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Cooler

Você já deve ter notado que grande parte dos equipamentos eletrônicos aquecem quando em funcionamento. Isso se deve a um fenômeno físico natural que faz com que parte da energia utilizada no funcionamento se transforme em calor.

Equipamentos como os computadores tendem a ter esse fenômeno de forma mais acentuada. O processador, por exemplo, aquece bastante, principalmente quando se utiliza softwares pesados, que exigem muita capacidade de processamento.

Nesse contexto, surge a necessidade de encontrar soluções para controlar a temperatura do computador.

O cooler é uma peça de funcionamento extremamente simples, mas que é indispensável para qualquer computador, seja ele um desktop ou um notebook. É o cooler o responsável por refrigerar os principais componentes do computador, como o processador e as placas gráficas que, geralmente, já vêm com seus coolers dedicados.

Seu funcionamento é semelhante ao de um pequeno ventilador, ou também pode funcionar como exaustor. Em ambos os casos a velocidade de rotação vai estar relacionada com a temperatura do computador.

Normalmente, em um computador existem dois coolers, ficando um responsável pela ventilação do processador e o outro fica posicionado na parte traseira do gabinete, refrigerando a fonte de alimentação e exercendo a função de exaustor, retirando o ar quente de dentro da CPU. Contudo, dependendo do tipo de máquina, pode haver a necessidade de vários coolers, ou outros tipos mais eficientes.

Os coolers são peças extremamente importantes para o funcionamento do computador. São os responsáveis por manter o funcionamento dos componentes sempre em temperatura segura, evitando superaquecimento e até a queima deles.

Atualmente, existem diversos tipos de computadores com várias aplicações, cada uma com as suas exigências de performance, seja no uso doméstico ou empresarial. Toda essa performance também influi na temperatura.

Em razão disso, os coolers também evoluíram e estão mais eficientes e silenciosos.

Atualmente, existem vários tipos de coolers, que variam em suas capacidades de resfriamento, tamanho, preço, e etc.

Os engenheiros começaram colocando algumas placas de metal em cima do processador para dissipar o calor, elas são conhecidas como "dissipadores de calor".
Com a evolução dos processadores, só essa tecnologia não foi suficiente. Sendo assim, decidiram colocar um ventilador em cima dessas placas de metal para ajudar a resfriar o computador. Os ventiladores são conhecidos como "coolers.

Depois de algum tempo, os mesmos engenheiros perceberam que o gabinete do computador ficava cheio de ar quente e que isso prejudicava o desempenho da máquina. Foi assim que surgiram os exaustores ou fans - ventiladores que expulsam o ar quente de dentro do computador.

Como já dissemos, os coolers são ventiladores colocados sobre os dissipadores para manter alguns componentes frios. Existem vários tipos de cooler.

AIR-COOLER

O mais comum e mais barato dos sistemas de refrigeração é o cooler à base de ar. Ele é composto por um dissipador — peça de cobre ou alumínio (que faz a troca de calor com o componente a ser resfriado), que faz contato com o processador — e um ventilador que gira constantemente para remover o calor excessivo da CPU.

Os processadores, por padrão, já costumam vir com coolers desse tipo, por serem mais baratos. Contudo, não são os mais indicados para quem utiliza processadores mais potentes e costuma rodar programas mais pesados.

O Air Cooler do processador vem acompanhado de uma pasta térmica, na qual fica entre a CPU e o dissipador do cooler. A pasta térmica é outra peça-chave para a dissipação do calor. Essa substância parecida com cola é aplicada embaixo do dissipador e serve para preencher as lacunas de ar existentes entre o processador e o cooler. Vale salientar que esse composto é um bom condutor de calor, o que ajuda na hora da refrigeração do chip.

Coolers com dissipadores (Foto: Divulgação)

A maioria dos chips da Intel e AMD traz um air-cooler. As ventoinhas desses sistemas podem girar em diferentes velocidades, contudo, o resfriamento do componente não depende apenas da quantidade de rotações por minuto. O material empregado na construção do dissipador pode fazer toda diferença, por isso alguns coolers são tão caros.

(Fonte da imagem: Divulgação/Cooler Master)

Também é importante notar que existem muitas diferenças entre os modelos comercializados pelas tantas fabricantes. Alguns direcionam o calor para parte traseira do gabinete, enquanto outros jogam a energia excessiva para a lateral.

(Fonte da imagem: Divulgação/Zalman)

Cooler decorativo. (Foto: Divulgação)

Os coolers decorativos são voltados para os amantes de Case Mod. Existem nas mais variadas cores, com leds, neon, e até os que brilham no escuro. Esses coolers focam a aparência do computador e muitas vezes não têm a mesma eficiência de refrigeração que os ventiladores.

WATER-COOLER

Essa é uma alternativa mais robusta e eficiente para a refrigeração de alguns componentes do computador. O seu funcionamento é semelhante ao sistema de resfriamento de um carro. Uma bomba joga a água fria sobre um dissipador. A água quente passa por outra tubulação e vai para um radiador, onde é esfriada por uma ventoinha.

Os water-coolers convencionais utilizam um líquido refrigerante – geralmente água destilada para essa tarefa. A água corre por mangueiras, fazendo um ciclo. Esse líquido vai até o processador, onde troca calor com o mesmo, depois é bombeado para o radiador, onde outros coolers ventilam o líquido para resfriá-lo.

A base de água, o water cooler possui uma água com substâncias adicionais que ajudam na absorção do calor. Porém, o grande revés do Water Cooler é somente um: o alto custo. Enquanto Air Coolers podem valer até R$ 50,00, o Water Cooler já passa a valer por volta de R$ 250,00 para cima.

Muito utilizado pelos amantes do Overclock, para gelar os componentes turbinados dos computadores.

Water coolers (Foto: Divulgação)

Dependendo da tubulação, a água pode ser transferida por tubos de acrílico e receber corantes específicos. Além disso, a maioria das empresas adiciona aditivos à água para melhorar a vida útil do sistema.

Existem vários entusiastas que fazem water coolers caseiros. No entanto, isso só é recomendado às pessoas com muita experiência em refrigeração. Além disso, é preciso muita coragem, pois qualquer vazamento pode destruir o computador.

O water coooler, cooler de água, ou arrefecimento de água de um computador refere-se ao processo usado para diminuir as temperaturas dos componentes de um computador usando um sistema fechado de troca de calor que envolve um radiador, ventoinhas, e uma tubulação com um líquido de arrefecimento. Não é exatamente água que é usado, mas o termo é mais fácil de ser compreendido.

As velocidades dos processadores , placas de vídeo, memórias, e diversos componentes de computadores tem aumentado drasticamente nos últimos anos, assim como o calor gerado por eles. Enquanto as ventoinhas de uma CPU podem fazer um decente no resfriamento de um PC, elas podem não ser a solução ideal para ter deixar o computador em uma temperatura ideal.

Você tem um radiador, formado por vários pequenos filamentos de metal, que permitem que pequenas quantidades de líquido passem por eles, permitindo a troca de calor com o ambiente. Fixado ao radiador estará uma ou mais ventoinhas, soprando ou puxando ar para o radiador, otimizando essa troca de calor. Conectados nas extremidades do radiador, estão tubos que se conectam ao processador, memória, placa de vídeo, etc, em “bombas” que fazem o líquido de arrefecimento circular no sistema. O calor das partes do computador passa para o líquido, que vai para o radiador, toca esse calor com ar, e volta frio para receber calor de novo, em um ciclo que mantém seu computador fresquinho.

Um kit de water cooler completo para processador, incluindo a bomba de água, radiador, e o reservatório do líquido de arrefecimento. (Foto: www.custombuildcomputers.com)

Vantagens do water cooler

Um water cooler pode remover o calor aproximadamente mais rápido do que uma ventoinha. Um sistema de arrefecimento a água poderoso também permite que o sistema trabalhe em uma maior velocidade e reduza o ruído de todo o seu PC. Isso é bom porque permite uma maior margem para o overclock, por exemplo, para quem gosta ou precisa fazer esse tipo de trabalho no computador. Como já existem muitas empresas que fazem sistemas de arrefecimento líquido vendidos prontos, é pouca ou quase nula a chance de vazamentos, o preço é mais acessível, e a instalação é fácil. A maior vantagem de todas é que um sistema de water cooler fechado, pronto, tem uma manutenção quase nula, baseada na limpeza das ventoinhas e do radiador, que é facilitada.

Desvantagens do water cooler

Infelizmente, um sistema refrigerado a água pode sair mais caro, mas já há soluções de arrefecimento a água que compensam o preço. Sistemas personalizados, no entanto, além de saírem caros, podem começar a vazar, e líquidos não combinam bem com eletrônicos. Você tem que saber o que faz. O custo, mesmo dos sistemas prontos para uso, ainda é maior do que as ventoinhas a ar, mas não é uma grande desvantagem em si. Se o seu kit for caseiro, você ainda terá que adicionar o custo de manutenção do líquido de arrefecimento, que inclui a troca do líquido e limpeza da tubulação.

Com os LED certos, saca só o visual que fica o PC com arrefecimento líquido! (Foto: www.youtube.com)

Explicamos acima o funcionamento do water cooler, mas vamos aprofundar um pouco mais. Temos os seguintes componentes, com suas seguintes funções:

Radiador: responsável pela troca de calor do líquido de arrefecimento com o ar

Bomba de água: responsável por circular a água no sistema, mantendo os componentes sempre “abastecidos” com líquido arrefecido

Tubulação: responsável por circular o líquido de arrefecimento sem vazamentos

Bloco de água/reservatório de liquido de arrefecimento: para sistemas mais complexos ou com mais componentes, é necessário um reservatório de líquido de arrefecimento para abastecer o circuito.

Ventoinhas: responsáveis por otimizar a troca de calor entre o radiador e o ambiente.

Líquido de arrefecimento (água): não é usado água em water coolers. O líquido de arrefecimento é uma mistura de água destilada com um composto especial que preserva os componentes metálicos do sistema. Sem essa mistura, o sistema enferrujaria em pouco tempo. Por isso, se você tem um sistema caseiro, compre apenas líquido de arrefecimento pronto.

A água (entenda como líquido de arrefecimento) começa o circuito no radiador ou reservatório, resfriada. No meio desse sistema, geralmente, há uma bomba de água (normalmente conectada ao componente do PC). No componente, geralmente há uma placa de metal grande conectada diretamente à parte ou às partes que mais geram calor. A água passa diretamente “atrás” dessas placas de metais, trocando o calor com o componente do PC de forma indireta (o metal conduz o calor até a água). A água, que está sendo bombeada no circuito, é levada de volta até o radiador, que então resfria o líquido novamente e retoma o ciclo.

Se o sistema tiver algum mau funcionamento, ou se o water cooler não estiver resfriando bem algum dos componentes, geralmente o computador dará alguns avisos, como sinais sonoros, travamentos, ou até mesmo sinais visuais. Quase todos os componentes modernos de computadores já vem com monitores de temperatura, e verificar isso é fácil.

Definitivamente, o water cooler é a melhor opção para o PC Gamer, ou para aqueles que precisam de um maior desempenho do computador. Mesmo quem precisa economizar no PC pode investir em um water cooler que não vai se decepcionar.

Para um PC de escritório ou para uso casual (vídeos, internet, etc), um water cooler é um luxo opcional, desnecessário, que só adiciona o conforto de fazer menos barulho que uma ventoinha tradicional.

Um fator interessante dos water coolers é que se você é uma pessoa que quer aprender novas habilidades, principalmente aprender a montar um computador, fazer um water cooler é um desafio que vai te ensinar ótimas habilidades de montagem de computador, desde o planejamento, questões de restrição orçamentária, e manutenção de um sistema de water cooler.

Além de tudo isso, visualmente, líquidos de arrefecimento de diferentes cores ficam muito legais em computadores, bem mais legal do que uma ventoinha, girando.

HEAT PIPE

Este líquido absorve o calor do chip e sobe pela tubulação, onde uma ventoinha trabalha para resfriá-lo, consequentemente, o líquido mais frio desce, e esse ciclo se repete.

Esse sistema é bastante utilizado em placas de vídeo e notebooks, contudo, também é encontrado em processadores.

O heat pipe é um cooler que utiliza tubos(de alta condutividade térmica) em cima da base do dissipador, junto de um líquido para refrigerar o processador. Neste caso, o líquido que está dentro do tubo aquece (absorve o calor do chip), absorvendo o calor, e sobe (pela tubulação, onde uma ventoinha trabalha para resfria-lo) assim fazendo o líquido (mais frio) que está em cima descer para esquentar, enquanto o que estava em baixo volta a uma temperatura mais fria, repetindo este ciclo.

O Heatpipe cooler funciona mais ou menos como uma geladeira: O gás frio refrigera o processador até o gás ferver. Quando ele evapora, vai para uma central onde é refrigerado, e volta ao processador, completando o ciclo.

Heapipe Coolers (Foto: Divulgação)

Heatpipe, em tradução literal, significa tubo de calor. O problema desse tipo de cooler é o alto custo (se comparado com os Watercoolers ou com os Aircoolers).

Como funcionam os heat-pipes e vapor chambers

Apesar de seu uso crescente e da sua função essencial em muitos sistemas de refrigeração, os heat-pipes são uma tecnologia frequentemente incompreendida. Alguns acham que eles são meros tubos de cobre sólido, enquanto outros entendem que eles são baseados na evaporação de fluídos, mas não sabem explicar exatamente como isso acontece. Além de oferecerem uma eficiência impressionante em relação ao transporte do calor (cerca de 100 vezes mais do que um condutor sólido), os heat-pipes oferecem algumas possibilidades interessantes, como o fato de continuarem a funcionar mesmo quando montados de lado ou até mesmo de ponta-cabeça. Além deles temos os vapor-chambers, que apesar do formato diferente são baseados no mesmo princípio.

Os heat-pipes são usados como sistemas de transferência de calor, levando o calor da base (quente), até o dissipador (frio), usando uma pequena quantidade de líquido (geralmente uma mistura de água com etanol ou metanol) que é perpetuamente evaporado e condensado, criando a troca. Isso explica como eles podem ser tão eficientes, já que líquido e vapor permitem transportar o calor de uma forma muito mais eficiente que uma barra sólida de metal.

O heat-pipe é apenas parcialmente preenchido com o líquido. Todo o ar é retirado, criando um quase vácuo, o que favorece a evaporação e condensação do líquido, melhorando a eficiência. O princípio de funcionamento é simples: o líquido evapora com o calor produzido pela CPU ou GPU e condensa ao se aproximar das aletas do fan, onde a temperatura é bem mais baixa. O grande problema é como fazer o líquido condensado voltar para a parte quente, já que se apenas a gravidade agisse, os heat-pipes só funcionariam na vertical.

Para que eles funcionem em qualquer direção, o transporte é feito usando um "pavio" (wick). A ideia

central é a mesma de quando você coloca o canto de um pano na água. O pano "puxa" a água, fazendo-a ir contra a gravidade. Este "pavio" pode ser composto de pó de cobre, depositado sobre as laterais do heat-pipe, espuma de cobre, produzida usando um processo mais complicado, ou mesmo outros materiais. De qualquer forma a aparência básica é a mesma: um tubo dentro do tubo, deixando a parte central vazia para a passagem do vapor:

Quando o heat-pipe é colocado em funcionamento, o fluxo de vapor gerado pela parte quente também ajuda no transporte do fluído condensado, criando um circuito rápido de evaporação e condensação que transporta o calor rapidamente.

Em seguida temos os vapor-chambers, que são basicamente heat-pipes achatados, que funcionam

basicamente da mesma forma, mas oferecem uma flexibilidade maior, podendo ser usados em situações onde não seria possível acomodar tubos do diâmetro de um canudo, como no caso de muitos designs de coolers para GPUs e servidores, onde o vapor-chamber é usado para fazer a junção entre a base e as aletas do cooler.

Pode parecer um cooler de cobre convencional, mas se você pudesse fazer um corte transversal veria uma estranha camada parcialmente oca entre a base e as a letas, com apenas alguns milímetros de espessura:

Assim como em um heat-pipe, o vapor-chamber possui um lado quente e um lado frio, e é preenchido internamente com um fluído líquido e um "pavio" de espuma de cobre ou outro material que faz o transporte. A diferença é que em vez de um tubo temos um quadrado muito fino.

O vapor chamber tem unicamente a função de transportar o calor, mas ele o faz de forma muito mais eficiente que uma simples camada de cobre sólido, o que explica o uso em designs para TDPs elevados. Entre o heat-pipe e o vapor-chamber a questão central é o formato do cooler: se você tem espaço suficiente para acomodar tubos, os heat-pipes são a solução mais barata. Entretanto, se você precisa de algo muito compacto ou fino, os vapor-chambers acabam sendo a única opção.

Cooler Box

É um processador que já vem com o cooler então por isso e chamado de cooler box por que já vem com o processador original ou seja da AMD ou Intel. São bons sim, agora se for para fazer overclock já não acho muito bom dependendo do overclock.

Foi feito para segurar ele na voltagem normal... geralmente eles são adequados para seu uso “normal”.

A "pasta térmica" que vem nos Coolers BOX é boa??

Não. Os elastômeros que os fabricantes colocam sob os Cooler in a BOX são horríveis. É recomendavel a sua retirada e substituíção por uma pasta térmica de verdade, de preferência as de Prata. Os elastômeros não estão presentes apenas nos Coolers BOX de Processadores, mas também na maioria dos Coolers de Placa de Vídeo, e memórias. Se for possível a substituição desses elastômeros por pasta térmica, substitua, se não, não há problemas (substituir o elastômero das memorias RAM não é recomendável, pois retira a garantia dada pelo fabricante). Os elastômeros são um jeito barato e fácil para os fabricantes entregarem um Cooler "completo" aos clientes.

Refrigeração a nitrogênio

Temos também a refrigeração a nitrogênio, na qual é a mais eficiente, porém não é adaptada. Este cooler é usado por pessoas que querem aumentar a capacidade de seus PCs através da técnica de Overclock. Com o gabinete aberto (ou com o Hardware montado fora de um gabinete) os entusiastas no assunto utilizam um tubo para jogar a substância sobre o chip, assim refrigerando o mesmo.

O nitrogênio líquido, uma variação do water cooler, consegue deixar seu computador trabalhando – literalmente – abaixo de zero. No lugar da água utiliza-se nitrogênio líquido.
Os riscos de utilizar o nitrogênio como refrigerante são muito maiores do que os benefícios, para a maioria dos usuários.

O nitrogênio líquido congela o aço ao ponto dele estilhaçar como o vidro. Significa que um vazamento pode estilhaçar sua placa-mãe, processador e até o gabinete, além disso, o menor contato com a pele, sem a proteção adequada, pode significar a perda de um membro.

Tirando esses pequenos problemas, computadores refrigerados a nitro costumam atingir recordes de velocidade incríveis.

Há também os coolers de mesa, que são feitos para notebooks e ficam a baixo dos mesmos, porem são apenas para dissipar o ar quente e são conectados geralmente via USB no próprio notebook.

Resfriamento por submersão (Foto: Divulgação)

Se você realmente quer manter seu computador frio, pode optar por deixá-lo dentro de um aquário cheio de óleo. O óleo é um líquido que não conduz eletricidade e consegue manter seu computador gelado mesmo nas tarefas mais árduas.

A Pudget Systems produz kits de resfriamento a óleo mineral. A desvantagem é que você precisa gastar uma boa grana para submergir seu computador no óleo. A vantagem é que o óleo mineral não tem cheiro.

Dispositivos Peltier

Os dispositivos Peltier são bem diferentes dos coolers convencionais. Para começar, esses dispositivos utilizam circuitos elétricos para mover o calor de um lado para o outro de uma placa, fazendo com que a

temperatura baixe até 120º célsius.

Seria uma solução de refrigeração perfeita se o alto consumo de energia e a condensação de água que eles geram não existissem. Ou seja, se você vai usar um dispositivo desses, tenha em mente duas coisas : 1 - Use uma fonte de boa qualidade. 2 - tome muito cuidado com a condensação de água, afinal, água e componentes eletrônicos não combinam muito bem.

Quando uma diferença de potencial é aplicada em um dispositivo Peltier ele atua como uma bomba de calor termoelétrica que transfere calor de um lado para outro e uma das faces esfria enquanto a outra esquenta (efeito Peltier).

Coloca-se uma gota de água sobre a face do dispositivo marcada com um disco azul. Quando o dispositivo é ligado a uma fonte de tensão, observa-se que essa face esfria e, depois de alguns instante, a gota de água congela.

Esse dispositivo Peltier consiste de uma série de junções pn de silício ligadas eletricamente em série e termicamente, em paralelo.

Temos os três dispositivos indicados nesta tabela.

Potência (W)			Imax (A)	ΔT(K)ΔT(K)
42			4,0	65
60			6,0	65
75	8,0	65

Fan

Fan ou exaustor é um ventilador que serve para empurrar o ar quente do computador para fora do gabinete.

Fan (Foto: Divulgação)

Ao contrário dos coolers, os exaustores não têm muitos modelos diferentes para a venda, sendo que os principais só possuem modificações no tamanho e cor dos ventiladores.

Os exaustores devem ser instalados na parte de cima do computador, para que o ar quente saia do gabinete. Os mesmos ventiladores também podem ser instalados na parte de baixo, mas com a direção do vento oposta. Ou seja, para permitir que o ar frio entre no computador.

Na direita 1 reservatorio para CPU e outro para as GPU que sobem até o radiador no teto do gabinete a CPU (falei que tinha radiador de 4 fans) e embaixo escondido o radiador das GPU usando tubos de acrílico com pigmento amarelo

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segunda-feira, 28 de agosto de 2017

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sexta-feira, 25 de agosto de 2017

COOLERs

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