Кулер (система охлаждения)

Несмотря на то, что слово для названия устройства заимствовано из английского языка (cool — охлаждать), в русском языке оно имеет более узкое значение. Наибольшая частота употребления слова в русском языке приходится на устройство, являющее собой сборку вентилятора и радиатора, устанавливаемую на процессоры/контроллеры и видеоадаптеры персональных компьютеров с целью отвода выделяемого тепла^[1].

Кулер применяется при необходимости обеспечения бо́льшего протока воздуха в контрольных точках (при не очень большой мощности чипа или при ограниченной вычислительной ёмкости задач, достаточно бывает только радиатора, без вентилятора)^[3].

Конструктивно используется следующая схема^[4]:

• на тепловыделяющий компонент устанавливается теплоотводящий радиатор из материала с высокой теплопроводностью (в основном алюминий и медь^[4][5]).
• на стык между тепловыделяющей и теплоотводящей поверхностями радиатора наносится слой термоинтерфейса (например, в виде термопасты) для уменьшения потерь теплопроводности на стыке, обусловленных возможными неровностями на этих поверхностях.
• на радиатор прикрепляется вентилятор, нагнетающий воздух к радиатору. По мере развития, кроме проводов питания, в шлейф вентилятора был добавлен провод, подключающий встроенный в конструкцию вентилятора тахометр, что позволило ввести обратную связь и при помощи изменения напряжения регулировать скорость вращения вентиляторов (как правило, на материнской плате эта функция реализована в контроллере Super I/O).

Для увеличения полезной площади радиатора (с сопутствующим повышением теплоотдачи) производители в широких пределах варьируют материалом (или собирают конструкцию из медной «пятки» и окружающих её алюминиевых рёбер) и геометрическими формами, вследствие чего радиатор порой принимает весьма причудливые формы. Часто это также обуславливается стремлением производителя внешним видом своего продукта привлечь внимание потребителей, неравнодушных к причудливым формам^[2]. Матовая (чёрная) поверхность радиатора будут излучать тепло гораздо более эффективно, чем голый (неокрашенный) блестящий металл^[6].

При ограниченности пространства непосредственно у процессора и необходимости отводить от малой площади большой поток тепла, используют тепловые трубки^[7][8]. Эффективность теплопередачи тепловой трубки на единицу сечения выше, чем у теплопередачи через сплошной металл^[5].

Благодаря такому подходу становится возможным передавать тепло с малой площади кристалла процессора на большой радиатор, находящийся на некотором расстоянии. Особенно большую поверхность имеют радиаторы, специально созданные для работы без вентилятора, что позволяет значительно снизить шум компьютера^[3].