Ваш компьютер 24 ноября 2012 в 08:22
125 3

Система водяного охлаждения

Всем привет. Системы водяного охлаждения в персональных компьютерах стали использоваться сравнительно недавно. Причиной для их распространения послужил тот факт, что в процессе своего развития, компьютерное «железо» становилось всё производительнее, но при этом возрастало энергопотребление различных элементов ПК, а как следствие росло и их тепловыделение. Центральный и графический процессоры, микросхемы северного и южного мостов, элементы цепей питания в процессе работы разогреваются и требуют интенсивного охлаждения.

Традиционные кулеры, использующие для охлаждения горячих микросхем воздух, в общем и целом справляются со своими задачами, но зачастую работают, что называется «на грани». А ведь производительность и стабильность работы полупроводниковых чипов во многом зависит от их температуры. Что же делать, если хочется большего, но перегрев компьютера, увы, не позволяет? Одним из выходов может стать переход на водяное охлаждение. Вода, по сравнению с воздухом имеет большую (причём гораздо) теплоёмкость, следовательно, она способна отобрать намного больше тепла при омовении разогретой поверхности. Поэтому системы охлаждения с водой в качестве теплоносителя более эффективны, и с их помощью можно достичь более высоких результатов, например, при «разгоне» процессора или видеокарты. Как устроена система водяного охлаждения? Сердцем СВО является помпа, которая гонит охлаждающую жидкость по контуру. В качестве последней обычно используется дистиллированная вода с различными добавками – антибактериальными для предотвращения «цветения», красящими, для придания привлекательного внешнего вида и т.д. Исполнительными элементами в контуре СВО являются один или несколько водоблоков (в зависимости от количества охлаждаемых элементов) и, конечно же, там есть радиатор. Также в контуре «водянки» может присутствовать резервуар (расширительный бачок), но в последнее время, наличие этого элемента стало считаться необязательным.

Рассмотрим функции, которые выполняют все эти элементы. Предназначением помпы, как уже было сказано выше, является прокачка воды через контур системы. От её производительности зависит объём прокачиваемой жидкости и скорость её движения в системе. Чем выше производительность помпы, тем больше жидкости, и с большей скоростью она сможет прогнать через водоблоки, повышая тем самым эффективность охлаждения. Водоблок (или «ватерблок») – очень важный элемент системы. Именно в нём происходит теплообмен и тепловая энергия процессора (графического процессора, чипа северного моста и т.д.) передаётся воде.

Конструкторы и инженеры придумали немало способов увеличить эффективность водоблока. Прошли те времена, когда внутренняя поверхность водоблока представляла собой обычную спиральную канавку – сейчас в водоблоках используется система микроканалов, а также микроигольчатые и микропластинчатые конфигурации. Всё это способствует увеличению площади контакта с охлаждающей жидкостью и снижению сопротивления её движению. Изготавливаются водоблоки обычно из меди, из меди и нержавеющей стали или из меди и пластика. В водоблоке теплоноситель – вода, нагревается, забирая тепло у охлаждаемого элемента, а остывает она в радиаторе (теплообменнике). Именно радиатор передаёт энергию нагретой воды в окружающую среду, а остывшая вода возвращается в контур и продолжает работать. Радиатор, как и водоблок, имеет систему каналов, только, в силу больших геометрических размеров, они шире. Обычно радиатор изготавливается из медной трубки, к внешней поверхности которой припаиваются (для увеличения поверхности рассеяния тепла) пластины оребрения. Для усиления теплообмена с окружающей средой, радиатор обдувается обычным компьютерным вентилятором. Ну, или несколькими, если радиатор большой. Кстати, именно от габаритов радиатора и интенсивности его обдува зависит температура воды в контуре, а, следовательно, и эффективность системы в целом.

Последним элементом СВО можно назвать резервуар или расширительный бачок. Служит он для контроля над количеством теплоносителя и сбора воздуха, попавшего в систему. Как я уже говорил, этот элемент можно считать необязательным. При правильной заправке системы водой необходимость в нём отпадает.

Соединяются элементы СВО в единый контур специальными шлангами, посредством специальных же фитингов. Кстати, фитинги очень похожи на сантехнические и имеют трубную резьбу.

А теперь поговорим о реальных системах водяного охлаждения. Производители, стремясь облегчить жизнь простому юзеру, ищут всё новые и новые решения. Не так давно на рынке появились так называемые «необслуживаемые» системы водяного охлаждения. Они представляют собой контур из радиатора с устанавливаемыми на него вентиляторами и устройства, объединяющего в себе водоблок и помпу. Вся система собирается и заправляется на заводе. Пользователю остаётся лишь установить её на охлаждаемое устройство. Недостатком такой системы является то, что она приспособлена охлаждать только один элемент (обычно – центральный процессор). Кроме того, эффективность необслуживаемых систем, как правило, ненамного превышает эффективность хорошего воздушного кулера, а бывает, что находится на том же уровне. Но есть и преимущества. Первое, это, несомненно, простота в установке и эксплуатации – примерно, как и у воздушного кулера. Второе – достаточно низкая цена, в среднем чуть более $100. Эти достоинства даже подвигли производителей процессоров использовать необслуживаемые системы СВО в качестве штатного охлаждения для некоторых топовых моделей ЦПУ.

Однако по-настоящему раскрыть мощь «воды» сможет лишь система водяного охлаждения собранная и настроенная вручную из качественных элементов. Сразу скажу, что удовольствие это не самое дешёвое. Мне последняя водянка обошлась примерно в $550, и это далеко не предел. Но, честное слово, оно того стоило!

Итак, при проектировании собственной СВО решите, сколько водоблоков (и какие) вы хотите приобрести. Первым, конечно же, идёт водоблок для ЦПУ. Затем – для видеокарты. А вот тут возможны варианты. Вы можете приобрести универсальный «ватер», который станет охлаждать только графический процессор, а можете раскошелиться на так называемый «фулкавер» – водоблок, накрывающий всю поверхность видеокарты. Нюанс заключается в том, что универсальный водоблок, как и следует из его названия, можно установить практически на любую модель видеокарты, а «фулкаверы» изготавливаются для конкретных моделей. Кроме того, «фулкаверы» обычно значительно дороже. Зато «фулкавер» охлаждает всю «видяху» – ГПУ, чипы памяти, элементы цепей питания. Кроме основных ватерблоков для ЦП и видео, можно приобрести «ватеры» для микросхем чипсета и даже оперативной памяти и подсистемы питания центрального процессора. Решать, конечно же, вам.

Разобравшись с конфигурацией контура, переходите к подбору помпы. Как уже говорилось, от производительности этого девайса во многом зависит конечный результат, поэтому подберите помпу достаточной мощности. Основной технической характеристикой помпы является расход воды. Измеряется он в литрах в час (л/ч). Для СВО среднего уровня (пара водоблоков, нет экстремального разгона) подойдёт любая помпа с расходом в 400~420 л/ч. Для более серьёзной системы нужна и более мощная помпа, где-то 500~550 л/ч. Ну а помпа с производительностью ~600 л/ч прокачает любую систему.
Теперь радиатор. Как я уже говорил, чем больше, тем лучше, но в разумных пределах. Ведь вам, пардон, придётся его где-то монтировать. И если с ватерблоками всё понятно, помпу тоже можно всунуть внутрь системника (хотя и необязательно), радиатор практически всегда приходится размещать вне корпуса ПК. Обычно его крепят к задней стенке «компа», либо «гнездят» на верхней крышке. По любому слишком громоздкий радиатор может доставить больше неудобств, чем пользы. Правильный выбор, по моему мнению, это разумный компромисс между габаритами и эффективностью. А чтобы вам было легче определиться, сделаю подсказку. Выбирайте односекционный радиатор (тот на который можно установить один вентилятор) если собираетесь охлаждать один элемент ПК – процессор или видеокарту, двухсекционный – если ваша СВО будет работать и на ЦП и на видео, трёхсекционный – если хотите подключить к контуру водоблоки для дополнительных элементов. Ну, а если у вас в системе несколько видекарт (SLI или CrossFire), вам нужен четырёхсекционный теплообменник, или пара соединённых последовательно двухсекционных. Несколько слов о вентиляторах. Постарайтесь подобрать вентиляторы с хорошими акустическими характеристиками, ведь преимущество «воды» перед традиционными системами состоит ещё и в низком уровне шума.

Все элементы соединяются между собой шлангами посредством фитингов. Это очень ответственный момент. От качества соединения зависит надёжность системы, а значит! (помните: хотя в теории дистиллированная вода – диэлектрик, я бы не стал проверять эту теорию на своём «железе»). Значит, от качества сборки зависит жизнь вашего компьютера. Используйте качественные шланги и фитинги, да и все остальные элементы тоже. Не приобретайте комплектующие «no name», или от неизвестных производителей. Такие брэнды, как TFC, Nanoxia, EK, Enzotech, Alphacool и Koolance, пожалуй, смогут послужить гарантией вашего спокойствия, хотя, говорю честно, и заставят раскошелиться.

В заключение несколько советов по сборке СВО. По собственному опыту знаю, что при сборке контура лучше избегать соединений типа «тройник» («вилка»). Отсутствие этих элементов гарантирует движение теплоносителя в системе с одинаковой скоростью и отсутствие застоя в отдельных частях. Поэтому соединяйте все элементы последовательно. Принцип соединения элементов такой – остывший теплоноситель подаётся из радиатора на помпу, которая гонит его через систему обратно в теплообменник. Если вы всё же решили установить резервуар, подключите его между радиатором и помпой. Заправляйте свою СВО специальной жидкостью от надёжного производителя, это позволит избежать коррозии и засорения элементов системы и увеличит срок их службы.

После сборки и заправки системы выполните следующие действия. Подключите помпу к самостоятельному источнику питания, обмотайте туалетной бумагой все соединения, включите помпу (не включая компьютер!) и оставьте всё так на 24 часа. Если в течение суток протечек не будет, можно считать, что СВО прошла испытания и готова к работе. Если при сборке будут проблемы, обращайтесь, окажем компьютерную помощь и поможем советами.

Обсуждение

  • Александр 24 ноября 2012 в 12:30

    Для серьёзной машины наверно очень актуально иметь такое охлаждение, а для небольших машин наверное будет актульным почаще пылесосить своего друга.

    Ответить
  • Михаил 24 ноября 2012 в 13:42

    ОБАЛДЕТЬ ДО КАКОЙ МОЩНОСТИ ДОШЛИ ПЕРСОНАЛЬНЫЕ КОМПЬЮТЕРЫ, ТРЕБУЮЩИЕ ВОДЯНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ.

    Ответить
  • Борис 24 ноября 2012 в 18:24

    Я бы не рискнул самостоятельно сделать систему охлаждения.Вдруг протечка и тогда весь смысл пропадет.

    Ответить

Оставить комментарий