Чтобы падая с вершины
покоренная вода
быстро двигала машины
и толкала поезда
Маршак С.Я. 1931г.
C приближением лета, весьма актуальна, стала проблема тепловыделения домашнего компьютера. Если зимой системный блок грел комнату так, что приходилось закрывать батарею центрального отопления, то с наступлением теплых дней, была уверенность в том, что старенький оконный кондиционер не справится с потоком тепла. А поскольку подошло и время апгрейда, было решено, сделать максимум возможного, с целью обеспечить комфортные условия работы.Распостраненные подходы к проблеме охлаждения компьютера
Базовый приобрести готовый компьютер или комплектующие со штатными системами охлаждения. Типичный подход неискушенного пользователя, которых, кстати, подавляющее большинство, позволяет приобрести систему которая скорее всего будет работать и не перегреваться, но показатели шума вплотную приблизятся к медицинской норме в 45 Дб. Штатные кулера, как процессорные, так и для видеоплат, изготавливаются с целью минимизировать массу и соответственно цену. Производители видеокарт несколько более внимательны к ушам своих покупателей, существует достаточно много моделей видеокарт с пассивным охлаждением, а так же на рынке встречаются видеокарты с высокоэффективной и малошумящей системой охлаждения IceQ. Следует учесть, что производители компьютеров, оптимизируя соотношение цена/производительность, обычно, не ставят комплектующие имеющие качественные системы охлаждения, просто по причине их более высокой стоимости.
Пример правильного подхода к реализации системы охлаждения видеокарты, низкоскоростной вентилятор прогоняет воздух через радиатор и выбрасывает за пределы корпуса.
Продвинутый заапгрейдить систему охлаждения компьютера более совершенными вентиляторами, кулерами и реобасами. Большинство наших читателей отличаются именно таким подходом. Наиболее распространена в России продукция и Zalman . В итоге, собирается система, нередко насчитывающая десяток вентиляторов, все с оптимизированной крыльчаткой и гидродинамическими подшипниками. Текстолит печатных плат с трудом выдерживает килограммы меди высокоэффективных радиаторов, пронизанных тепловыми трубками. Штатные системы охлаждения отправляются на помойку… Результат от всех этих модных усовершенствований падает прямо пропорционально мощности системы, так как температура внутри корпуса стремительно растет с повышением мощности, и в топовых конфигурациях прокачка воздуха через корпус все равно вызывает значительный шум. Возникает тупиковая ситуация, когда каждый компонент системы достаточно бесшумен, скажем 18-20 Дб, но собранные вместе они дают 30-35 Дб еще более неприятного, за счет различного спектра и возникающих интерференций, шума. Стоит отметить и повышенную сложность очистки от пыли подобной конструкции. Если штатную систему легко чистить раз в полгода обычным пылесосом, то все эти тонко-реберные конструкции современных кулеров очистить весьма сложно. Проблеме пыли в корпусах, производителями почему-то не уделяется достаточное внимание, лишь некоторые корпуса снабжены весьма неэффективными пылевыми фильтрами. Между тем, измельченная вентиляторами пыль не только вредит охлаждению, осаждаясь на поверхности радиаторов, но и весьма вредна для здоровья человека, так как не задерживается бронхами и очень долго выводится из легких. Некоторые источники, считают что вред от мелкой пыли сопоставим с вредом от пассивного курения. Сильно страдают от пыли накопители CD/DVD и FDD, встречался даже кардридер забитый пылью до полной невозможности работы.
Экстремальный некоторые люди в поисках идеала способны зайти достаточно далеко. В частности, проблему перегрева и пыли можно решить, приобретя у Zalman вот такой корпус:
Те, кто решил собрать бесшумный медиацентр, могут обратить внимание на более компактный MiniATX вариант, стоящий вдвое дешевле.
Впрочем, и эти, рассчитанные на пассивное охлаждение корпуса, производитель рекомендует для разогнанных и производительных систем, обдувать внешним вентилятором. Отказавшись от корпуса вовсе, можно попробовать обойтись пассивным охлаждением. Компьютер ваш будет выглядеть примерно вот так:
Системы водяного охлаждения пользуются заслуженной популярностью у оверклокеров. Принцип их действия основан на циркуляции теплоносителя. Нуждающиеся в охлаждении компоненты компьютера нагревают воду, а вода в свою очередь, охлаждается в радиаторе. При этом радиатор может находиться снаружи корпуса, и даже быть пассивным.
Одна из наиболее совершенных систем водяного охлаждения, Zalman Reserator 2
MSRP 350$
Следует отметить существование криогенных систем охлаждения для ПК, работающих по принципу смены фазового состояния вещества, подобно холодильнику и кондиционеру. Недостатком криогенных систем является высокий шум, большая масса и стоимость, сложность в инсталляции. Но только используя подобные системы, возможно добиться отрицательной температуры процессора или видеокарты, а соответственно и высочайшей производительности.
Исторически так сложилось, что блоки питания обделены бесшумными системами охлаждения. Во многом это обусловлено тем, что они рассеивают 15-25% потребляемой компьютером энергии. Вся эта мощность выделяется на разных, активных и пассивных компонентах блока питания. Греются силовые диоды и ключи инверторов, трансформаторы и дроссели… Традиционная схема компоновки блока питания требует переосмысления с переходом на внешнее охлаждение. Блоки питания с возможностью подключения к водяной системе охлаждения производит только одна компания.
Бесшумные блоки питания других производителей маломощны, либо являются бесшумными только до определенной, весьма небольшой нагрузки.
К сожалению, производители БП в настоящее время не выпускают блоки питания мощностью свыше 400 Вт с пассивной системой охлаждения. Отчасти это связано с возросшими требованиями к мощностным параметрам БП, отчасти с нежеланием производителей искать новые решения (таким решением могло бы быть к примеру, заливка внутренностей ИБП теплопроводным компаундом, использование тепловых трубок). В сложившейся ситуации, можно рекомендовать обратить внимание на блоки питания, отвечающие требованиям программы . Обладая КПД около 90%, такие БП могут обеспечить минимальный уровень шума системы охлаждения.Создание полностью бесшумного компьютера
Учитывая вышеизложенное, и имея определенные финансовые ограничения, было начато проектирование бесшумного компьютера. Очевидно, система охлаждения была выбрана жидкостная. На барахолке, по весьма сходной цене, был приобретен корпус с интегрированной системой охлаждения, Koolance PS2-901BW.
Система охлаждения включает в себя помпу, радиатор в верхней части корпуса, три низкооборотистых вентилятора GlacialTech , блок термоконтроля и индикации.
Выбор блока питания оказался однозначен, только обладает полностью пассивной системой охлаждения, высоким КПД и достаточной мощностью. Несмотря на это, при тестировании на нагрузке в 300 Вт, радиатор БП разогрелся до 78 градусов. В связи с чем, было принято решение, установить на радиатор блока питания парочку имеющихся у меня водоблоков Zalman ZM-WB1, и проблема перегрева была решена.
Материнская плата была выбрана Elitegroup P35T-A , бюджетное решение, тем не менее, собранная на чипсете, поддерживающий новые 45 нм процессоры на 1333 МГц шине и гигабитную сеть на чипе Intel 82566. С целью предотвращения перегрева в условиях отсутствия обдува, на северный мост был установлен водоблок , а на процессор соответственно .
Имеющийся на северном мосту радиатор был переставлен на южный мост, сменив там тонкую алюминиевую пластинку. Охлаждение стабилизатора напряжений мне показалось достаточным, но возможно, после установки четырехядерника придется ставить ватерблок и туда. Впрочем, к тому времени я надеюсь обзавестись материнской платой с интегрированной системой охлаждения, к примеру Foxconn BlackOps или ASUS Blitz . Поскольку найти в продаже не удалось, на видеокарту был установлен ватерблок , а на микросхемы памяти и радиатор стабилизатора питания, были наклеены с помощью термоклея Алсил-5, дополнительные радиаторы.
C целью сделать систему полностью бесшумной, в компьютер установлен твердотельный жесткий диск Transcend 2,5 SSD SATA , размером 32 Гб.
Скорость чтения/записи 150/90 МБ/сек
В дальнейшем, по мере удешевления дисков, планируется покупка четырехканального кэширующего контроллера и сборка массива RAID0 на основе твердотельных накопителей.
Изюминкой данного технического решения является двухконтурная система охлаждения . Предстоящая перспектива рассеивать в комнате несколько сотен Ватт меня нисколько не радовала, как по причине затрат на бесшумную реализацию этого проекта, так и по причине предстоящей летней жары. В поисках эффективного решения, был использован мировой опыт. В частности, уже достаточно давно, стойки датацентров охлаждают водопроводной водой.
Для начала было необходимо понизить давление с 6 атмосфер в водопроводе, до уровня который способен выдержать водоблок. Надежды на то, что они выдержат давление, более чем в одну-две атмосферы не было, и на отвод холодной воды был установлен понижающий давление редуктор.
Для предотвращения засоров в тонких подающих трубках и каналах водоблока, после редуктора вода очищается фильтром тонкой очистки.
Для осуществления теплообмена между водопроводной водой и охлаждающей жидкостью в компьютере, был взят водоблок на внутренний контур и полностью медный водоблок от Thermaltake Big Water на внешний контур. Они были соединены между собой через термоинтерфейс и образовали теплообменник для передачи тепла от внутреннего контура охлаждения к внешнему. В случае прекращения подачи холодной воды, по достижению устанавливаемого порога температуры теплоносителя, включаются три вентилятора штатной системы охлаждения.
Во внутреннем контуре циркулирует смесь из дистиллированной воды и автомобильной охлаждающей жидкости G11, соотношением 80 к 20, добавка антифриза не дает воде загнивать и защищает систему от коррозии. Так как счетчика воды у меня не предусмотрено, после выполнения функции охлаждения, проточная вода стекает в канализацию. При очень небольшом расходе воды, текущей тоненькой струйкой, температура воды в системном блоке не превышала 30 градусов! И это при полной бесшумности системы.
* - В этой полной тишине, если прислушиваться, можно услышать шум текущей воды и урчание помпы. Поэтому, сама помпа и корпус компьютера изнутри, были шумоизолированы материалами .
Для проверки эффективности системы охлаждения, использовались две конфигурации программного обеспечения.
Idle
загружен рабочий стол операционной системы Windows Vista Ultimate x64 SP1.
3D
выполняется тестовый пакет .
В обоих режимах использовалась штатная система водяного охлаждения Koolance, без подключения к холодной воде.
Idle Water
и 3D Water
в теплообменник внешнего контура подавалась холодная вода температурой около 17 градусов, вентиляторы штатной системы ошлаждения не работали.
Idle Air
и 3D Air
использовалась штатная, однослотовая, система охлаждения видеокарты ATI Radeon HD 3870 и процессорный кулер Neon 775 производства GIGABYTE.
Теплоносителем в первых четырех тестах является вода внутреннего контура охлаждения, а в двух последних тестах воздух внутри системного блока. Для получения стабильных результатов, все тесты выполнялись в течении часа, а показания о максимальной температуре снимались с помощью программы .
Из графика следует, что охлаждение водой значительно эффективнее, чем охлаждение воздухом. В частности, в системе охлаждаемой воздухом, во время простоя, зафиксированы параметры нагрева аналогичные нагруженной системы охлаждаемой водой! Система, охлаждаемая во время работы 3D теста воздухом, достаточно быстро прогрела воздух внутри системного блока до температуры выше 45 градусов. Неудивительно, что температура процессоров приблизилась к 80 градусам, а вентиляторы зашумели на полную мощность.
Бесшумный компьютер собран и работает
Цена вопроса и вопрос цены
Многие задают себе вопрос, какова цена тишины. Ниже приведена таблица, отражающая примерное удорожание компьютера с различными вариантами охлаждения. В качестве «эталона» была подсчитана стоимость типичного компьютера базовой конфигурации:
- Процессор Intel Core Duo E7200 3600р.
- Кулер GlacialTech Igloo 5062 250р
- Материнская плата Elitegroup P35T-A 2050р
- Память 2x2 ГБ DDR2 PC6400 1900р
- Видеокарта Sapphire Radeon HD 3870 512 МБ 4350р
- Жесткий диск 250 ГБ Seagate Barracuda 7200.10 SATA 1400р
- DVD-RW NEC-7190 SATA 700
- Корпус Delux DLC-SH496 400 Вт 2000р
- Дисковод FDD 3,5 TEAC 150р
- Итого: 16400р
Для корректного подсчета, цена заменяемых компонент вычиталась из общей суммы, и графа удорожание содержит «чистую» сумму, на которую данная конфигурация становится дороже базовой.
Для интересующихся, привожу расчет удорожания описанной в статье системы:
- Корпус Koolance PS2-901BW Б/У 1000р
- Ватерблок Zalman ZM-WB4 Plus 700р
- Ватерблок Zalman ZM-NWB1 500р
- Ватерблок Zalman ZM-GWB1 500р
- Ватерблок Zalman ZM-NWB2 500р
- Ватерблок Thermaltake Big Water Б/У 200р
- Трубка силиконовая 10 метров 250р
- БП FSP ZEN 400 3700р
- Твердотельный жесткий диск 32 ГБ Transcend 3100р
- Фильтр тонкой очистки воды 300р
- Регулятор давления воды 250р
- Шумоизолирующий материал Noisebuster 350р
С зачетом корпуса и блока питания, сумма удорожания составляет 8250р или 50%, бесшумный жесткий диск прибавляет к этому еще 3200р (20%). Такова на настоящее время цена полной бесшумности компьютера.
Что дальше?
С целью экономии воды, возможно изготовление трехконтурной системы охлаждения, в которой теплообменник крепится непосредственно на трубу магистрали холодной воды, и жидкость этой, промежуточной системы, прокачивается отдельной помпой. Весьма интересна возможность расположить между первым и вторым контуром на эффекте .
Применение подобных, прогрессивных решений, позволяет достигнуть рекордной производительности при полном отсутствии шума.
В связи с вышеизложенным, непонятна низкая активность производителей комплектующих по оснащению материнских плат, видеокарт и блоков питания системами водяного охлаждения. Крайне необходимой является разработка штуцера, конструкция которого позволит подключать компоненты без риска разлива теплоносителя.
Развитие технологий неизбежно приводит к тому, что основные компоненты персональных компьютеров становятся более производительными, а значит, и «горячими». Для станций требуется высокоэффективное охлаждение. В качестве отличного варианта для решения такой задачи можно предложить для ПК.
Основные преимущества
Подобная система имеет целый ряд преимуществ в сравнении с традиционным воздушным охлаждением. В первую очередь следует помнить о высокой теплопроводности воды в сравнении с воздухом, а это сказывается положительно на всей системе охлаждения. Следующий нюанс касается высокопроизводительных кулеров, которые создают много шума при прохождении больших масс воздуха. С водяным охлаждением уровень шума минимизируется во время работы всей системы. Современное водяное охлаждение для ПК характеризуется простотой установки при высочайшей производительности. При том, что такая система стоит довольно дорого, она становится выбором очень многих, то есть ее популярность неустанно растет.
Общая характеристика
Водяная система охлаждения для ПК представляет собой совокупность элементов, используемых для переноса воды в качестве теплоносителя. От традиционной воздушной она отличается тем, что все тепло сначала передается воде, а потом уже воздуху. При использовании такой системы все тепло, вырабатываемое процессором и остальными тепловыделяющими элементами, передается посредством специального теплообменника воде. Этот компонент называется ватерблоком. Вода, которая нагрелась таким образом, переносится в следующий теплообменник - радиатор, где ее тепло передается воздуху, покидая пределы компьютера. За движение воды в системе отвечает специальный насос, который обычно называют помпой.
Установка водяного охлаждения для ПК дает массу преимуществ за счет того, что выше, чем воздуха, благодаря чему обеспечивается более эффективный и быстрый отвод тепла от охлаждаемых элементов, а значит, и более низкие температуры. При всей совокупности равных условий данный тип всегда будет намного эффективнее в сравнении со всеми остальными.
Водяная система охлаждения (для ПК и пр.) показала себя довольно надежным и производительным решением за все время его использования. Даже при применении в различных системах, устройствах и механизмах, которые требовательны к надежности и мощности охладителей, к примеру, в двигателях внутреннего сгорания, радиолампах, мощных лазерах, станках на заводах, АЭС и прочих.
Компьютер и водяное охлаждение
Высокая эффективность такой системы позволяет не только добиться более мощного охлаждения, способного положительно сказаться на стабильности и разгоне системы, но и понизить уровень шума компьютера. Можно собрать такую систему, чтобы обеспечить разогнанному компьютеру работу при минимальном уровне создаваемого шума. Именно эта причина делает такие системы особо актуальными для пользователей мощнейших компьютеров, любителей сильного разгона, желающих сделать свой ПК тише, но не желающих идти на компромисс с мощностью.
Нередко геймеры устанавливают себе трех-четырех чиповые видеоподсистемы, при этом работа видеокарт осуществляется с высокой температурой и частыми перегревами, а также с сильным шумом используемых систем охлаждения. Может даже показаться, что для современных видеокарт проектируются такие охладители, которые не позволят использовать мультичиповые конфигурации. Именно поэтому в случаях установки видеокарт одна возле другой часто возникает целый ряд проблем, ведь им просто неоткуда черпать холодный воздух. На рынке имеются альтернативные системы воздушного охлаждения, предназначенные для мультичиповых конфигураций, однако и они не спасают положение. Именно водяное охлаждение ПК в данном случае способно радикально исправить ситуацию, то есть понизить температуру, улучшить стабильность и повысить надежность работы компьютера.
Компоненты водяного охлаждения
В данную систему входит определенный набор компонентов, которые условно делятся на обязательные и необязательные, то есть устанавливаемые по желанию.
Итак, обязательные комплектующие для водяного охлаждения ПК включают: ватерблок, помпу, радиатор, фитинги, шланги, воду. При том, что список необязательных элементов можно расширить, обычно в него включаются: термодатчики, резервуар, сливные краны, контроллеры вентилятора и помпы, измерители и индикаторы, второстепенные ватерблоки, бэкплейты, присадки к воде, фильтры. Для начала следует рассмотреть компоненты, без которых водяное охлаждение для ПК попросту не станет работать.
Ватерблоки
Ватерблок представляет собой специальный теплообменник, посредством которого тепло от греющегося элемента передается воде. Чаще всего его конструкция предполагает наличие медного основания, а также пластиковой или металлической крышки с набором креплений, предназначенных для закрепления ватерблока на охлаждаемом элементе. Для всех тепловыделяющих компонентов компьютера существуют ватерблоки, даже для тех, на которые они не особо требуются, то есть их производительность от этого сильно не возрастет. К основным и наиболее востребованным элементам можно отнести процессорные ватерблоки, ватерблоки для видеокарт и системных чипов. Приспособления для видеокарт бывают двух типов: закрывающие только сам графический чип, закрывающие все элементы видеокарты, которые при работе нагреваются.
При том, что изначально такие элементы делались из толстых листов меди, современные тенденции в данной области привели к тому, что основания ватерблоков теперь делают тонкими, чтобы от процессора к воде тепло передавалось намного быстрее. Помимо этого увеличение поверхности теплопередачи достигается за счет микроигольчатых и микроканальных структур.
Радиаторы
В системах водяного охлаждения радиатором называется водно-воздушный теплообменник, передающий воздуху тепло от воды, которое набирается в ватерблоке. Существует два подтипа радиаторов в таких системах: пассивные, то есть не оснащенные вентилятором, и активные, то есть их продувает вентилятор.
Итак, если вас интересует установка водяного охлаждение для ПК, то стоит отметить, что безвентиляторные радиаторы встречаются не так часто, так как их эффективность заметно ниже, что характерно для всех видов пассивных систем. Помимо низкой производительности, такие радиаторы характеризуются большими габаритами, из-за чего они редко помещаются даже в модифицированные корпуса.
Продуваемые радиаторы, то есть активные, являются более распространенными в компьютерных системах водяного охлаждения, так как их эффективность заметно выше. В случае применения бесшумных или тихих вентиляторов можно добиться бесшумной или тихой работы всей охлаждающей системы, то есть позаимствовать основное достоинство пассивного охлаждения.
Помпа
Помпа представляет собой электрический насос, задачей которого является обеспечение циркуляции воды в системе охлаждения компьютера, без него вся конструкция просто не будет работать. Помпы могут работать как от 220 вольт, так и от 12 вольт. Поначалу, когда в продаже почти не встречалось помп для таких установок, энтузиастами использовались аквариумные помпы, работающие от городской сети, что создавало некоторые трудности, так как их нужно было включать синхронно с компьютером. Для этих целей обычно использовались реле, включающие помпу автоматически при старте компьютера. Развитие систем водяного охлаждения дало возможности для появления новых приспособлений, которые при питании от компьютерных 12 вольт обладали высокой производительностью при компактных размерах.
Так как современные ватерблоки характеризуются очень высоким коэффициентом водного сопротивления, а это ведь плата за высокую производительность, с ними рекомендуется использовать мощные помпы. Это связано с тем, что с даже наиболее мощным, современная водная система охлаждения для ПК не полностью продемонстрирует свою производительность. Не стоит особо гнаться за мощностью, применяя в одном контуре несколько помп или насосы от отопительных систем, так как это не приведет к повышению производительности всей системы в целом. Этот параметр ограничивается эффективностью ватерблока и теплорассеивающей способность радиатора.
Шланги
ПК с водяным охлаждением просто немыслим без применения шлангов или трубок, так как именно они соединяют разные компоненты системы между собой. Чаще всего для компьютеров используются шланги из ПВХ, в крайнем случае, из силикона. Размер шланга не оказывает влияния на производительность, тут главное - не выбирать слишком тонкие, то есть диаметром менее 8 мм.
Фитинги
С помощью фитингов производится подключение шлангов к компонентам системы охлаждения. Их вкручивают в отверстие с резьбой на компоненте без применения так как в качестве уплотнения соединения используются резиновые кольца. Сейчас подавляющее большинство компонентов поставляется без фитингов. Сделано это для того, чтобы у пользователя была возможность самостоятельно подобрать подходящий для себя вариант, ведь они существуют разных типов и под разные размеры шлангов. Наиболее популярным типом являются а также фитинги-елочки. Они могут быть прямыми или угловыми, а устанавливаются в зависимости от того, как производится установка водяного охлаждения на ПК.
Вода
Если вы хотите сделать игровой ПК с водяным охлаждением, то должны понимать, что для этих целей требуется брать дистиллированную воду, то есть избавленную от каких-либо примесей. На западных сайтах иногда пишут о необходимости использования но она отличается от дистиллированной только способом подготовки. Иногда воду заменяют специальными смесями или добавляют в нее присадки. В любом случае не рекомендуется использовать воду из под крана или бутилированную.
Необязательные компоненты
Обычно и без них система водяного охлаждения ПК работает вполне стабильно и без проблем. Основной смысл использования необязательных компонентов состоит в том, чтобы сделать систему более удобной в эксплуатации, либо они служат в качестве декора.
Итак, если вас заинтересовала установка водяного охлаждения на ПК своими руками, то вы можете использовать помимо основных компонентов и дополнительные, первым из которых является резервуар, или Чаще всего вместо него для удобной заправки системы используется фитинг-тройник и заливная горловина. Преимущество варианта без резервуара состоит в том, что при установке системы в компактный корпус ее можно разместить гораздо удобнее. Установка водяного охлаждение на ноутбуке может потребовать наличия резервуара для обеспечения удобства заправки и более удобного удаления воздушных пузырей из системы. Не принципиально, каким объемом характеризуется резервуар, так как он не оказывает воздействия на производительность системы. Выбор размера и формы расширительного бачка зависит только от индивидуальных предпочтений и внешнего вида.
Представляет собой компонент, обеспечивающий удобство слива воды из системы охлаждения. Он в обычном состоянии перекрыт. Этот компонент способен сильно повысить удобство пользования в плане обслуживания.
Индикаторы, датчики и измерители выпускаются специально для тех, кто не может остановиться на минимуме компонентов, а любит различные излишества. В их числе представлены электронные датчики потока и давления воды, температуры воды, контроллеры, которые подстраивают работу вентиляторов под температуру, контроллеры помп, механические индикаторы и прочие.
Фильтр встречается в некоторых системах водяного охлаждения, где его подключают к контуру. Он занят тем, что отфильтровывает разнообразные механические частицы, которые оказались в системе - это пыль, которая могла присутствовать в шлангах, осадок, появившийся из-за использования антикоррозионной добавки или красителя, остатки пайки в радиаторе и прочее.
Внешняя или внутренняя СВО?
Если вам интересно, как установить водяное охлаждение на ноутбуке, то тут стоит сначала сказать о наличии двух видов систем. Внешние обычно выполняются в виде отдельного ящика, то есть модуля, который подключается к ватерблокам посредством шлангов. В корпусе внешней системы обычно находится радиатор с вентиляторами, резервуар, помпа, а иногда и блок питания для помпы с температурными датчиками. Понятно, что такой вариант оптимален для ноутбука, так как корпус лэптопа не позволит разместить это все в нем. Для компьютера такие системы удобны тем, что пользователю не потребуется дорабатывать корпус своего ПК, но неудобны, если вы решите переставить прибор в другое место.
Существует внутреннее водяное охлаждение для ПК. Установить самому такую систему довольно сложно, если сравнивать ее с внешней. Среди плюсов подобной системы отмечается удобство при необходимости переноски компьютера в другое место, так как для этого не потребуется сливать всю жидкость. Еще одно достоинство состоит в том, что внешний вид корпуса при этом никак не изменится, а при правильном моддинге такая система послужит еще и украшением.
Готовые системы или персональная сборка?
Можно сделать водяное охлаждение ПК своими руками, используя для этого отдельные компоненты, а можно воспользоваться уже готовыми решениями, которые сопровождают подробнейшие инструкции. Большинство энтузиастов убеждено, что решения «из коробки» характеризуются низкой производительностью, однако это совсем не так. Многими марками выпускаются комплекты с высокой производительностью, к примеру, Danger Dan, Alphacool, Koolance, Swiftech. В числе преимуществ готовых систем отмечается удобство, так как в одном наборе имеется все необходимое для установки. Помимо того производители часто нацелены на то, чтобы помочь пользователям в любых сложившихся обстоятельствах, поэтому в комплект входят разнообразные элементы и крепления. Однако неудобно, что у пользователя отсутствует возможность выбрать именно те компоненты, которые ему необходимы, системы продаются только в сборе.
Можно и самостоятельно сделать водяное охлаждение для ПК. Отзывы большинства опытных пользователей говорят о том, что в этом случае система будет более гибкой, так как вы сможете подобрать компоненты, подходящие именно вам. Кроме того, если составлять систему из отдельных компонентов, можно иногда сэкономить. Минусом такого подхода является сложность сборки, особенно для новичков.
Выводы
В качестве основных плюсов систем водяного охлаждения можно назвать возможность сборки мощного и тихого ПК, расширение возможностей в плане разгона, улучшение стабильности при разгоне, продолжительный срок эксплуатации и прекрасный внешний вид. Такое решение позволяет собрать мощный игровой компьютер, который будет работать без лишнего шума, что совершенно недостижимо для воздушных систем.
В числе минусов обычно отмечается сложность сборки, ненадежность и дороговизну. Однако такие недостатки можно назвать спорными и относительными. В плане сложности сборки можно отметить, что это не намного сложнее, чем собирать сам компьютер. К надежности правильно собранных систем тоже нет претензий, так как при условии правильной сборки и эксплуатации проблем не возникает.
Доброго времени суток. Сегодня обсудим что лучше водяное или воздушное охлаждение процессора. Дилемма на этот счет идет уже не первый год, а в последние пару лет лишь усилилась, поскольку на рынок выходят все более мощные и производительные камни, которые под максимальными частотами уже не так и просто охладить штатными средствами.
Сравнение будет носить исключительно показательный характер, ведь я не хочу опорочить ни жидкостное, ни воздушное охлаждение. Разберем, чем отличается система, что тише, в чем разница между башнями и помпами и какое преимущество дает та или иная «нашлепка» на процессор.
Плюсы и минусы воздуха
Начать стоит с того , что охлаждение с использованием связки радиатор+вентилятор является на сегодняшний день самым распространенным вариантом. Достаточно вспомнить боксовые версии процессоров, где уже из коробки можно достать небольшого карлсона и прилепить его на камень для мало-мальски качественного охлаждения.
Другое дело, что подобные турбины рассчитаны лишь на работу при штатных частотах, но любителей разогнать железки на самом деле чертовски мало, а потому комплектные кулера пользуются большим спросом.
Второе преимущество воздуха
– цена. Если капнуть в сегмент супер-кулеров вроде Noctua NH-D15 или Skythe Ninja 5, то можно напороться на башню стоимостью с хорошую водянку, но в подавляющем большинстве случаев кулеры за 5-10$ уже могут исправно охлаждать не самые горячие чипы, да и сама технология элементарна до безобразия. У вас может в самом худшем случае повредиться лопасть вентилятора или подшипник, что «лечится» покупкой аналога за 2-3$ и все повторяется заново.
Последний плюс
– простота монтажа. Боксовые вертушки, изначально рассчитанные на определенный сокет, ставятся за 2-3 минуты, причем даже не надо заморачиваться насчет термопасты – она уже нанесена на поверхность радиатора.
Но есть и минусы, куда ж без них.
Во-первых , эффективность воздуха с каждым годом падает, поскольку железо регулярно растет в мощности, а видеокарты потребляют все больше электричества. В результате воздуха в корпусе не хватает, СО маслает на полных оборотах, но гоняет по коробке горячие воздушные массы.
Системы водяного охлаждения для различных компонентов ПК в последнее время на слуху. Почему водяное охлаждение для компьютера выглядит настолько привлекательным? По какой причине оно лучше обычного воздушного? Обо всем этом вы узнаете в продолжении статьи.
Что бы у вас не стояло - "водянка" или простой кулер, физически, вы просто перемещаете тепло из одного места в другое. Помимо этого без кулера и радиатора, конечно, не обойтись. Они используются в обеих видах охлаждения. В принципе, любая система охлаждения компьютера работает по одним и тем же принципам, принципам термодинамики.
По сути, в основном водяное охлаждение для компьютера используется разве что для придания сборке эстетичности. Не поймите неправильно, водяное охлаждение способно справляться с огромным тепловыделением, сохраняя при этом низкие температуры.
Если вы смотрите в сторону цены/качества - то лучше всего взять хороший башенный кулер для процессора и видеокарту с двумя-тремя вентиляторами. Этого будет вполне достаточно, чтобы никогда не достигать температурного предела. Да и на сегодняшний день, при том же разгоне вы скорее упретесь в "железные" ограничения, нежели в температурный лимит.
Водяное охлаждение для компьютера практически не издает заметного шума. Кулеров может быть много, но уровень шума зависит как раз от скорости вращения оных. Например, если вы поставите 5 120 мм вертушек на частоте 1200 оборотов, и сравните с двумя такими же, но с 3000 оборотами, именно второй вариант будет шумнее.
Эстетика
Как сказано выше, водяное охлаждение применяется больше для вида, чтобы выделиться среди других. С помощью водяного охлаждения сделать это можно по-разному. Заметьте, никто не сказал что системы с воздушным охлаждением не могут выглядеть эстетично. Системы водяного охлаждения популярны среди моддеров. Благодаря им мы увидели в продаже такие штуки, как прозрачные боковые крышки, светодиодные ленты, кабеля в разноцветных оплетках.
У вас есть 4 варианта оснастить "водянкой" ваш компьютер. Как вариант, можно купить готовый кулер. Так вы не будете морочить себе голову с установкой и получите то же водяное охлаждение, еще и на гарантии.
Второй вариант - использовать мягкие трубки, цветные или прозрачные. Это наиболее удобный способ для сборки ввиду гибкости трубок и простоты в использовании.
Третий, и пожалуй наиболее популярный метод - пользоваться готовыми негнущимися акриловыми трубками. Прямые линии, сгибы трубок под углом придадут вашей сборке необычности.
Есть еще медные трубки. Практически полностью идентичны акриловым, разве что их проще согнуть. Ну и дешевизна тоже берет свое. Медь красиво сочетается с никелированными панелями. Что бы вы не выбрали, выйдет получаете очень тихая система, способная справляться с огромным тепловыделением.
Компоненты водяного охлаждения
Если вы думали что сборка своего ПК была сложной, у меня для вас плохие новости. Для сборки системы водяного охлаждения вам понадобятся: корпус, трубки, радиатор(ы), процессорный блок, блок для видеокарты, панель на плату видеокарты, резервуар(ы), помп(ы), компрессионные фитинги, угловые фитинги, запорные клапаны, охлаждающая жидкость и вентиляторы. С тех пор как вы решили сделать водяное охлаждение самому - будьте готовы раскошелиться. Красота требует жертв.
Процессорный блок
Пожалуй, самый важный компонент системы водяного охлаждения для компьютера. Убедитесь в том, чтобы блок был совместим с вашим процессором. Хотя, иногда этим можо пренебречь, т.к по размеру чипы от Intel и AMD практически не отличаются. Популярный вариант - Corsair H110.
Блок для видеокарты
Тут тоже нужно убедится о совместимости вашей карты с блоком охлаждения. Есть производители, например EKWB, которая выпускает блоки охлаждения, разработанные специально для карт серий Windforce от Gigabyte, Strix от ASUS, Lightning от MSI.
Блок для оперативки
Охлаждать ли оперативную память или нет - ваш выбор. Обычно дорогие планки идут уже с красивыми радиаторами, и лично я не вижу смысла в водяном охлаждении оперативной памяти. И никто вас не накажет, если все что вы собираетесь охлаждать подобным образом - лишь процессор и карта.
Фитинги
Система водяного охлаждения для компьютера требует закрепления трубок фитингами. Это наиболее важная часть системы. В зависимости от того, какую трубки вы выбираете, вам понадобятся либо компрессионные фитинги, либо акриловые фитинги. Если не хотите заморачиваться, можно просто взять стандартные.
Однако, если вы сторонник эстетики и прямолинейности, можно докупить те же угловые фитинги, как правило на 45 или 90 градусов. Кроме того, стопорный клапан может пригодиться для обслуживания.
Помпы и резервуары
Технически, вам не нужно покупать резервуар, чтобы успешно работать с водяным охлаждением. Тем не менее, они выглядят довольно впечатляюще, и так намного легче заполнять систему с водяным охлаждением по сравнению с другими методами.
Однако вам всегда понадобится насос, чтобы гарантировать, что жидкость в вашей системе переливается, отводит тепло от ваших основных компонентов и выходит к радиаторам.
Радиаторы и постоянное давление
Система водяного охлаждения для компьютера требует хорошей организации внешнего охлаждения помимо самих водяных трубок и насосов.
На этом этапе нам нужно узнать, как отводить накопившееся тепло. Единственный вариант - использование радиаторов. Можно сделать это как вам нравится, используя отдельные узлы для ваших видеокарт и процессоров или комбинируя их в одну систему.
Радиаторы же по прежнему необходимы, дабы избавиться от всего этого тепла, а так же соответствующие вентиляторы, чтобы это все выдувать. После того, как вы решите, сколько радиаторов позволяет разместить ваш корпус и сколько вы собираетесь использовать, вам нужно ближе познакомиться с понятием FPI и толщиной радиаторов, которые вы будете использовать.
FPI означает ребро на дюйм. По сути, чем выше FPI, тем выше постоянное давление, которое вам понадобится для эффективного перемещения холодного воздуха через этот радиатор.
Например, если у вас есть радиатор с 38 FPI , вам вероятно, понадобятся вентиляторы с оптимизацией давления. Однако, если у вас более глубокие радиаторы с меньшим FPI, равным 16, вы не увидите никакой сопоставимой разницы между вентиляторами постоянного давления или вентиляторами, использующими потоки воздуха. В этих случаях лучше оснащать радиаторы классическими кулерами.
Сборка и проектирование вашей системы
На этом этапе стоит уделить внимание выбору железа для вашей сборки. Для начала присмотрим лучший корпус. На рынке существует множество корпусов готовых для установки водяного охлаждения, начиная с маленьких MiniITX, заканчивая огромными E-ATX.
Как только вы нашли подходящий вам корпус, надо посмотреть, какие радиаторы возможно установить. Затем стоит продумать размещение трубок и сколько узлов охлаждения вы планируете поставить - 1 или 2. Как только вы все продумали, нужно узнать сколько нужно купить фиттингов и каким образом вы планируете запустить систему. Обычно на каждое охлаждаемое устройство нужно два фиттинга.
Для нас вопрос выбора корпуса был не сложен. Мы взяли Fractal Define S, специально разработанный для использования водяного охладения. Поставим два радиатора наверх и три спереди. Охлаждать будем две карточки от Nvidia и Intel Core i7-5820K.
В роли материнки будет ASUS X99 Sabertooth - на топовом чипсете Х99 и потрясающим дизайном. Плата покрыта черными и серыми защитными элементами. А чтобы добавить контраста - будем использовать белую жидкость.
Выбор нужного корпуса может оказаться непростой задачей, особенно для мода с водяным охлаждением. Как писалось выше, нужно смотреть в сторону готовых решений, предусматривающих возможность водяного охлаждения. Parvum, Phanteks, Corsair, Caselabs и Fractal как раз специализируются на выпуске корпусов для подобных модов, и позволяют превратить сборку ПК в искусство. Так же следует позаботиться о количестве радиаторов, о месте размещения резервуара, и как будут размещены трубки.
Фитинги и узлы
Начнем процесс сборки. Как и со сборкой обычного ПК, стоит собирать все сначала вне корпуса, чтобы увидеть как оно все работает, и уже только потом пихать все в корпус. Мы протестировали по отдельность каждую видеокарту, память и процессор со стоковым охлаждением, перед тем, как установить водяное охлаждение.
Далее идет сам процесс сборки, освобождение внутренностей корпуса от ненужных составляющих, например слотов для установки жестких дисков и т.д. Затем устанавливаем материнскую плату, оперативную память и видеокарты. Все плотно прикручиваем, чтобы ничего не выпало и не повредилось. Затем прикрутили радиаторы. Настало время установки резервуара и фитингов.
Укладка кабелей
В сборках подобного рода, укладка проводов должна быть безупречной. Не думаю что вам понравятся потрепанные провода, вылазящие изо всех щелей. Они не только будут мешать прокладке трубок, но и нормальной циркуляции воздуха. Блоки питания от Be Quiet!, Cooler Master, Corsair, EVGA и Seasonic укомплектованы уже отдельными кабелями с оплеткой. Как вариант, можно приобрести ее отдельно и "одеть" провода. Да, это сложно и займет много времени, но результат того стоит.
Ко всему прочему был приобретен отдельный контроллер кулеров от Phanteks. Благодаря ему, управлять пятью кулерами намного проще, к тому же скорость вращения будет зависеть от температуры процессора (которая в этой сборке будет достаточно низкая).
Сборка и наполнение СО
Пришло время начинать сборку системы охлаждения. Выровняйте отрезок трубки между двумя точками, которые вы хотите соединить, затем отрежьте немного больше чем вам кажется.
Лучше иметь немного про запас, так как трубку всегда можно обрезать. Затем открутите один из фитингов, насадите, покручивая, трубу на фитинг и наденьте другой конец обжимного фитинга на незакрепленный конец. Затем завинтите его, сжав трубопровод. Если вы изо всех сил пытаетесь вставить трубку, используйте пару плоскогубцев с иглами. Осторожно вставьте их в конец трубки и аккуратно растяните трубу, чтобы было легче работать.
Теперь вам предстоит снять муфту с другого фитинга, предварительно прикрепить его к новой трубке и сделать то же самое с другим концом.
Не столь важно, куда идет трубка, когда все работает в одном узле. Как только система загерметизирована и находится под давлением, температура воды будет одинакова, вне зависимости от того, к какому компоненту какая трубка идет. Все благодаря физике.
Подойдем к самому страшному этапу сборки - наполнению нашей системы. Сперва убедитесь что жидкость попадает из резервуара в помпы под силой тяжести. Затем прикрепите последний фитинг сверху резервуара. Используйте воронку, чтобы аккуратно налить наш хладагент в систему. В нашем случае мы просто взяли пустую вымытую бутылочку из-под соуса.
Прежде чем приступать, стоит убедиться что на материнскую плату не подается питание. Не лишним будет отключить питание и от процессора, видеокарт, и дисков. Сам блок тоже нужно обесточить.
Для удобства можно соединить две точки питания самом блоке питания канцелярской скрепкой, либо использовать специальный мостик. Тогда при заполнении резервуаров все сводится к банальному размыканию цепи питания. Помните, что этого не стоит делать, пока в резервуаре и насосе есть внутри жидкость.
Подведем итоги
Готовая сборка прекрасно выглядит. Как уже подметили, белая жидкость и черные блоки охлаждения отлично контрастируют с цветовой гаммой материнки. i7-5820k был разогнан до 4.4 ГГц, и температура оного вышла стандартная для подобного рода сборок - около 55 градусов Цельсия в нагрузке.
Видеокарты в режиме нагрузки выдавали около 60 градусов, а скорость кулеров для всей системы была выставлена на уровне 20%. Что касается производительности - выжать из видеокарт и процессора большее нам не удалось. В любом случае все работало на пределе их технологических возможностей. Все работало крайне тихо, даже под нагрузкой.
Тест на протекание прошел успешно. Несмотря на относительно небольшое время теста (около 45 минут), протечек не было никаких. Фитинги от EK действительно обеспечивают хороший уровень герметичности.
Главное - не повредить трубки во время сборки. В целом, перед тем, как запитать все комплектующие, стоит проводить тест как минимум в течении суток.
Если вы собираете компьютер, пользуясь критерием "цена/качество", не имеет смысла делать кастомное водяное охлаждение. Даже если брать не самые дорогие компоненты, это обойдется в сумму около 600 долларов США. система водяного охлаждения для компьютера предназначена для тех, кто хочет построить красивую и тихую рабочую станцию, способную выполнять любую задачу, которую только можно придумать.
Вывод
В этой статье было написано, какие компоненты понадобятся для сборки кастомной системы водяного охлаждения, а так же как собрать компьютер с водяным охлаждением. Думаю много кого не устраивает шум компьютера, особенно в ресурсоемких приложениях, например играх. Поэтому при наличии лишней пары сотен долларов можно взять готовый блок для процессора, и видеокарту с уже установленной водяной СО. Во всяком случае, даже если вы и не собираетесь приобретать "водянку", вы узнали как работает водяное охлаждение компьютера.
ВведениеВ конце позапрошлого века появились первые автомобили, послужившие вехой технического прогресса и мобилизации человечества. Их двигатели сначала были примитивны, маломощны, шумны и работали на воздушном охлаждении. Но вот не проходит и десяти лет, и вместе с ростом мощности и более сбалансированной работой двигатель внутреннего сгорания получает гораздо более эффективное жидкостное охлаждение. Этот способ охлаждения миллионов моторов является неизменным атрибутом комфортного автомобиля и по сегодняшний день.
Первые ПК не имели проблем с охлаждением своих процессоров вообще. Потом они обзавелись радиаторами. Далее – небольшими вентиляторами. Что мы имеем теперь? Сегодня стоимость средств охлаждения для процессоров из верхнего модельного ряда уже приближается к цене самих CPU из нижних моделей. Чрезвычайно возросла мощность современных кулеров, их габариты, вес, обороты двигателей и диаметр вентиляторов. Стали критичны обработка и качество материала. Если раньше возможностей кулеров хватало с запасом, то сегодня они уже с трудом справляются со своими задачами. Увеличивать мощность вентиляции становится все сложнее, так как размеры и вес процессорных кулеров уже достигают критичных значений.
Вместе с ростом вычислительной мощности современные процессоры потребляют все больше и больше энергии. Основная ее часть выделяется в виде тепла. Этот непрерывный тепловой поток можно отбирать только через ограниченную площадь процессорного ядра. Производители стараются бороться с потреблением энергии и тепловыделением переходом на более низкие напряжения питания и технологические нормы. С уменьшением микронных норм производства потребление мощности действительно уменьшается, однако уменьшается и площадь кристалла самого ядра, что, в свою очередь, ведет к увеличению плотности теплового потока. И хоть тепла становиться меньше, но снизится ли температура внутри ядра меньшей площади – это уже под вопросом. С увеличением интеграции и уменьшением площади чипа отвод тепла с его поверхности становится все более трудной задачей. Здесь уже требуются специальные материалы и теплоносители. Неизменный рост тактовых частот предполагает неизбежное увеличение тепловыделения CPU в дальнейшем. Для процессоров с тактовыми частотами превышающими 2 ГГц рекомендуются кулеры с радиаторами из меди либо хотя бы с медной подошвой на алюминиевом радиаторе. Что будет за медью? Серебро? Напыление из золота? Или что-то еще?
Проблема охлаждения в целом
Как бы не справлялся воздушный кулер с охлаждением процессора, но куда он девает тепло? Ответ ясен – выкачивает (вытягивает) его вовнутрь системного блока. Туда же сбрасывают свое тепло и кулер видиокарты, порядком греющиеся приводы жестких и оптических приводов, радиаторы чипсета и т.д. Но все эти устройства охлаждаются тем же воздухом из системного блока, который они сами и нагревают. Круг тепловой конвекции замыкается. Температура внутри корпуса компьютера стала так же актуальна, как и нагрев внутренних устройств. Результат – интенсивная принудительная вентиляция всего системного блока. Если раньше корпуса комплектовались одним посадочным местом под фронтальный вентилятор, причем производители не особо заботились о вентиляционных отверстиях напротив него, то теперь внутри стандартных корпусов предусмотрено 2-3 места под вентиляторы. Кроме того, в продаже появилась масса всевозможных «бловеров», блоков вентиляторов под слотовые и 5,25” отсеки.Рекомендация, ставшая уже аксиомой: берите корпус большого объема, потому что в нем лучше циркуляция воздуха. Вот куда тратится пространство корпуса – на циркуляцию воздуха. Притом, что какой-либо специальной организации путей для воздуховодов в обычных корпусах нет вообще, и эффект от вентиляции зависит от комплектации конкретного компьютера, от загромождения его внутреннего пространства шлейфами и платами расширения. Процессор и другие устройства охлаждаются воздухом изнутри корпуса. Эффективность воздушного охлаждения напрямую зависит от температуры воздуха внутри системного блока. Требуется продуманная вентиляция внутреннего пространства корпуса. Но вот заставить течь потоки воздуха в нужном направлении весьма сложно, путь ему преграждают всевозможные устройства, шлейфы, внутренние закоулки. Воздух по большому счету не циркулирует по заданному пути, а перемешивается внутри корпуса.
Если корпуса с воздушным охлаждением спроектированы специально, с компактным расположением элементом и четкой организацией воздуховодов, что характерно для серверов, то и здесь очень остро стоит проблема организации и сечения воздуховодов. Вентиляторы внутренних устройств нагнетают воздух на свои радиаторы под определенным давлением. Эффективное сечение воздуховода должно быть сравнимо с площадью вентилятора. Приходится предусматривать широкие воздушные внутренние магистрали. Эти магистрали должны обеспечивать достаточную пропускную способность для отвода тепла и доступа к холодному воздуху.
В случае охлаждения системы жидкостью ситуация коренным образом меняется. Охлаждающая жидкость циркулирует в изолированном пространстве – по гибким трубкам малого диаметра. В отличие от воздушных магистралей, трубкам для жидкости можно задать практически любую конфигурацию и направление. Занимаемый ими объем гораздо меньше, чем воздушные каналы при такой же или гораздо большей эффективности.
Достоинства жидкостного охлаждения
Принципиальная разница между воздушным и жидкостным охлаждением в том, что вместо воздуха через радиатор CPU или другого охлаждаемого устройства прокачивается жидкость. Вода или другие подходящие для охлаждения жидкости отличаются хорошей теплопроводностью и большой теплоемкостью. Циркулирующая жидкость обеспечивает гораздо лучший теплоотвод, чем поток воздуха. Это дает не только более низкую температуру охлаждаемых элементов, но и сглаживает резкие перепады температуры работающих в переменных режимах устройств.Типичный жидкостный радиатор для процессора гораздо меньше любого применяемого на сегодняшний день кулера. Радиатор небольшого теплообменника может быть сравним с размерами крупного процессорного кулера, но в отличие от последнего размещается теплообменник более свободно, в менее критичном месте системного блока или же может быть вынесен наружу. Трубки не занимают много места внутри корпуса, и им не мешают все те неровности и выступающие элементы, которые критичны для потока воздуха.
Спроектированная определенным образом система жидкостного охлаждения не только превосходит по эффективности воздушный кулер, но и отличается более компактными размерами. Наверное, именно поэтому первыми стали применять жидкостное охлаждение на серийных устройствах производители ноутбуков.
В случае охлаждения жидкостью централизованную систему организовать просто. Главный блок жидкостного охладителя может находиться снаружи системного блока, соединяясь с ним только двумя гибкими трубками, через которые поступает жидкий хладагент для всех снабженных жидкостными радиаторами устройств.
Комплексное жидкостное охлаждение может одновременно решить проблему охлаждения как горячих устройств – CPU, HDD, чипы видеокарты и МВ, так и улучшить температурный режим внутри системного блока в целом. Если при охлаждении внутренних устройств обычными кулерами отводимый горячий воздух попадал внутрь системного блока, грозя перегревом другим компонентам, то при жидкостном охлаждении ситуация принципиально иная. Отводимое тепло транспортируется вместе с жидкостью по трубам в радиатор теплообменника, откуда может выдуваться наружу, минуя внутреннее пространство компьютера. Тем самым обеспечивается лучший тепловой режим внутри системного блока, и уже не потребуется столь мощная общая вентиляция его пространства. С охлаждением радиатора теплообменника вполне может справляться один тихий низкооборотный вентилятор большого диаметра. К тому же этот вентилятор будет охлаждать не только жидкость радиатора, но и пространство системного блока, забирая оттуда воздух.
Жидкость, воплощенная в «железе»
На рынке систем жидкостного охлаждения началось заметное оживление. Причины этого понятны. Качество и продуманность жидкостных конструкций охлаждения повышается, а стоимость наоборот – падает. Сейчас уже можно приобрести полностью укомплектованный набор для монтажа в корпусе эффективной жидкостной системы менее чем за $100. Это не так уж и много, учитывая, что приличные медные кулеры сейчас стоят по 20-40 долларов. Что тут скажешь, если уже даже такой гранд «кулерной» индустрии как Thermaltake предоставил собственный комплект жидкостного охлаждения для CPU, то, по-видимому, овчинка действительно выделки да стоит…По своим конструктивным особенностям системы жидкостного охлаждения имеет смысл разделить на два типа:
1. Системы, где охлаждающая жидкость приводится в движение помпой в виде отдельного механического узла.
2. Беспомповые системы жидкостного охлаждения, использующие специальные хладагенты, которые в процессе переноса тепла проходят через жидкую и газообразную фазы.
Жидкостная система с помпой
Функциональная схема такой охлаждающей установки изображена на рис.1 . Принцип ее действия эффективен и прост, и, в общем-то, ничем не отличается от систем охлаждения применяемых в автомобилях. Жидкость (в большинстве случае это дистиллированная вода) прокачивается через радиаторы охлаждаемых устройств с помощью специального насоса. Все компоненты конструкции соединены между собой гибкими трубками диаметром 6-12 мм. Проходя через радиатор процессора и, в ряде случаев, других устройств, жидкость забирает их тепло, после чего попадает по трубкам в радиатор теплообменника с наружным воздухом, где охлаждается сама. Система замкнута, и жидкость в ней циркулирует постоянно.То же соединение, но, так сказать, в «железе» можно увидеть на рис.2 на примере продукции фирмы CoolingFlow. Здесь хорошо видны все элементы жидкостной конструкции. В данном случае система предназначена для охлаждения только процессора. Компактный радиатор теплообменника с одним вентилятором по идее устанавливается в фронтальной части корпуса не требующего специальной конструкции. Помпа совмещена с буферным резервуаром для жидкости. Стрелками показано движение холодной и горячей жидкости.
Рис.2
Наглядная схема на примере CoolingFlow Space2000.
Расположение жидкостной системы охлаждения внутри корпуса лучше проиллюстрировано на рис.3 . Здесь используется радиатор теплообменника увеличенного объема с двумя вентиляторами, поэтому крепится он с тыльной стороны специально адаптированного корпуса. Такая охлаждающая система имеет хороший запас по мощности и кроме процессора, в случае необходимости, может параллельно охлаждать и другие компоненты компьютера. Хотя на сегодняшний день все же большее распространение получили системы жидкостного охлаждения с фронтальным креплением теплообменника с одними вентилятором.
Рис.3
Расположение жидкостного охлаждения от SwiftTech в корпусе.
Но все же монтаж всей жидкостной системы охлаждения внутри корпуса имеет ряд недостатков. Во-первых, типичные корпуса изначально не проектировались под установку таких конструкций, и здесь могут возникнуть проблемы с расположением, особенно наиболее мощных из них. Для установки особо эффективного жидкостного охлаждения потребуется либо специальный корпус, либо специальный внешний блок жидкостного охлаждения. Именно такой изображен на рис.4 . Этот блок включает в себя помпу, радиатор теплообменника, три вентилятора, систему электронного управления и цифровой индикатор температуры. Эта конструкция полностью самодостаточна. Вовнутрь корпуса компьютера ставится только жидкостный радиатор, соединенный с блоком гибкими трубками, и датчик температуры. Сам блок удобно располагается сверху на корпусе компьютера.
Рис.4
Внешний блок для жидкостного охлаждения Koolance EXOS.
Наиболее значимым компонентом любой системы охлаждения в компьютере является радиатор процессора. В случае жидкостного охлаждения этот элемент приобретает удобный и компактный вид. Совсем непривычно смотрятся маленькие жидкостные радиаторы CPU по сравнению с габаритами типичных воздушных кулеров, тем более, что первые превосходят по эффективности последних. Оценить вид жидкостных радиаторов для CPU, а также их расположение на двухпроцессорной системе можно по рис.5; 6 .
Рис.5
Жидкостные радиаторы для процессора.
Рис.6
Два CPU, установленные на МВ.
Как и в случае любого радиатора, эффективность жидкостного радиатора определяется площадью контакта его поверхности с охлаждающим веществом, для чего внутри делаются ребра, иголки или увеличивающие площадь контакта воронки (рис.7 ). Если жидкость направленно циркулирует по концентрическим ребрам, то тем самым максимально повышается его теплоотдача. Случай с воронками на обычной медной пластине, делающихся простым сверлом, наверняка, заинтересует тех, кто не прочь изготовить такую штуку самостоятельно в домашних условиях.
Рис.7
Внутреннее устройство жидкостных радиаторов.
Для графических чипов видеокарт тоже применяется жидкостное охлаждение, включенное параллельно с процессором. Радиаторы здесь поменьше. Смотрятся они на видеоплатах гораздо элегантнее (рис.8 ), чем мощные монстроподобные воздушные кулеры.
Рис.8
Жидкостный радиатор видеокарты.
Устройством, от которого в наибольшей мере зависит надежность жидкостной системы охлаждения, является помпа (рис.9 ). Если жидкость перестанет циркулировать, то эффективность охлаждения катастрофически упадет. Применяются помпы двух типов: погружаемые в резервуар с охлаждающей жидкостью и наружные, с собственным герметичным корпусом. Конструкция погружаемых насосов очень проста, – по сути, это вращающаяся в жидкости крыльчатка, заключенная в кожух. Ее центробежная сила создает необходимый напор жидкости. Резервуар для жидкости обычно делают из пластмассы. Такие помпы довольно дешевы и поэтому преобладают. Отдельная внешняя помпа гораздо дороже, ведь для нее уже требуется качественный герметичный несущий корпус, проходящий специальную машинную обработку. Зато надежность и производительность решения в последнем случае может быть гораздо выше.
Рис.9
Внутренняя и внешняя помпы.
Для охлаждения жидкости используются специальные радиаторы-теплообменники (рис.10 ). Это почти что копия в миниатюре автомобильного радиатора – принцип тот же. К радиатору крепится от одного до трех вентиляторов диаметром 80-120 мм. Вода, протекающая по изогнутой медной трубке, охлаждается нагнетаемым воздухом. Шум от такой конструкции обычно меньше, чем от мощного воздушного кулера, так как здесь используются низкооборотные вентиляторы увеличенного диаметра.
Рис.10
Радиатор теплообменника.
Не менее эффективно жидкостное охлаждение и в случае винчестера. Некоторые производители разработали для HDD специальные очень тонкие водяные радиаторы (рис.11 ). Радиатор крепится к верхней плоскости накопителя. Обеспечивается хороший теплоотвод, посредством большой площади контакта плоскости радиатора к металлическому корпусу HDD, что, в общем-то, недостижимо при воздушном обдуве.
Рис.11
Плоский радиатор для HDD (Koolance).
Итак, к достоинствам жидкостного охлаждения данного типа следует отнести: повышенную эффективность, возможность параллельного охлаждения нескольких устройств, рациональное транспортирование тепла из корпуса системного блока, небольшие размеры радиаторов чипов. Сюда же стоит добавить невысокий уровень шума, создаваемый многими системами водяного охлаждения, по крайней мере, он ниже, чем шум от мощного воздушного кулера с меньшей охлаждающей эффективностью.
К недостаткам, прежде всего, нужно причислить неадаптированность стандартных корпусов к новым системам охлаждения. Нет, ничего сложного в принципе здесь нет, но скорее всего понадобится просверлить несколько дополнительных отверстий для крепления теплообменника, да позаботиться о достаточной площади вентиляционных отверстий в корпусе. Возможно, понадобится подбор специального корпуса. На сегодняшний день производителями корпусов хоть и предусматривается крепление фронтальных вентиляторов, но во многих случаях вентиляционные щели напротив них явно недостаточны для эффективного теплообмена, носят скорее декоративный характер.
Другой недостаток – использование в качестве охладителя воды. Вода – токопроводящая жидкость с довольно низкой температурой кипения, поэтому заметно испаряется даже при комнатной температуре. Вода внутри системного блока явление нежелательное, даже если она находится в закрытом сосуде. В принципе ничто не мешает заменить воду более подходящей жидкостью, например, трансформаторным маслом, которое используется для охлаждения мощного электрооборудования. Масло не проводит ток, являясь, наоборот, хорошим изолятором. Его теплопроводность лучше, чем у воды, а точка кипения выше, поэтому оно почти не испаряется. Под масло придется использовать лишь помпы несколько иного типа, учитывая его более высокую вязкость. Думаю, за маслом дело не станет в перспективе. Сейчас же, похоже, производители заботятся о максимальной простоте в эксплуатации нового продукта даже для неподготовленного пользователя. Вода, как известно, распространенный и привычный всем продукт.
Беспомповое жидкостное охлаждение
Существуют системы жидкостного охлаждения, в конструкции которых такой элемент как помпа отсутствует. Но, тем не менее, жидкий хладагент циркулирует внутри такой системы. Используется принцип испарителя, создающего направленное давление для движения охлаждающего вещества. Здесь применяются специальные хладагенты – это жидкость с низкой точкой кипения. С физикой происходящего лучше всего разобраться глядя на схему (рис.12 ). Сначала, в холодном состоянии радиатор и магистрали заполнены жидкостью. Но когда радиатор процессора нагревается выше какой-то температуры, жидкость в нем превращается в пар. Здесь нужно добавить, что сам процесс превращения в пар поглощает дополнительную энергию в виде тепла, а значит, повышает эффективность охлаждения. Горячий пар создает давление и старается покинуть пространство радиатора процессора. Через специальный односторонний клапан пар может выйти только в одну сторону – двигаться в радиатор теплообменника-конденсатора. Попадая в радиатор теплообменника, пар вытесняет оттуда холодную жидкость в радиатор процессора, а сам остывает и превращается вновь в жидкость. Таким образом, охлаждающее вещество в чередующихся фазах жидкость-пар постоянно циркулирует по замкнутой системе трубопровода, пока радиатор горячий. Энергией для движения здесь является само тепло, выделяемое охлаждаемым элементом.
Рис.12
Схема жидкостного охлаждения по принципу испарителя.
Реализация в железе выглядит довольно компактно. На (рис.13 ) показана система для охлаждения центрального или графического процессора, в конструкции которой отсутствует помпа. Основными элементами здесь являются радиаторы процессора и теплообменника-конденсатора.
Рис.13
Жидкостный «испаритель» CoolingFlow для CPU.
Другой вариант испарительной жидкостной системы охлаждения для видеокарты еще более интересен (рис.14 ). Здесь применяется очень компактная конструкция, использующая тот же принцип. В радиаторе графического чипа встроен жидкостный испаритель. Теплообменник находится тут же, рядом – возле боковой стенки видеокарты. Вся эта конструкция выполнена из медного сплава. Для охлаждения теплообменника применяется высокооборотистый (7200 об./мин.) вентилятор центробежного типа. Воздух, прошедший через теплообменник, конденсирует пар и выбрасывается наружу корпуса через специальное сопло. Охлаждающее вещество в фазах жидкость-газ постоянно циркулирует по замкнутому кругу.
Рис.14
Система охлаждения на видеокарте Abit Siluro OTES GeForce4 Ti4200.
Известны и еще более простые системы беспомпового жидкостного охлаждения. В них применяется принцип, так называемых, тепловых трубок. То есть, замкнутой системы для циркуляции жидкости нет вообще. Радиатор процессора соединен с радиатором теплообменника посредством нескольких медных трубок. Конструкция получается компактной. Жидкость, испаряясь, попадает по трубке в радиатор теплообменника, где конденсируется и стекает обратно в радиатор процессора самотеком. Радиатор теплообменника интенсивно обдувается воздухом. Такую систему нельзя считать полноценным жидкостным охлаждением, это скорее вариант воздушно-жидкостного охладителя.
Беспомповые системы жидкостного охлаждения отличаются завидной компактностью. Такая конструкция может быть гораздо меньше обычного воздушного кулера, при более высокой ее эффективности. Неудивительно, что производители ноутбуков одними из первых приняли на вооружение жидкостное охлаждение, как компактное и эффективное решение (рис.15 ).
Рис.15
Жидкостное охлаждение на ноутбуке ESC DeskNote i-Buddie 4.
Системы жидкостного охлаждения, в которых используется принцип испарителя, без применения механического нагнетателя имеют как преимущества, так и недостатки перед традиционными схемами жидкостного охлаждения с применением помпы. Отсутствие механического насоса делает конструкцию более компактной, простой и дешевой. Здесь сведено до минимума количество движущихся механических частей, остается лишь вентилятор конденсатора. Это даст невысокий уровень шума в случае применения тихого вентилятора. Вероятность механических поломок сведена до минимума. С другой стороны, мощность и эффективность таких систем гораздо ниже, чем систем использующих жидкость нагнетаемую насосом. Другая проблема – потребность хорошей герметичности конструкции. Так как здесь используется газовая фаза вещества, то даже при малейшей утечке, со временем система потеряет давление и станет неработоспособной. Причем диагностировать и исправить последнее будет очень сложно.
Перспектива жидкости в компьютере
Если еще пару лет назад в понимании среднестатистического пользователя сочетание воды и компьютера воспринималось как что-то совершенно экзотическое и несовместимое по своей природе в принципе, то сегодня ситуация коренным образом меняется. На жидкостное охлаждение обратили внимание, прежде всего, производители комплектующих и компьютеров. И пользователи получают в руки конструктивно завершенные и вполне привычно выглядящие продукты, будь то ноутбуки или видеокарты, во внутренностях которых плещется жидкость. Все растущее тепловыделение современных процессоров подталкивает разработчиков к мысли, что вскоре одного воздуха будет недостаточно для обуздания температуры нагрева их кристаллов, особенно для любителей поэкспериментировать с разгоном. А какая приличная материнская плата на сегодняшний день не содержит этих самых средств для разгона, обогащающихся от модели к модели? Это всего лишь рынок – завлечь покупателя любой ценой. И если в конструкцию массового продукта заложены возможности оверклокинга, и кому-то эта игра нравится, и, скажем так – многим, то как же поддержать азарт потенциальных покупателей без эффективного и, как видится, уже нестандартного охлаждения? Теперь бренды уже демонстрируют на своих заряженных моделях системы водяного охлаждения, выставляя это действо с особым шиком.На рынке наступает оживление. Всевозможных наборов для монтажа жидкостного охлаждения в обычном компьютере становится больше. Определились конструктивные подходы, цены уже не выглядят столь пугающими. И все же этот продукт направлен пока что на энтузиастов. Для его установки потребуются некоторые слесарные навыки, что-то сравни ремонту велосипеда в домашних условиях. А главное – желание. Сказывается и инертность производителей корпусов для ПК, основная часть которых имеет довольно таки посредственные возможности для установки дополнительного оборудования, в первую очередь фронтальных и тыловых вентиляторов большого диаметра, требующихся для жидкостных радиаторов. Но все это довольно просто решается, и все желающие могут собрать и испытать систему жидкостного охлаждения на практике. Такой опыт может оказаться как раз кстати. Кто знает, что нас ждет впереди – в гонке частот процессоров? Не окажутся ли кристаллы будущих CPU столь горячими, что жидкость станет вполне разумной альтернативой для охлаждения, как-то в свое время случилось с двигателями внутреннего сгорания автомобилей? Поживем – увидим…
