Hardware Básico Refrigeração Professor: Wanderson Dantas
Ventoinhas Ventoinhas são pequenos ventiladores que melhoram o fluxo de ar dentro do computador, trazendo ar frio para dentro do computador e removendo o ar quente de dentro do computador. O calor é um dos principais inimigos dos componentes eletrônicos. Calor em excesso diminui a vida útil de componentes e pode fazer com que componentes apresentem falhas de funcionamento.
Ventilação Interna Vamos assumir um gabinete do tipo torre, que é o tipo mais comum. Tradicionalmente, a fonte de alimentação é instalada no topo do gabinete. A tendência do ar quente concentra-se no topo do gabinete. A fonte de alimentação tem uma ventoinha, que puxa o ar quente de dentro do gabinete e joga-o para fora do computador. O ar frio entra através de ranhuras normalmente localizadas na frente do gabinete, muitas vezes com o auxilio de uma ou mais ventoinhas (que também refrigeram os discos rígidos). Todo o ar é aquecido pelos componentes internos do computador tem de passar por dentro da fonte de alimentação. Esse é um enorme problema, pois o aumento na temperatura da fonte de alimentação faz com que sua eficiência, sua capacidade de entregar corrente (e, consequentemente, potencia) e a vida útil dos seus capacitores diminuam, fazendo com que a fonte, se ela não for bem construída, apresente problemas em pouco tempo.
Ventilação Interna Dessa forma, a fonte de alimentação desempenha um papel crucial na refrigeração interna do computador e, veremos mais adiante, pouca ou nenhuma atenção é dada na escolha deste componente. Duas soluções básicas estão disponíveis para diminuir a temperatura do ar que entra na fonte de alimentação. A mais comum é a adição de uma ventoinha no painel traseiro da placa-mãe. Com isso, o ar que é aquecido pelo processador é removido por esta ventoinha, diminuindo a temperatura do ar que entra na fonte de alimentação. A instalação de uma ventoinha no painel traseiro do gabinete é, portanto, imprescindível e a maioria dos gabinetes atualmente vem com esta ventoinha instalada. Se o seu gabinete não tiver esta ventoinha instalada, recomendo que você instale uma, de modo a diminuir a temperatura dentro do computador e aumentar a vida útil dos componentes internos, além de evitar problemas aleatórios causados pelo superaquecimento de componentes.
Ventilação Interna A segunda solução, que está sendo usada em gabinetes mais novos, é colocar a fonte de alimentação na parte inferior do gabinete e não em sua parte superior. Como atualmente a ventoinha da fonte está na maioria das vezes localizada em sua parte inferior, a fonte puxa o ar frio do lado de fora do gabinete para a refrigeração exclusiva da fonte, fazendo com que este componente opere a uma temperatura mais baixa do que o normal, que é excelente para aumentar sua vida útil, sua eficiência e sua capacidade de entrega de potencia.
Ventilação Interna De modo a diminuir a quantidade de poeira que entra dentro do computador, alguns gabinetes vêm com filtros de ar em frente às suas ventoinhas, em particular àquelas que trabalham puxando o ar de fora do gabinete para dentro, como as ventoinhas frontal, inferior, lateral e da fonte de alimentação. Para diminuir a temperatura dentro do computador, alguns gabinetes vêm com ranhuras em seu painel superior, muitas vezes com ventoinhas instaladas ou permitindo a instalação desse tipo de componente. Esta é uma excelente solução, pois, afinal, a tendência natural do ar quente é subir.
Instalação de Ventoinhas Ventoinhas empurram o ar em apenas um sentido. O sentido do fluxo de ar está normalmente impresso na lateral da ventoinha, através de uma seta que o indica. Quando uma ventoinha é instalada jogando ar de fora do gabinete para dentro, dizemos que ela está operando em modo de ventilação. Quando uma ventoinha é instalada puxando o ar de dentro do gabinete para fora, dizemos que ela está operando em modo de exaustão.
Instalação de Ventoinhas Ventoinhas devem ser instaladas de modo a fortalecerem o fluxo de ar natural do gabinete. Dessa forma, a instalação de ventoinhas no gabinete deve ser feito conforme apresentado na tabela abaixo Local Painel Frontal Painel Traseiro Painel inferior Painel superior Painel lateral Sentido Ventilação Exaustão Ventilação Exaustão Ventilação
Características Técnicas de Ventoinhas Tamanho Valores comuns são 80 mm, 92 mm, 120 mm, 140 mm, 180 mm, 200 mm e 230 mm. A ventoinha tem de ter um tamanho compatível com o local onde ela será instalada. Por exemplo, você não tem como instalar uma ventoinha de 140 mm no painel traseiro do seu gabinete se ele só suportar ventoinhas de 120 mm neste local. Em geral, quanto maior a ventoinha, maior será seu fluxo de ar e menor será o seu nível de ruído, pois por causa do seu tamanho ela pode operar a uma velocidade de rotação menor do que uma ventoinha menor para gerar o mesmo fluxo de ar.
Características Técnicas de Ventoinhas Velocidade de Rotação A velocidade de rotação é dada em rotações por minuto (rpm). Quanto maior a velocidade de rotação da ventoinha, maior é o fluxo de ar, porém também maior será o nível de ruído. Uma maior velocidade de rotação também significa uma menor vida útil, pois o desgaste do rolamento da ventoinha será acelerado em relação a uma ventoinha de mesmo tamanho, porém girando a uma velocidade menor.
Características Técnicas de Ventoinhas Fluxo de Ar Quanto mais ar uma ventoinha conseguir mover, melhor. Como explicado, ventoinhas maiores conseguem mover mais ar a uma velocidade de rotação menor do que ventoinhas menores, gerando menos ruído e apresentando mais vida útil.
Características Técnicas de Ventoinhas Fios e Conectores Ventoinhas podem ter dois, três ou quatro fios. Dois fios são usados para a alimentação da ventoinha (+12 V e terra). O terceiro fio, quando existente, envia ao computador um sinal indicando a velocidade de rotação da ventoinha. Já o quarto fio permite o controle da velocidade de rotação da ventoinha através da técnica de modulação por largura de pulso.
Coolers Coolers são dispositivos para a refrigeração de processadores, podendo usar ar, eletricidade ou um líquido para remover o calor gerado pelo processador.
Mecanismos de Retenção Processadores da AMD e da Intel usam mecanismos de retenção diferentes para o cooler. E, no caso dos processadores da Intel, usa-se um mecanismo de retenção diferente dependendo do modelo do soquete do processador. Por conta disso, coolers de processador não são universais; você deverá verificar se o cooler pretendido é mecanicamente compatível com o processador a ser usado, além de verificar se ele é capaz de dissipar a quantidade de calor gerada pelo processador.
Coolers a Ar Os coolers que acompanham processadores vendidos em caixas, em geral apresentam baixo desempenho de refrigeração e alto nível de ruído. Com isso, usuários mais antenados ou aqueles que compraram processadores avulsos sem um cooler precisam comprar um cooler. Os coolers a ar funcionam transferindo o calor gerado pelo processador para um dissipador de calor. Uma ventoinha empurra ar sobre esse dissipador de calor, removendo o calor do dissipador ou, falando mais tecnicamente, efetuando uma troca de calor entre o ar e o dissipador.
Base A base do cooler é a peça que efetua a transferência de calor entre o processador e o cooler. Quanto mais polida a base for, melhor, pois significa que existem menos imperfeições em sua superfície e haverá maior área de contato entre o processador e a base, melhorando a transferência térmica. O melhor material a ser usado na base é o cobre; coolers mais baratos usam o alumínio, que oferece menor desempenho. Coolers mais caros usam cobre niquelado, o que dá um aspecto cromado à base em vez da cor alaranjada típica do cobre.
Pasta Térmica A pasta térmica serve para melhorar o contato entre a base do cooler e o processador, visto que o contato entre a base do cooler e o processador não é perfeito, existindo pequenas imperfeições microscópicas. O papel da pasta térmica é preencher essas imperfeições. O papel da pasta térmica não é melhorar o desempenho do cooler. Por isso, aplicar mais pasta térmica do que o necessário não melhorará o desempenho de refrigeração. Pelo contrário, testes comprovam que, de fato, o uso de pasta térmica em excesso piora o desempenho de refrigeração do cooler. Testes também comprovam que marcas diferentes de pastas térmicas têm um desempenho similar, praticamente irrelevante para o usuário.
Dissipador de Calor O dissipador de calor é normalmente feito em alumínio, cobre ou cobre niquelado e possui dezenas de aletas. A quantidade e o desenho dessas aletas variam de acordo com o modelo do cooler. O dissipador de calor serve para trocar o calor que foi transferido da base do cooler com o ar.
Ventoinha Coolers normalmente usam uma ventoinha para forçar a troca de calor do dissipador de calor com o ar. Quando há uma ventoinha instalada, o dissipador de calor é também chamado ativo. Coolers voltados a computadores silenciosos não usam ventoinhas, sendo chamados passivos.
Coolers Termoelétricos Os coolers termoelétricos, também chamados TEC ou bombas de calor, usam uma placa de efeito Peltier para transferirem calor de um lado da placa para o outro lado da placa. Esta placa é composta de material semicondutor e o calor é, portanto, transferido de um lado para o outro eletricamente. Alguns coolers a ar topo de linha usam esta tecnologia em adição ao que já foi estudado.
Refrigeração Líquida A refrigeração líquida usa o mesmo princípio da refrigeração a ar, porém usa líquido para transferir calor da base para o dissipador de calor. Além de apresentar maior desempenho, a refrigeração líquida oferece um nível de ruído menor do que o proporcionado por coolers a ar com ventoinhas.
Refrigeração Líquida Este sistema é também chamado water cooler, porém é importante saber que o líquido dentro do sistema não é composto somente de água, mas sim água com um aditivo similar ao usado por radiadores de carro. O dissipador de calor do sistema de refrigeração líquida é chamado radiador ou trocador de calor, enquanto que a base é chamada bloco ou placa fria.
Sistemas Avulsos Os sistemas de refrigeração líquida avulsos precisam ser montados pelo usuário. Após montado, o sistema precisa ser preenchido com líquido refrigerante. Este tipo de sistema é mais caro e dá mais trabalho, porém permite uma maior flexibilidade de configuração.
Sistemas Avulsos Por exemplo, o usuário pode usar um mesmo sistema para refrigerar não só o processador, como também o processador de vídeo e o chipset da placa-mãe, supondo que ele tenha comprado placas frias compatíveis com esses outros componentes. Além disso, o usuário pode expandir o seu sistema no futuro, adicionando a refrigeração desses outros componentes, o que não é possível em sistemas selados.
Bomba A bomba faz com que o líquido dentro do sistema fique circulando constantemente. Em geral, a base da bomba usa o mesmo padrão de furacão que ventoinhas, permitindo que você facilmente instale a bomba no painel inferior do gabinete, em gabinetes que trazem suporte para uma ventoinha em seu painel inferior.
Tanque de Expansão O tanque de expansão, também chamado reservatório, garante que não haverá pressão excessiva dentro do sistema. Este componente muitas vezes é acoplado à bomba.
Bloco do Processador Também chamada placa fria, é o equivalente à base dos coolers a ar. O líquido que está circulando dentro do bloco resfria o bloco, e o líquido é aquecido. Dessa forma, o líquido entra frio no bloco e sai quente dele.
Radiador Também chamado trocador de calor, é responsável por refrigerar o líquido, que está vindo aquecido do processador. O radiador usa uma ou mais ventoinhas.
Sistemas Externos Há no mercado alguns sistemas de refrigeração líquida onde o radiador, a bomba e o tanque de expansão estão localizados em um gabinete externo ao computador. Assim, você precisa apenas instalar o bloco sobre o processador, instalar as mangueiras e preencher o sistema com líquido refrigerante. Neste caso, você terá de usar um gabinete com orifícios para a passagem das mangueiras.
Sistemas Selados Os sistemas selados são bem mais simples, mais baratos e mais fáceis de serem instalados do que os sistemas avulsos, sendo recomendados a usuários comuns que querem ter o maior desempenho e menor nível de ruído oferecido pelos sistemas de refrigeração líquida, mas não querem ter o trabalho de montar um. Nesses sistemas, a bomba está embutida no bloco do processador, e o sistema já vem com o líquido refrigerante em seu interior. Em sistemas selados, a pasta térmica geralmente já vem aplicada de fábrica no bloco do processador, facilitado ainda mais a instalação do sistema. O radiador desse tipo de sistema tem o mesmo tamanho da ventoinha, permitindo que você instale o radiador em um local originalmente destinado a uma ventoinha de mesmo tamanho, normalmente substituindo a ventoinha traseira do gabinete.