Часть 4: Водяная система охлаждения
Так что же это такое? СВО – Система Водяного Охлаждения компьютера (правильнее назвать её СЖО – система жидкостного охлаждения, т.к. в качестве теплоносителя может применяться не только вода, но и другие жидкости, но мы, всё же, условимся называть любую такую систему СВО, приняв его как общепринятое название). Обычно его устанавливают как раз по вышеуказанным причинам. Т.е. необходимость использования водяного охлаждения вызывают следующие факторы: высокий уровень шума родного воздушного охлаждения (кулера), его низкая эффективность (высокие температуры комплектующих), моддинг системного блока (наведение красоты внутри и снаружи компьютера).
Теперь рассмотрим, из чего состоит СВО.
В первую очередь скажем о жидкости, циркулирующей в системе – это может быть обычная водопроводная вода, дистиллированная вода, различные комбинации воды и спирта или воды и антифриза, чистый антифриз, масло, жидкий металл.
Главным же в системе водяного охлаждения является водоблок, он же ватерблок (Waterblock) – теплосъёмник, устройство, выполненное из теплопроводящего материала, которое передаёт тепло с нагревающихся элементов (центральный процессор, чипсет, графический процессор и др.) циркулирующей жидкости (далее для облегчения восприятия – вода). Структуру и изготовление рассмотрим ниже.
Вторым компонентом СВО можно назвать радиатор, который передаёт тепло от воды во внешнюю среду.
Не уступает ему по значимости и помпа – элемент, отвечающий за циркуляцию воды во всей системе. Виды и характеристики далее.
Следующими, менее важными, но не менее необходимыми являются шланги – по ним и перемещается вода по пути от ватерблоков к помпе и радиатору.
Ещё один элемент, который используется не всегда, и зависит от применяемой помпы – это расширительный бачок. Он служит для заправки СВО и для облегчения её прокачки (избавления от воздушных пузырьков и пробок). Также он служит для выравнивания давления – это необходимо так как вода при нагревании расширяется.
Вентиляторы используются для ускорения передачи тепла от радиатора в окружающую среду.
Далее идут компоненты, которые уже не являются необходимыми, но тоже используются – к ним относятся:
разветвители (тройники) – разделяют воду на несколько потоков до ватерблоков и объединяют после;
различные элементы управления (например, управление включения помпы, скорости вращения вентиляторов, датчики уровня воды и давления в системе);
а также элементы моддинга (различные подсветки, флуоресцентные добавки в жидкость и пр.).Общую схему СВО можно представить следующим образом:
Теперь рассмотрим более детально каждый из компонентов.
Жидкость в СВО применяют различной консистенции. Как уже сказано выше – это может быть как обычная водопроводная вода, так и различные комбинации дистиллированной воды, спирта, антифриза, и пр. Обычную воду можно использовать только для кратковременных тестов СВО. В такой воде находятся различные примеси и микроорганизмы, которые могут осесть в помпе – что может увеличить её износ и в скором времени привести к поломке, образовать налёт на внутренней поверхности радиатора и теплосъемника, что ухудшит их теплопроводные качества, а также засорить шланги. По этим причинам при постоянной работе лучше использовать дистиллированную воду (желательно купленную в аптеке, а не изготовленную для автомобилей).
Иногда дистиллированную воду разбавляют спиртом или антифризом (чаще в пропорции 1:3). Это делается по двум причинам – во-первых, в антифризе обычно присутствуют антикоррозийные и антибактериальные добавки, а во-вторых, это позволяет опускать температуру ниже 0 (температура, при которой происходит замерзания воды). Также такие антифризы как, например, Тосол имеют свою окраску, что способствует их применению в СВО. В свою очередь можно использовать в такой жидкости различные флуоресцентные добавки. Например, можно пропустить воду через стержень текстовыделителя (маркера). Это позволит окрасить воду в желаемый цвет. Большинство текстовыделителей (кроме синего) светятся в ультрафиолете. Помимо прочего можно применять и жидкости, специально созданные производителями СВО.
Ватерблок/Водоблок (далее ВБ) – как основной компонент системы водяного охлаждения, требует особого внимания при покупке или изготовлении.
Можно выделить следующие характеристики ВБ:
1. Тип используемого материала – ВБ могут быть как цельнометаллическими (чаще всего применяется медь (Cu), алюминий (Al), и иногда серебро (Ag)) так и составными (основание медь или алюминий, а крышка – акрил, оргстекло, и др.)
2. Внутренняя структура основания – змейка, пирамидальная, игольчатая и др. (далее мы рассмотрим их более подробно на примерах).
3. Количество штуцеров (втулка, один из концов которой имеет внутреннюю или наружную резьбу для крепления) – обычно бывает 2 (один вход и один выход) и 3 (один вход и два выхода) штуцера, но иногда ВБ создаются и с большим их количеством;
4. Вид крепления – если это ВБ на центральный процессор, то крепления делятся по типу сокета (Socket) процессора, если для видеокарты – то по типу видеокарты, на которую он может быть закреплён.
Различные комбинации вышеперечисленных характеристик и позволяют подобрать ВБ для ваших нужд.
Остановимся более подробно на материале ВБ и их структуре.
Самым лучшим материалом для изготовления ватерблока, несомненно, является серебро, так как его теплопроводность на много превосходит теплопроводность у остальных металлов. Но его стоимость сводит на нет все преимущества использования серебра для создания ВБ. Далее рассмотрим алюминий. Его теплопроводность достаточно велика, а стоимость – низка, что иногда может привлечь к нему внимание как к материалу для ВБ, и если у вас нет возможности использовать медь, то можно обойтись и алюминием. При этом надо учитывать одно его свойство – если в системе присутствует элемент СВО изготовленный из меди (чаще это радиатор), то, вместе с алюминием, они могут образовать гальванопару. А это в свою очередь чревато выходом из строя всей системы. Поэтому при использовании алюминия в качестве материала ВБ следует подобрать радиатор, и другие компоненты – также выполненные из алюминия, а в качестве жидкости использовать дистиллированную воду. И, наконец, медь – она является оптимальным выбором для изготовления ВБ. У неё достаточно демократическая цена, отличная теплопроводность, относительная лёгкость обработки, прочность, доступность.
Итак, после того, как выбор материала для ВБ сделан, следует продумать, какую он будет иметь структуру. Рассмотрим возможные варианты на примерах:
1. Плоскодонный или безканальный ватерблок (для CPU используется редко, чаще для чипсета и немощных видеокарт, а также для охлаждения памяти, элементов питания, винчестеров и пр.)
Помпа (или циркулярный насос) – прибор, обеспечивающая циркуляцию жидкости в системе охлаждения. По видам делятся на погружную и внешнюю. Первая работает полностью погружённая в воду, вторая присоединяется к расширительному бачку (если он присутствует) или напрямую к шлангам.
Достоинства погружных помп:
1. Стоимость заметно ниже.
2. Большая распространенность.
3. Относительно небольшие размеры.
4. Звукоизоляция слоем воды в расширительном бачке.
Недостатки:
1. Необходимо использовать относительно большой расширительный бачок.
2. Вся потребляемая мощность рассеивается в жидкость.
3. Большие требования к характеристикам расширительного бачка.
Достоинства внешних помп:
1. Универсальность, возможность работы как погруженными в жидкость, так и во внешнем исполнении
2. Относительно высокое качество и надежность
3. Достоверные характеристики, так как по многим из распространенных моделей уже накоплена внушительная статистика, включая лабораторные испытания.
4. Невысокий уровень шума
5. Возможность создания более компактных СВО
6. Не вся потребляемая мощность рассеивается в жидкость
7. Некоторые модели работают от 12в постоянного тока, специально для подключения к БП компьютера
Недостатки:
1. Относительно высокая цена
2. Меньшая распространенность на рынке
3. Менее компактные размеры
4. Обычно помпы с питанием от 12в постоянного тока имеют меньшую производительность, чем 220в аналоги. Дополнительная нагрузка на 12в линию блока питания, что особенно важно для блоков питания не соответствующих стандарту ATX v2.0 или выше.
К характеристикам, на которые следует обратить внимание при выборе помпы, относятся:
· мощность (W)– количество потребляемой электроэнергии – чем оно ниже, тем лучше (меньше платить за электроэнергию);
· высота водяного столба (см.) – высота, на которую помпа может поднять воду – чем этот показатель выше, тем большее давление сможет создать помпа и соответственно можно создать более разветвлённую структуру СВО;
· производительность (л/ч) – объём жидкости, перегоняемой помпой в течение часа – влияет на скорость движения жидкости в системе. Важной роли не играет по нескольким причинам: во-первых, заявленная производительность может не соответствовать реальному (для китайских помп); во-вторых, ниже 400 л/ч помпы бывают редко, а уже такой скорости достаточно для средней СВО и от увеличения скорости температура упадёт незначительно.
· уровень шума – фирменные производители помп, используют при их изготовлении качественные материалы, что позволяет проработать помпе как более длительное время без износа, приводящего к появлению шума, а в будущем и к поломке.
Шланги – по ним протекает вода между основными элементами СВО. При выборе шлангов необходимо руководствоваться следующими правилами:
диаметр должен примерно совпадать с диаметрами штуцеров ватерблоков радиатора и помпы;
шланги должны максимально изгибаться без изменения внутреннего сечения (другими словами не пережиматься при изгибе);
длину шлангов нужно подбирать тоже с некоторой точностью – чтобы не было лишних поворотов и, в то же время, не получилось, так что где-то соединение получится с натяжкой, что со временем может привести к повреждению шланга.
Если СВО у Вас открыта для всеобщего обозрения, то можно приобрести цветные или светящиеся в ультрафиолете шланги.
Расширительный бачок – его функции были описаны выше. Характеристики: вид и объём – и то и другое выбирается по желанию. Ограничение объёма в меньшую сторону – задаётся размером погружённой в него помпы, а в большую – местоположением (например, если в системном блоке то свободным местом). Ограничения на вид – эстетические.
Вентиляторы – служат для ускорения передачи тепла от радиатора в окружающий его воздух – проще говоря, обдувают его. При выборе необходимо обратить внимание на шумовые характеристики и мощность. Также, значение имеет вид – если вентиляторы находятся в видимом месте.
По материалам: www.modlabs.net
Часть: 3 Собираем компьютер для Battlefield 3
Часть 4: Водяная система охлаждения
