Система водяного охлаждения для компьютера

Система водяного охлаждения для компьютера

В последнее время компоненты компьютера становятся все горячее, для того чтобы их охладить приходится применять более эффективные системы охлаждения. Несмотря на надежность, простоту, дешевизну традиционных воздушных систем охлаждения, воздух имеет низкую теплопроводность, а значит является не лучшим решением для охлаждения, не говоря уже о шуме который создается при большом потоке воздуха. Последние кулера издают просто изрядный рев, при этом эффективность становится приемлемой, но не всегда достаточной. В последнее время все большую популярность приобретает водяные системы охлаждения. Тем, кто с иронией смотрит на такую затею, скажу, что не даром в автомобилестроении используется именно такой способ, вспомните пресловутый запорожец с воздушным охлаждением, который, несмотря на слабый двигатель, так и не мог справиться с охлаждением. Вода намного лучше отводит тепло, чем воздух, именно поэтому водяные системы значительно более эффективны воздушных.

Меня на создание водяного охлаждения подвиг как раз шум компьютера. Во-первых, я работаю по ночам, а компьютер стоит рядом с кроватью, соответственно он мешает спать жене. Во-вторых длительное пребывание в шуме (а я сижу за компьютером >12часов в сутки) сказывается не лучшим образом на самочувствии. В третьих, разгон системы (а мне требуется для обработки видео производительная система) стандартными средствами охлаждения затруднен.

На сегодняшний день в интернете достаточно много материала по готовым системам от ведущих производителей, а также по самодельным системам охлаждения (самодельные системы как правило более эффективны). Не хочется повторятся и делать очередной обзор систем водяного охлаждения (приведу их в используемых ссылках), я на основе своего опыта,  просто попробую красиво и детально описать свою конструкцию.

Основные компоненты водяной системы охлаждения рассмотрим на модели моей конструкции:

Вода подается по шлангу помпой (3) на ватерблоки (5,6,7), проходя по каналам ватерблоков, вода забирает тепло, и далее подается в радиатор (2), обдуваемый блоком вентиляторов (1). Таким образом, тепло принудительно выводится за пределы корпуса. Расширительный бачок (4) предотвращает наличие воздуха в системе, повышает объем теплоносителя (воды) в системе, тем самым увеличивает инертность системы, к тому же вода в бачке охлаждает помпу. Инертность системы  в нашем случае - как раз большой плюс, ведь процессор работает, как правило, не постоянно на полную нагрузку. Пока он работает система плавно нагревается, а за время простоя процессора вода успевает охладиться. Замечу, что это правило работает не всегда, у меня, например, на 3200-м процессоре 1.5 часа видео кодируется в течении 7 часов, при этом процессор загружен на все 100%.

Блок вентиляторов

Призван охлаждать радиатор. Глядя на блок из четырех  вентиляторов у народа сразу возникает сомнение на счет тишины системы. Дело в том, что все вентиляторы включены через резисторы или можно включить их не на 12 В, а на 5 В (некоторые могут плохо стартовать), или на 7 В. На минимальных оборотах их вообще не слышно. Во второй версии я поставил 3-х позиционный переключатель, первая позиция +12 В (полные обороты), вторая  через резистор 20Ом 2Вт, третья два по 25 Ом 2 Вт последовательно (4Вт). Это дало возможность включать на большие обороты вентиляторы при длительных нагрузках компьютера летом в жару. Сразу оговорюсь, каждый режим уменьшал/увеличивал температуру процессора на 1 градус, воды на 2 градуса. Разница мизерная, а вот шум в максимальном режиме достаточный, но когда очень жарко, на это можно пойти.

Угадайте, из чего сделан корпус блока вентиляторов. Из пластиковых линеек! Они дешево стоили и классно клеились дихлорэтаном. Поскольку к блоку вентиляторов пришлось выводить 12В, туда же было встроено реле включения помпы (на фото).

Радиатор

Охлаждает воду, передавая тепло воздуху. Мое мнение, место радиатору - наверху системного блока. Внутри он не может быть охлажден и без того теплым воздухом (а эффективность такой системы ОЧЕНЬ сильно зависит от температуры окружающей среды), снизу он плохо вентилируется, сбоку не создается самостоятельный поток воздуха, в отдельном ящике - очень громоздко. По материалу радиатора, медь хорошо проводит тепло, но плохо его отдает, посему, в этом плане, алюминий должен быть лучше, но я не проверял на практике, я сразу купил алюминиевый, к тому же он был дешевле. Радиатор печки от ВАЗ-2101 чудесным образом подошел по ширине корпуса InWin, кроме того, в пластмассовых креплениях отводящей/подводящей трубок очень быстро и классно нарезалась резьба под штуцеры. Я не стал ставить его в кожух, так лучше вентиляция, единственное я наклеил снизу полоски пористой резины, это подняло радиатор над корпусом и создало лучший поток воздуха. Эстетического вида он не портит, зато пыль очень удобно пылесосить :). Надо бы фильтр поставить, говорят хороший эффект дают обычные женские колготки - дешево и сердито, как говорится.

Помпа

Сердцем всей системы охлаждения является водяная помпа, которая перекачивает воду.

Надежность водяной системы охлаждения как раз зависит только от нее. Наиболее часто используют погружные аквариумные помпы средней производительности, они дешевы и наиболее распространены. Их недостатками являются: питание от 220В, большая вибрация и ограничение температуры воды до 35 oC. Слухи о ненадежности аквариумных помп является вымыслом, есть просто некачественные помпы от нерадивых изготовителей. Выбрать хорошую помпу проблема, фирменные дорогие и их оказалось не так просто достать. У нас, например, весь город завален дешевыми польскими AquaEL, о них как раз отзывы не очень лесные и характеристики у них странные. Лучшими помпами у народа считаются немецкие IHEIM, но они очень дороги.

Главные характеристики помпы -  производительность (литров в час), и высота подъема воды (метры). Производительность сильно зависит от уровня, на который подымается вода(в характеристиках указывается производительность без учета подъема), например 700 л/ч на нулевом уровне превращается в 300 л/ч на уровне 30см, дальше еще хуже. Для нормального охлаждения вполне хватит производительность 150л/ч в собранной системе (все компоненты в системе понижают производительность помпы). Для эксперимента я купил недорогую китайскую RESUN, модель SP-1200, производительность 700 л/ч, высота подъема воды 0,8 м, мощность 12Вт, размеры 130x52x109. Проверив в ванной производительность помпы я убедился в правдивости слов китайцев :) Не стоит гнаться за мощными помпами, чем больше помпа, тем больше она будет нагревать воду в бачке. У меня для корпуса Inwin A500 высота подъема уровня воды составила 35см.

Расширительный бачок

Я купил вот такую емкость для холодильника, объемом 2.5 литра. Она просто шикарно стала в низ корпуса, даже не мешая винчестерам. Ее размеры 175х175х125.

Для начала нужно модифицировать крышку - встроить заливное отверстие и отверстие для шнура. Заливное отверстие я сделал из верхней части пластиковой бутылки от витаминов, а для шнура - резиновая пробка от бутылочки с лекарствами. Хорошо бы еще и сливное отверстие. Далее, проделываем дырки под штуцеры в корпусе емкости, лучше сделать это нагрев инструмент на огне. Штуцеры крепятся гайками с внутренней стороны и с обеих сторон промазываем герметиком. Немного о герметике. Сантехнический прозрачный силиконовый герметик оказался не лучшим вариантом, лучше пользовать автомобильный герметик, белый, непрозрачный, он обладает гораздо лучшими прилипающими свойствами, более эластичный и крепкий. Помпу необходимо оградить от стенок толстым слоем поролона или подвесить, иначе вибрация от помпы сделает вашиочучения непередаваемыми".

После первого эксперимента соединения помпы и штуцера толстой силиконовой трубкой, я был в замешательстве. Гул от работы помпы был жутким, вибрировала вся емкость, вибрация могла передаваться только через соединение со штуцером, который жестко крепится к корпусу. Надо было искать решение мягкой сцепки помпа-штуцер. Второй эксперимент производился в клизмой в качестве интерфейса, из-за своего объема она успевала гасить вибрацию потока воды выбрасываемого помпой, что создавало часть гула. Результат был гораздо лучшим, но я не смог толком закрепить эту конструкцию, к тому же она с трудом помещалась в емкость. Третий эксперимент был более удачным, в плане сочетания конструкции и тишины. Я взял белый пенный материал, тот что подкладывается под материнские платы в коробке, и из него в 1,5 слоя сделал трубку, склеив клеем Момент, а швы промазав герметиком. Но толщина материала давала таки немного жестковатую конструкцию. Тогда я взял такой же материал, только более тонкий (в них упаковывают различные устройства). Склеив его в 2 слоя, я получил очень мягкую и гибкую трубку. Шум при работе исчез, остался слабо заметный на слух гул. Это была победа! :) Но не долгая :( После 30 минут работы трубка слетела, поскольку в воде материал немного растянулся. Пришлось применить хомуты с двух сторон трубки, а поскольку они могли заржаветь в воде, я их полностью залил герметиком. Конструкция оказалась надежной, уже скоро год и все работает как часы.

Жидкость в бачке. Как правило заливают дистиллированную воду, если залить обычную - она быстро зацветет, все компоненты в системе перестанут работать эффективно из за налета покрывшего их, а помпа вообще выйдет из строя. Для надежности в дистиллированную воду можно добавить водку, спирт или автомобильную охлаждающую жидкость (лучший вариант). Дело в том, что антифриз нейтрален к алюминию и меди, с такой жидкостью можно сочетать два этих метала в системе, а с обычной водой они образуют гальванопару. Народ утверждает, что лучшей пропорцией является 1:3, у меня получилось 1:4 - 2 литра воды и 0.5 литра импортного антифриза. За 7 месяцев работы система остается чистой, несмотря на то, что в ватерблоке процессора у меня применены и медь и алюминий. А в начале экспериментов, в системе была залита обычная вода, за неделю все в системе покрылось склизким налетом. В случае добавления антифриза надо быть аккуратным с протечками. У меня после переборки процессорный ватерблок потек через 5 часов 100%-ой нагрузки. После промывки и просушки видеокарта отказалась запускаться, не помогло даже промывка ее в водке, пришлось купить новую. А через неделю она чудесным образом заработала. А..., все равно хотел новую купить :)

Ватерблоки

Ватерблоки - это рабочий инструмент системы. Пожалуй, наиболее трудная в изготовлении деталь в системе. Как правило изготавливается из наиболее теплопроводного материала, для того, чтобы наиболее быстро передать тепло от чипа теплоносителю (воде). Самым дешевым из наилучших по  теплопроводности материалом является медь. Незначительно лучше его  - серебро,  в два раза хуже - алюминий. Найти медные болванки таких размеров для многих оказывается достаточно трудной задачей. Я тоже долго мучался в поисках материала, кстати это заняло наибольшее время. Но потом я нашел место, где с избытком можно найти все компоненты к системе - это, как у нас называют, "поле чудес" или блошиные рынки, где народ продает, то что у них завалялось со старых времен.

Вариантов конструкций ватерблоков жуткое количество. В интернете ветки конференций по поводу наиболее эффективной конструкции зашкаливают за тысячу страниц. Вообще конструкция ватерблока не сильно влияет на температуру процессора, но иногда важно и пару градусов. Мне было интересно попробовать несколько вариантов в разных частях системы. Я не претендую на званиелучший ватерблок", просто я выбрал наиболее понравившиеся мне конструкции. Вот эти красавцы в проекте :)

Процессорный ватерблок

Самый важный ватерблок в системе (центральный на фотографии). Процессор, как устройство наиболее горячее требует и лучшего охлаждения. Я выбрал для реализации конструкцию типа "спираль", холодная вода попадает в центральную часть блока, при ударе в основание возникают турбулентные потоки, которые увеличивают отбор тепла от металла. Конструкция требует заводского изготовления, мне делали ее на станке с ЦПУ, но некоторые умельцы умудряются делать такие вещи на коленке при помощи дрели. Скажу сразу, не люблю конструкции на "соплях", поэтому я не сторонник такого изготовления.

Я приведу еще один процессорный ватерблок, занимающий в импортных обзорах первое место, кроме того он мне нравится и по конструкции и чисто эстетически.

Под центральным штуцером есть так называемый акселератор(фото справа), который усиливает поток воды именно на центральную часть блока. В комплект входят 5 акселераторов с разной шириной щели, можно подобрать оптимальный для себя :) Классная штукенция, все сделано грамотно, к тому же вот Вам и разветвитель потока, жаль что стоит он как вся система охлаждения :(

Ватерблок под чипсет

Чипсет - самый "холодный" чип в системе из всех. С пассивным радиатором он нагреется до 40-45 градусов, можно было бы на него вообще не ставить ватерблок, но если отводить тепло за пределы корпуса, то отводить, да и надежность системы это должно увеличить. У меня для него получился самый простой ватерблок, он полностью (кроме штуцеров) изготавливается просто и быстро. Два квадратика оргстекла толщиной 10мм склеенных между собой представляют собой крышку. В одной части при помощи дрели и напильника делается сквозная дорожка типа "змейка", в другая представляет собой крышку с креплением для штуцеров. Крышка крепиться снизу по всему периметру винтами М3 с потайными головками. Я хотел изготовить такой блок для видео, но подумалось - оргстекло с температурами GPU... Как всегда, все щели лучше обильно залить герметиком.

Штуцера для ватерблоков

Их придется точить, что тоже ограничивает скорость изготовления и увеличивает стоимость конструкции. Лучший материал - латунь, она менее подвергается окислению и коррозии, кроме того не будет конфликтовать с медным основанием ватерблока. У меня первые штуцера были сделаны из алюминия, хороши они тем, что очень легкие и проще достать материал для изготовления, в остальном их преимущества заканчиваются.

Трубки

Трубки силиконовые диаметром 10-12мм, в изобилии продаются на авторынках. Меньше - значительно увеличивается гидросопротивление, сильно нагружается помпа, падает ее производительность. Больше, как правило, не позволяет свободное пространство, которое должно таки остаться после впихивания системы внутрь. Бывают армированные и нет. Армированные хороши тем что не заламываются на изгибах, плохи тем, что они толще примерно на 2мм. Трубки на штуцерах очень желательно зажать хомутами, пока вода холодная - трубки сидят плотно, но когда вода нагревается, может произойти и утечка воды, поэтому лучше перестраховаться.

Соединение ватерблоков может быть последовательное, параллельное и параллельно-последовательное. Опыт показывает, что параллельное включение не приносит какой либо ощутимой пользы, а вот недостатков у такой системы несколько. Первое, это необходимость дополнительных деталей - разветвителей. Второе -  разветвленные контура могут иметь разное гидросопротивление и разный уровень, в этом случае, в контуре с меньшим сопротивлением вода пойдет бОльшим потоком, а в другом с меньшим. Нам это надо?

Медные трубки для конструкции можно найти на строительных рынках, где продают сантехническое оборудование. К сожалению, все сантехнические "причиндалы" имеют диаметр 14мм, для меня это много. Но, после долгих поисков, я смог таки найти 10мм трубку. С уголками под 10мм все оказалось сложнее, я их до сих пор не нашел, но они были, просто их перестали завозить(у нас, по крайней мере).

Тесты

Тестовая конфигурация:

Плата : EPOX 8RDA3+ rev 2.0 - nForce2

Процессор : AMD Burton 2500

Твоздуха = 24OC

Стандартная режим процессора 1820МГц=2500+, Vcore=1,65 В

Простой + S2Clk:   Tcpu Tводы Cooler Low Speed 31 31

Нагрузка CPUBurn:   Tcpu Tводы Cooler Low Speed 39 34 Cooler Hight Speed 37 31

Нагрузка SandraBurn-in Wizard" CPU Arithmetic CPU Multimedia Test:   Tcpu Tводы Cooler Low Speed 0 мин 27,5 27,0 10 мин 34,5 29,0 15 мин 35,5 30,0 20 мин 35,5 31,0 25 мин 36,0 31,5 30 мин 36,5 32,0 35 мин 36,5 32,5 40 мин 37,0 33,0 50 мин 37,5 33,5 80 мин 38,0 34,0 Cooler Middle Speed 95 мин 37,0 32,5 Cooler Hight Speed 110 мин 35,0 29,5

Режим разгона процессора 2200МГц=3200+, Vcore=1,8 В

Простой + S2Clk:   Tcpu Tводы Cooler Low Speed 31 31

Нагрузка CPUBurn:   Tcpu Tводы Cooler Low Speed 47 35,5 Cooler Hight Speed 42 31,0

Нагрузка SandraBurn-in Wizard" CPU Arithmetic CPU Multimedia Test:   Tcpu Tводы Cooler Low Speed 0 мин 25,0 24,5 10 мин 36,0 27,5 15 мин 38,0 28,0 20 мин 39,0 29,5 25 мин 40,5 31,0 30 мин 41,0 32,0 35 мин 42,0 33,0 40 мин 42,5 33,5 50 мин 43,0 34,5 80 мин 45,0 35,0 Cooler Middle Speed 95 мин 43,5 34,5 Cooler Hight Speed 110 мин 40,0 30,5

Максимальная температура достигнутая при работе в реальных приложениях (соответствует результатам нагрузки в Sandra) - 45OC. Минимальная, когда вентиляторы работали на максимальной скорости, при такой же нагрузке 40OC. Шум при максимальных оборотах вентиляторов примерно соответствует шуму одного Titan CU5TB, при нем температура процессора доходила до  55OC. Итого минус 15OC. Если брать работу при минимальном шуме, то разница составляет уже 20OC, но шум от CU5TB был все равно несоизмеримо больше.

Публикация:






Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2019 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.