlenia. / Ed. G.B. Knorring. - L .: Energia, 1976.

18. Boj proti hluku vo výrobe: Príručka / E.Ya. Yudin, L.A. Borisov;

Pod celkom vyd. E.Ya. Yudina - M .: Mashinostroenie, 1985. - 400 s., ill.

19. Zinčenko V.P. Základy ergonómie. – M.: MGU, 1979. – 179s.

20. Metodické prezentácie k ukončeniu diplomovej práce pre študentov odboru „Operátor počítačového písania; operátor počítačového usporiadania "/ Objednávka: D.O. Djačenko, K.O. Izmalková, O.G. Merkulov. - Severodoneck: SVPU, 2007. - 40 s.

21. Sergey Simonovich, Georgy Evseev Počítač a jeho starostlivosť - K., Uzgoda, 2008 - 452 s.

22. Orlov V.S. Základná doska- M., VEDA, 2008 - 352s.

23. Ako pretaktovať procesor (Video kurz) - 2010, 37,52 Mb [Video]

24. Aktualizácie a opravy počítača Scott Mueller. 16. vydanie, - M., Williams, 2010 - 669s.

Spôsob chladenia do značnej miery určuje dizajn rádioelektronického zariadenia (REA), teda aj na skoré štádium návrhu, teda v štádiu technického návrhu resp návrh návrhu, je potrebné zvoliť chladiaci systém REA. Pre predbežné posúdenie a výber spôsobu chladenia je potrebné určiť dva hlavné ukazovatele /1, str.119/.

Prvým indikátorom je prehriatie vzhľadom na prostredie Tc puzdra najmenej tepelne odolného prvku, pre ktorý má prípustná teplota minimálnu hodnotu. Tento ukazovateľ je určený vzorcom

υс = Ti min - Tc (2,1)

kde Ti min - prípustná telesná teplota najmenej tepelne odolného prvku;

Тс - teplota okolia (uvedená v technických špecifikáciách).

Keďže všetky prvky sú podľa zadávacích podmienok rovnaké, ale sú im pridelené rôzne výkony, tretí tranzistor bude mať najväčšie uvoľňovanie tepla. Pre tieto prvky je minimálna hodnota prípustnej teploty T min = 373 K.

Dosadením hodnoty Tc = 323 K a zvolenej minimálnej hodnoty prípustnej teploty T min = 373 K do vzorca (2.1) dostaneme

υс = 373 - 323 = 50 K

Druhý indikátor q sa rovná hustote tepelného toku prechádzajúceho cez podmienenú plochu povrchu Ap prenosu tepla

q = Фkн1/Ап (2,2)

kde F je celkový výkon rozptýlený v bloku;

kn1 - koeficient zohľadňujúci tlak vzduchu;

Ap - podmienená plocha povrchu výmeny tepla.

Podmienená plocha teplovýmennej plochy Ap je určená nasledujúcim vzorcom

An = 2 (2,3)

kde L1, L2, L3 sú horizontálne a vertikálne rozmery bloku špecifikované v referenčných podmienkach v metroch;

Kz - faktor plnenia.

V tomto prípade máme nasledujúce hodnoty: L1 = 0,34 m, L2 = 0,17 m, L3 = 0,1 m, Kz = 0,31.

Nahradením týchto hodnôt do vzorca (2.3) dostaneme

Ap \u003d 2H \u003d 0,15 m2

Keď vieme, že výkon je F = 34 W, kn1 = 1,2 pri H1 = 0,05 MPa a Ap = 0,15 m2, vypočítame druhý ukazovateľ pomocou vzorca (2.2) a získame

q \u003d 34 × 1,2 / 0,15 \u003d 272 W / m2

log q = 2,4 (2,4)

Ukazovatele υс = 50 K a lg q = 2,4 získané ako výsledok výpočtov sú súradnicami bodu.

Obrázok 2 - Oblasti primeranej aplikácie rôznymi spôsobmi chladenie.

Kde 1 - voľný vzduch; 2 - voľný a nútený vzduch; 3 - nútený vzduch; 4 - nútený vzduch a kvapalina; 5 - nútené odparovanie; 6 - nútená kvapalina a voľné odparovanie; 7 - nútená kvapalina, voľné a nútené odparovanie; 8 - voľné nútené a voľné odparovanie; 9 - voľné a nútené odparovanie.

Z obrázku 2 zistíme, že tento bod spadá na hranicu oblastí 1 a 2. Je teda možné využiť voľné aj nútené chladenie. Zastavme sa pri výbere voľného vzduchového chladenia.

Obrázok 3 - Krivky pravdepodobnosti pre REA v perforovanom puzdre s voľným chladením vzduchom

Z obrázku 3 nájdeme pravdepodobnosť normálneho ochladzovania pre zvolený spôsob chladenia. Z grafu zistíme, že pravdepodobnosť p=0,8. Preto je možné zvoliť podobnú metódu chladenia, avšak v budúcnosti treba venovať pozornosť rozboru tepelného režimu.