Ciepło wytwarzane przez komputer

[bartosx]

Witam.
Muszę zrobić projekt chłodzenia komputera za pomocą cieczy.
Jak obliczyć ciepło Q wydzielane przez podzespoły komputera co za tym idzie ciepło wytwarzane przez cały komputer?

Z góry dziękuję za pomoc

[rafal.220]

Trochę nie logiczne pytanie...
W komputerze, tak jak w innej maszynie wszystkie elementy wydzielają ciepło. (tego ciepła może być więcej albo mniej, dlatego też chłodzi się tylko te układy bądź podzespoły które są narażone na uszkodzenie termiczne)

Co do ciepła wydzielanego przez cały komputer, to osobiście wykonał bym pomiar mocy czynnej... (owa wartość jest ściśle związana z wydzielanym ciepłem)
Oczywiście należy też pamiętać o tym, iż moc pobierana przez komputer nie jest jednoznacznie ustalona, co z kolei oznacza iż jest zależna od innych czynników procesowych...
Zatem ciepło wydzielane przez cały komputer poniekąd winno się liczyć z maksymalnego obciążenia procesów systemowych + wszystkie dodatkowe urządzenia w stanie aktywnym. (Do takiej sytuacji dochodzi rzadko, aczkolwiek jeśli mowa o systemie chłodzenia, to winien on posiadać zdolność odprowadzenia ciepła w takiej okoliczności )

[bartosx]

A jeżeli chodzi o same podzespoły? Czyli jak obliczyć ilość wydzielanego ciepła przez np. Kartę graficzną?

Projekt nie będzie miał zastosowania w praktyce więc chodzi tu o czysto teoretyczne wyliczenia ( nie muszą być idealnie dokładne)

[ECC88]

Wez termometr (najlepiej na podczerwien) i po prostu temperatuere zmierz.

[pajaczek]

Co do ciepła wydzielanego przez cały komputer, to osobiście wykonał bym pomiar mocy czynnej...

Ciekawe jak Ty chcesz to zrobić, biorąc pod uwagę że komputery są zasilane prądem stałym (Zasilacz to tylko konwerter zasilania i równie dobrze można go w takiej formie wyeliminować z rozważań jako część KOMPUTERA - vide laptop zasilany z akumulatora).

Co do termometru, to raczej zmierzy temperaturę a nie ciepło.

Pytanie, do czego ma tyć ten projekt? Bo widzę 3 wyjścia (od najłatwiejszego):
1) Przyjąć do obliczeń maksymalną moc zasilacza, wówczas będziesz miał co najwyżej zmienny zapas (zależnie od chwilowego obciążenia), ale tej mocy układ przekroczyć nie może.
2) Liczyć dla każdego podzespołu osobno... w sieci są kalkulatory mocy pobieranych przez typowe podzespoły. Są również podawane tzw powszechnie podawane TDP dla procesorów, mostków oraz gpu... poprzeglądaj sobie opisy/specyfikacje/porównania.
3) Obliczać precyzyjnie... i tu właściwie nie mam prostej recepty, bo jest to proces na tyle złożony że nie chce mi się nawet rozważać wszystkich zmiennych.

[rafal.220]

rafal.220 napisał(a):
Co do ciepła wydzielanego przez cały komputer, to osobiście wykonał bym pomiar mocy czynnej...


Ciekawe jak Ty chcesz to zrobić, biorąc pod uwagę że komputery są zasilane prądem stałym (Zasilacz to tylko konwerter zasilania i równie dobrze można go w takiej formie wyeliminować z rozważań jako część KOMPUTERA - vide laptop zasilany z akumulatora).

Hehe... A czy spadki napięcia w prądzie stałym nie są związane z pobieraną mocą, która to z kolei odpowiada za wydzielane ciepło ??
Poleciłem pomiar mocy czynnej z tego względu że taki komputer pobiera też z sieci moc bierną, a sugerowanie się samą mocą pozorną wprowadzi określony błąd w obliczeniach.

A jeżeli chodzi o same podzespoły? Czyli jak obliczyć ilość wydzielanego ciepła przez np. Kartę graficzną?

To zadanie jest trudne do rozwiązania ponieważ nie wiemy jaką energię zużywają pozostałe podzespoły. (być może pomocną okaże się DTR samej karty w której winien być zawarty bilans energetyczny w różnych trybach pracy takiej karty.

Jeśli nie posiadamy żadnych informacji na temat urządzenia, to zawsze możemy zarejestrować widmo z precyzyjnej kamery termowizyjnej, i na jego podstawie obliczyć ilość wydzielanego ciepła w określonym trybie pracy takiej karty.

[pajaczek]

Hehe... A czy spadki napięcia w prądzie stałym nie są związane z pobieraną mocą, która to z kolei odpowiada za wydzielane ciepło ?? Poleciłem pomiar mocy czynnej z tego względu że taki komputer pobiera też z sieci moc bierną, a sugerowanie się samą mocą pozorną wprowadzi określony błąd w obliczeniach.

No to Ci tłumaczę, że równie dobrze można ten komputer podpiąć do zasilania akumulatorowego czy jakiegoś innego źródła prądu stałego, nie będzie żadnej mocy czynnej/biernej/pozornej... będzie moc pobierana ze źródła. Czy to oznacza że nie wydzieli się ciepło? Moc pozorna pobierana przez komputer jest związana ze sposobem transformacji zasilania przez zasilacz, i tylko on wpływa na ten współczynnik...
Ciepło jest jak najbardziej powiązane z pobieraną mocą...
A spadki napięcia na czym? Myślisz o sprawności przetwornic zasilających?
No dobrze... może byłbym skłonny przyznać że ze względu na dyskretny charakter pracy maszyn cyfrowych pojawiają się jakieś fluktuacje, ale czy wystarczy to by określać moc czynną? A tym bardziej ją zmierzyć (czy dokładniej rozróżnić moc czynną i pozorną jeżeli już tak rozbijamy). Czym chcesz to zmierzyć, bo wchodzimy w zakresy MHz czy wręcz GHz?

A pomysł z termometrem dobry... o ile będziemy również rejestrować temperaturę otoczenia, bo ona również wpłynie na zarejestrowane wyniki temperatury podzespołów.

[rafal.220]

A spadki napięcia na czym? Myślisz o sprawności przetwornic zasilających?

Przetwornice to są groszowe sprawy.
Pisząc o sprawności mam na myśli tzw. martwe czasy tranzystorów...
Przecież taki tranzystor w czasie zmiany stanu logicznego wydzieli określone ciepło będące wynikiem przejścia z 0 → 1 bądź z 1 → 0
Teraz pomnóż to sobie przez ilość tranzystorów, do tego rozważ częstotliwość ich pracy oraz prąd potrzymania stanu logicznego jeśli mowa o strukturze TTL bądź wartość energii potrzebnej do nasycenia jeśli mowa o CMOS

Moc pozorna pobierana przez komputer jest związana ze sposobem transformacji zasilania przez zasilacz, i tylko on wpływa na ten współczynnik...

Co prawda w zasilaniu prądem stałym trudno jest mówić o mocy pozornej, aczkolwiek są jeszcze tzw. chwilowe wypadkowe których watomierz nie zmierzy. (owe wartości można pominąć ze względu na niewielką wartość)

[pajaczek]

Pisząc o sprawności mam na myśli tzw. martwe czasy tranzystorów... Przecież taki tranzystor w czasie zmiany stanu logicznego wydzieli określone ciepło będące wynikiem przejścia z 0 → 1 bądź z 1 → 0

Tak.. tylko to nie ma nic wspólnego z mocą czynną (czy bierną), moc ta jak wiemy związana jest z kątem przesunięcia napięcie/prąd na indukcji/pojemności... tranzystor w tym zakresie nie jest wszak elementem indukcyjnym... zmienia się rezystancja (kanału bądź złącza PN - ale na razie nie wchodźmy w szczegółowe teorie) - no chyba że będziesz liczyć pojemności bramki (przy milionach bramek sumaryczna pojemność może już robić wrażenie).

oraz prąd potrzymania stanu logicznego jeśli mowa o strukturze TTL bądź wartość energii potrzebnej do nasycenia jeśli mowa o CMOS

No tak... statycznie tym bardziej nie ma mowy o mocy pozornej, pojemności bramki się nie przeładowują, reszta to rezystancja, gdzie tu przesunięcie?

Co prawda w zasilaniu prądem stałym trudno jest mówić o mocy pozornej, aczkolwiek są jeszcze tzw. chwilowe wypadkowe których watomierz nie zmierzy. (owe wartości można pominąć ze względu na niewielką wartość)

Załóżmy że są... ponawiam więc pytanie, czym w takim razie chcesz to zmierzyć? (wszak namawiałeś do pomiaru)

[rafal.220]

rafal.220 napisał(a):
Pisząc o sprawności mam na myśli tzw. martwe czasy tranzystorów... Przecież taki tranzystor w czasie zmiany stanu logicznego wydzieli określone ciepło będące wynikiem przejścia z 0 → 1 bądź z 1 → 0

Tak.. tylko to nie ma nic wspólnego z mocą czynną (czy bierną), moc ta jak wiemy związana jest z kątem przesunięcia napięcie/prąd na indukcji/pojemności...

Autor pragnął aby obliczyć moc pobieraną przez cały komputer... (nie pisał o laptopach)

Jak obliczyć ciepło Q wydzielane przez podzespoły komputera co za tym idzie ciepło wytwarzane przez cały komputer?

Chyba jest oczywiste, że pod uwagę bierzemy też i zasilacz. (skoro cały komputer, to cały )

No tak... statycznie tym bardziej nie ma mowy o mocy pozornej, pojemności bramki się nie przeładowują, reszta to rezystancja, gdzie tu przesunięcie?

Czy ja gdziekolwiek pisałem o jakimś przesunięciu w prądzie stałym? (kolory tekstu wskazują na pewne spójności określonych zależności )

Co prawda w zasilaniu prądem stałym trudno jest mówić o mocy pozornej, aczkolwiek są jeszcze tzw. chwilowe wypadkowe których watomierz nie zmierzy. (owe wartości można pominąć ze względu na niewielką wartość)

Co prawda w zasilaniu prądem stałym trudno jest mówić o mocy pozornej, aczkolwiek są jeszcze tzw. chwilowe wypadkowe których watomierz nie zmierzy. (owe wartości można pominąć ze względu na niewielką wartość)

Załóżmy że są... ponawiam więc pytanie, czym w takim razie chcesz to zmierzyć? (wszak namawiałeś do pomiaru)

Ale po co chcesz mierzyć wartości chwilowe ?? (sugerujmy się tym co wskaże watomierz)

Edit: Zagnieżdzenie tagów

do poprawnego stanu
Pajączek

[pajaczek]

Autor pragnął aby obliczyć moc pobieraną przez cały komputer... (nie pisał o laptopach)

Tak dokładnie to pisał o cieple a nie o mocy, ale ok... nie będę się czepiał To da się przeliczyć (jeśli poznamy czas pracy).
Ale laptop to też komputer, czyż nie? Tyle że czasem pracujący bez zasilacza sieciowego... a że nie było wspomniane jaki to komputer, to dlaczego zakładasz że wyłącznie działający z zasilaczem sieciowym? (wykluczasz z tego laptopy)
Dalej... w pierwszym poście mamy że

projekt chłodzenia komputera za pomocą cieczy.
Jak obliczyć ciepło Q wydzielane przez podzespoły komputera

Poza tym chłodzenie cieczą zasilacza... niby można, ale raczej się tego nie praktykuje.

Chyba jest oczywiste, że pod uwagę bierzemy też i zasilacz. (skoro cały komputer, to cały )

Ok... to ja biorę pod uwagę tablet... to też cały komputer... działa "z akumulatora". Palmtop... j/w. Raspberry Pi

Czy ja gdziekolwiek pisałem o jakimś przesunięciu w prądzie stałym? (kolory tekstu wskazują na pewne spójności określonych zależności )

Jawnie... nie, ale pisałeś o mocy czynnej i biernej... to przytocz mi tutaj proszę wzory na moc czynna i na moc bierną...
Ps. Już samo określenie WATOMIERZA sugeruje moc czynną... w końcu tylko tą mierzymy w Watach.
Na samym początku sugerowałeś różnicę pomiędzy mocą czynną i pozorną, to ja się pytam czym chcesz zmierzyć różnicę tych mocy przy charakterze obciążenia jakim jest przeciętny komputer (czy tutaj niech będzie, zasilacz komputerowy, nawet załóżmy że pozbawiony układów PFC)?

[rafal.220]

Tak dokładnie to pisał o cieple a nie o mocy, ale ok... nie będę się czepiał To da się przeliczyć (jeśli poznamy czas pracy).
Ale laptop to też komputer, czyż nie? Tyle że czasem pracujący bez zasilacza sieciowego... a że nie było wspomniane jaki to komputer, to dlaczego zakładasz że wyłącznie działający z zasilaczem sieciowym? (wykluczasz z tego laptopy)

Ale co za różnica??
Urządzenie tak czy inaczej pobierze określoną moc, bez względu na to z czego jest zasilane, a skoro mowa o całym komputerze, to należy też wliczyć straty mocy w samym zasilaczu, bo w końcu z samych akumulatorów to długo nie pociągnie...

Ok... to ja biorę pod uwagę tablet... to też cały komputer... działa "z akumulatora". Palmtop... j/w. Raspberry Pi

No i jak długo będzie Ci działać ? Prędzej czy później i tak podłączysz go do sieci, a wtedy wliczysz straty na samej przetwornicy + określony czas na naładowanie akumulatora + energię do zasilenia urządzenia...
Pewnych rzeczy nie przeskoczysz..

Jawnie... nie, ale pisałeś o mocy czynnej i biernej... to przytocz mi tutaj proszę wzory na moc czynna i na moc bierną...
Ps. Już samo określenie WATOMIERZA sugeruje moc czynną... w końcu tylko tą mierzymy w Watach.
Na samym początku sugerowałeś różnicę pomiędzy mocą czynną i pozorną, to ja się pytam czym chcesz zmierzyć różnicę tych mocy przy charakterze obciążenia jakim jest przeciętny komputer (czy tutaj niech będzie, zasilacz komputerowy, nawet załóżmy że pozbawiony układów PFC)?

Te wzory w prądzie stałym nie mają sensu, aczkolwiek moc pobieraną przez urządzenie podaje się w watach, z tym że w prądzie zmiennym dochodzi Ci jeszcze współczynnik kąta φ

[pajaczek]

Te wzory w prądzie stałym nie mają sensu, aczkolwiek moc pobieraną przez urządzenie podaje się w watach, z tym że w prądzie zmiennym dochodzi Ci jeszcze współczynnik kąta φ

No to skoro nie mają sensu, to pytam jeszcze raz, po co tak usilnie forsujesz podział na moce czynną/bierną/pozorną? Bo od samego początku tego zrozumieć nie mogę.

w końcu z samych akumulatorów to długo nie pociągnie...

10-15 godzin wystarczy?? Wytrzymasz tyle ciągłej pracy przy kompie?

Ale co za różnica?? Urządzenie tak czy inaczej pobierze określoną moc, bez względu na to z czego jest zasilane, a skoro mowa o całym komputerze, to należy też wliczyć straty mocy w samym zasilaczu

Ty ciągle chyba nie rozumiesz że pytającemu chodzi o układ CHŁODZENIA komputera, ma gdzieś straty mocy jako takie, współczynnik PCF i inne podobne "bzdury". Podchodzisz do tego jak elektryk energetyk, a tu chodzi o zwykłe chłodzenie... interesuje nas ta część komputera która się grzeje i tylko pod kątem odprowadzenia z niej ciepła, a właściwie obliczenia/oszacowania ile tego ciepła trzeba odprowadzić.

Btw. A jak tak już komplikować i brnąć w Twoją logikę z zasilaczem... to trzeba jeszcze wliczyć straty mocy na przewodach energetycznych, stacjach transformatorowych... na elektrowni kończąc. W końcu bez tych składników komputer nie będzie działał "długo". Wiem... tutaj już jestem trochę złośliwy, ale jasno to podkreślam. A jak mi skontrujesz że zasilacz jest częścią komputera a elektrownia nie... to od razu przypominam że laptop to też rodzaj komputera... jego akumulator mogę wymieniać na naładowane gdzie indziej... nie muszę koniecznie podłączać zasilania do tego konkretnego urządzenia... mogę podłączyć pod instalację w samochodzie i stamtąd zasilać.

Ps. Jeśli w pytaniu chodziło by o obliczenie/oszacowanie energii zużywanej przez komputer, czy kosztów pracy komputera to pierwszy przyznał bym Ci rację że wliczamy w to koszty niezbędne do zasilenia, a więc ew. koszty pracy zasilacza sieciowego. W przypadku chłodzenia zasilacz jest niejako poza tym a dodatkowo niepotrzebnie komplikuje sprawę - gra nie warta świeczki.
Chociaż... gdyby rozważać np. farmę - datacenter... no ale wówczas nie mówilibyśmy o komputerze a o całości jako takiej... i raczej nie było by określenia "chłodzenie wodne" w pytaniu, mimo że takie obiekty chłodzi się pośrednio cieczami.

[rafal.220]

No to skoro nie mają sensu, to pytam jeszcze raz, po co tak usilnie forsujesz podział na moce czynną/bierną/pozorną? Bo od samego początku tego zrozumieć nie mogę.

A po to, że miał być cały komputer, a zasilacz też jest jego częścią, i nie ważne czy laptop, czy stacjonarny...
Skoro wykonujemy pomiar od samego początku, to bierzemy pod uwagę też i zasilacz który zazwyczaj jest zasilany z sieci. (gdyby sprawność zasilacza wynosiła 100% a jego charakter był czynny, to bym go pominął)

10-15 godzin wystarczy?? Wytrzymasz tyle ciągłej pracy przy kompie?

A co będzie po tych 15 godzinach? Sam się naładuje, czy może podłączysz go do zasilacza? który oczywiście ma określoną sprawność?

Ty ciągle chyba nie rozumiesz że pytającemu chodzi o układ CHŁODZENIA komputera

dokładnie to rozumiem, a moja odpowiedź była związana z tym zapytaniem.

Jak obliczyć ciepło Q wydzielane przez podzespoły komputera co za tym idzie ciepło wytwarzane przez cały komputer?

Zasilacz też jest jego częścią.

Podchodzisz do tego jak elektryk energetyk, a tu chodzi o zwykłe chłodzenie... interesuje nas ta część komputera która się grzeje i tylko pod kątem odprowadzenia z niej ciepła,

Na to stwierdzenie też udzieliłem swojej sugestii (wystarczy czytać ze zrozumieniem posty)

To zadanie jest trudne do rozwiązania ponieważ nie wiemy jaką energię zużywają pozostałe podzespoły. (być może pomocną okaże się DTR samej karty w której winien być zawarty bilans energetyczny w różnych trybach pracy takiej karty.

Jeśli nie posiadamy żadnych informacji na temat urządzenia, to zawsze możemy zarejestrować widmo z precyzyjnej kamery termowizyjnej, i na jego podstawie obliczyć ilość wydzielanego ciepła w określonym trybie pracy takiej karty.

Skoro pytanie nie jest do końca dobrze sformowane i nie określa jednoznacznie czy to ma być laptop czy stacjonarny to moje odpowiedzi też są ogólnikowe. (proszę pamiętać też o tym że w komputerach stacjonarnych bardzo często układ chłodzenia zasilacza wspomaga przewiew całej skrzynki )
Podstawą jest dobrze sformowane pytanie. (gdyby kolega uważnie czytał posty, to by zauważył iż autor dalej pisał tak:)

A jeżeli chodzi o same podzespoły? Czyli jak obliczyć ilość wydzielanego ciepła przez np. Kartę graficzną?

na co moja odpowiedź przedstawiała się następująco:

To zadanie jest trudne do rozwiązania ponieważ nie wiemy jaką energię zużywają pozostałe podzespoły. (być może pomocną okaże się DTR samej karty w której winien być zawarty bilans energetyczny w różnych trybach pracy takiej karty.

Jeśli nie posiadamy żadnych informacji na temat urządzenia, to zawsze możemy zarejestrować widmo z precyzyjnej kamery termowizyjnej, i na jego podstawie obliczyć ilość wydzielanego ciepła w określonym trybie pracy takiej karty.

I po co ten cały of-top ?

[pajaczek]

proszę pamiętać też o tym że w komputerach stacjonarnych bardzo często układ chłodzenia zasilacza wspomaga przewiew całej skrzynki

widzialeś komputer którego zasilacz opływa ciecz chłodząca resztę? bo w pytaniu było też wyraźnie (co już podkreślałem) że chodzi o chłodzenie cieczą.

Ale ok...
Poddaję się... nie będę pisał 10 raz tego samego bo widać że nie dociera że nie każdy komputer jest zasilany z sieci prądu przemiennego, że mogę wymienić akumulator, że mogę zasilić ze źródła prądu stałego. Już pomijając fakt że nigdzie w pytaniu nie ma tego sformułowania "całego komputera", oraz że dla celów obliczenia wydzielanego ciepła Twoje rozważania o mocach biernych nie bardzo mają sens... że zasilacze miewają korekcję PFC

Ok. faktycznie dość bo dyskutujemy o niczym, jak autor zechce kontynuować temat i rozwinie się jakoś sensownie to powyższe rozważania prawdopodobnie znikną.

[rafal.220]

Już pomijając fakt że nigdzie w pytaniu nie ma tego sformułowania "całego komputera"

Witam.
Muszę zrobić projekt chłodzenia komputera za pomocą cieczy.
Jak obliczyć ciepło Q wydzielane przez podzespoły komputera co za tym idzie ciepło wytwarzane przez cały komputer?

Tak jak pisałem wcześniej. (w tym przypadku offtop jest zbędny ze względu na nieściśle sformułowane pytanie w pierwszym poście autora )