Wanneer u een computer gebruikt, plaatst u uw hand op de bovenkant of achterkant van het apparaat. U merkt mogelijk dat deze gebieden warmer zijn dan de omgevingstemperatuur. Als u een typische desktopcomputer gebruikt, hoort u mogelijk ook het gezoem van de interne ventilator die hete lucht uitblaast en koele lucht over de interne componenten circuleert.
Wat u voelt en hoort, is het koelsysteem van de computer dat continu werkt om te voorkomen dat de computerprocessor oververhit raakt, wat interne componenten kan beschadigen.

Koeling is een van de meest kritische overwegingen bij elk computerontwerp, en er zijn meerdere oplossingen voor dit probleem. De keuze van de oplossing door ontwerpers hangt af van het beoogde gebruik van de computer en de verwachte operationele omgeving.

Waarom genereren computers warmte?

Het antwoord ligt in elektrische geleidbaarheid. Alle materialen hebben een bepaald weerstandsniveau, wat aangeeft hoe gemakkelijk elektronen door het materiaal kunnen passeren. De weerstand van materialen zorgt ervoor dat een deel van de elektrische energie wordt verspild in de vorm van warmte. Daarom zijn supergeleiders, materialen die elektriciteit zonder verlies kunnen geleiden, zo zeer gewild.
Totdat we dit doel bereiken, kunnen we onze computers echter alleen maar blijven koelen.

De belangrijkste warmtebronnen in een computer zijn:

CPU en GPU: De Central Processing Unit (CPU) en Graphics Processing Unit (GPU) behoren tot de componenten in een computer die op de hoogste temperaturen werken. Ze voeren miljoenen berekeningen per minuut uit en zijn relatief klein van formaat, wat betekent dat de warmte geconcentreerder is. Daarom worden speciale koelapparaten meestal direct op de CPU en GPU geïnstalleerd.

• Batterij: Laptops en tablets zijn afhankelijk van batterijen voor stroom. Deze batterijen zijn een andere warmtebron omdat ze grote hoeveelheden elektrische energie opslaan en distribueren.
• Mechanische harde schijven: Hoewel solid-state drives steeds populairder worden voor zowel consumenten- als zakelijk gebruik, worden mechanische harde schijven nog steeds veel gebruikt. Vanwege hun draaiende schijven en mechanische lezers genereren ze warmte.
• Gevolgen van oververhitting

Dus, wat gebeurt er als een computer begint te oververhitten? In het beste geval wordt u geconfronteerd met een dure computerreparatie of vervangingsrekening. In het slechtste geval moet u mogelijk andere apparatuur repareren of vervangen die beschadigd is geraakt door de computerstoring. Deze apparatuur kunnen medische apparaten, Point-of-Sale (POS) systemen of apparatuur op een productielijn zijn.
Wanneer een computer oververhit raakt, kunnen er verschillende dingen gebeuren. Met name als de CPU een kookpunt van 212 °F of 100 °C bereikt, zal deze automatisch zijn prestaties terugschroeven en vertragen om ernstige schade te voorkomen.
Als deze maatregel faalt en de hitte blijft stijgen, zullen er ernstige gevolgen volgen. Bij hoge temperaturen kan het soldeer dat de circuits verbindt smelten, het silicium kan barsten en de draden kunnen broos worden en hun isolatie verliezen.

Soorten computerkoeling

Nu we het probleem begrijpen, wat zijn de oplossingen? Bijna elk type computer bevat een vorm van koeloplossing.
De meest voorkomende soorten koeling voor computers zijn:

1. Ventilatoren: De meest populaire koelmethode is het gebruik van ventilatoren om hete lucht weg te blazen van computercomponenten en deze te vervangen door koele lucht van buiten de behuizing.

Hoewel ventilatoren erg populair zijn in consumentencomputers, hebben ze verschillende nadelen: ze zijn luidruchtig, hebben betrouwbaarheidsproblemen vanwege hun afhankelijkheid van bewegende delen, en ze kunnen stof en micro-organismen verspreiden door de operationele omgeving.

Dit laatste punt is een serieus probleem in elke werkplek waar reinheid zeer gewaardeerd wordt, zoals een ziekenboeg of een cleanroom.

2. Vloeistofkoeling:Vloeistofkoeling werkt vergelijkbaar met luchtkoeling, maar gebruikt vloeistof als medium. Een vloeistofkoelsysteem installeert een koeler op de warmtebron (zoals de CPU) en gebruikt een radiator om warmte van de processor naar de vloeistof over te brengen. De vloeistof wordt vervolgens uit de radiator gepompt, gekoeld en in een continue cyclus terug in de radiator gepompt.  

Hoewel vloeistofkoeling zeer effectief is, is het duur, vereist het gespecialiseerde apparatuur in de computer en neemt het veel ruimte in beslag in de pc, wat een probleem kan zijn voor toepassingen die een kleiner formaat vereisen.

Om deze redenen wordt vloeistofkoeling meestal alleen gebruikt voor speciale doeleinden, zoals speciale servers of high-end gamingcomputers.

3. Ventilatorenloze koeling:Last but not least, ventilatorenloze koeling. Ook bekend als passieve koeling, is het afhankelijk van een koellichaam om de door de processor gegenereerde warmte in de lucht af te voeren. Het koellichaam is verbonden met de warmtebron, absorbeert de warmte en straalt deze uit in de omringende lucht.

Deze koellichamen zijn ontworpen met een zo groot mogelijk oppervlak, zodat ze ondanks hun relatief kleine formaat een grote hoeveelheid warmte kunnen afvoeren. 

De belangrijkste voordelen van ventilatorenloze koeling zijn dat er geen bewegende delen nodig zijn, er geen stroom wordt verbruikt tijdens bedrijf, en er geen geluid wordt geproduceerd tijdens het afvoeren van warmte.

Om deze redenen is ventilatorenloze koeling de meest populaire keuze voor speciale medische computers en industriële tablets.