A+ A A-

Системы охлаждения: чиллер для компьютера

  • Обновлено 01.01.2013 20:15

Содержание материала


С некоторых пор, шум работающего компьютера начал довольно сильно резать слух, а если учесть, что временами он работает по 15 часов в сутки, то вопрос о решении этой проблемы становился все острее. К тому же, в «тяжелых» играх, например Resident Evil 5 при максимальных настройках, после нескольких часов работы, две видеокарты прогреваются до 83 – 95 градусов, от них нагревается процессор, материнская плата и память 56, 60, 64 соответственно. Жесткий диск установил «личный» рекорд температуры в 73 градуса. Долго в таком режиме он не проживет. Компьютер превратился в калорифер, поток воздуха довольно сильный и горячий, можно руки греть…

Статья прислана на конкурс статей.

 

     Наверное, надо было просто снять боковую крышку и не беспокоится о нагреве, так как температурный режим при этом держится в относительной норме. Однако наличие домашнего животного в виде кота не позволяет этого сделать, уж очень он любит совать лапы во все, что мигает и вертится…

     Для лучшего охлаждения пришлось внедрить дополнительный 120 мм вентилятор на боковую стенку для непосредственного подвода воздуха к вентиляторам видеокарт и экранировать его сеткой. Как следствие - повышение шума. Принудительное ограничение в БИОСе максимальных оборотов этого вентилятора на 50% снизило шум, но все равно, по сравнению с «до» и «после» - стало шумнее. С передней панели были убраны две заглушки под приводы, включая один для флоппи дисковода. Продув улучшился, но шум снова стал немного сильнее, так как он теперь никак не экранируется, напрямую уходя во вне.

     Было два пути решения этой проблемы. Полностью заменить все элементы воздушного охлаждения на более производительные, заменить корпус на более просторный, с продуманным движением воздушных потоков или ставить систему водяного охлаждения. Оба варианта имеют как свои недостатки,  так и достоинства. Так как я иногда позволяю себе побаловаться с компьютером, в плане повышения его рабочих частот и напряжений, второй вариант выглядит гораздо предпочтительнее, но и хлопотнее. Ну, а если проводить смету, то разница между этими вариантами опять не в пользу водяного охлаждения, примерно до пяти раз. Есть еще и третий вариант – так называемая «фреонка» (система фазового перехода). Бесспорно, вариант интересный как с технической, так и с эксплуатационной точки зрения, только мало пригоден для всех значимых комплектующих. Системой, построенной на одном компрессоре можно охладить максимум два узла, и поэтому она меня не очень устраивает.

     В моих целях было осуществить эффективное охлаждение всех комплектующих находящихся в системном блоке, и водяное охлаждение максимально отвечает этим требованиям.

     Разумеется, я начал искать информацию о разного рода устройствах, которые мне понадобятся для водяного охлаждения, затем выбор компонентов, после многочасовые чтения ворклогов на эту тему как полезных, так и откровенно смешных. Побродив некоторое время по Интернету, по разным форумам, а главным образом на XtremeSystems, я наткнулся на такую интересную вещь как чиллер (Chiller). Идея этого (в рамках ПК) устройства до безобразия проста. По-сути, это своеобразный симбиоз фреонового и водяного охлаждения. Наверное, все вы видели так называемые офисные кулеры (полное название "водный диспенсер с функциями охлаждения и нагрева») – это и есть чиллер, только нас интересует его способность охлаждать, а не нагревать воду. Улавливаете мысль? Чтобы изготовить подобное устройство, а так же понять, нужно оно вам или нет, необходимо его изучить. И потом, у меня пока нет возможностей изготовить подобную систему, поэтому речь в этой статье пойдет о теоретической части данного устройства, попутно рассмотрим устройство водяного и фреонового охлаждения по отдельности. Вот с них, пожалуй, и начнем.

 

Водяное охлаждение

     Сама идея использования жидкости для отвода тепла не нова, но как система она берет свое начало от создания первого двигателя внутреннего сгорания. С ходом прогресса, водяное охлаждение начало применятся в более широких диапазонах. Как ни странно, но в мир ПК водяное охлаждение вошло исключительно усилиями энтузиастов. Конечно, они были примитивными, сложными, громоздкими и не могли конкурировать с воздушным охлаждением. Однако с течением времени, компьютерная индустрия сделала гигантский, даже не шаг, а скачок в направлении увеличения вычислительных мощностей, что требовало дополнительной энергии и как следствие, увеличивало тепловое выделение. Тут-то и начался рост интереса к нестандартным и производительным системам охлаждения в том числе и к водяной, как ни странно, инициаторами этого интереса были снова энтузиасты.

     Прежде всего, нужно понимать, что водяное охлаждение связано с определенной долей риска для  всего компьютера, ведь протечка грозит не только лужей на полу, но и выходом из строя компьютера. Конечно же, вся ответственность за это целиком и полностью ложится только на того, кто ее делал. Но, как правило, подобное случается на самодельных системах, чаще всего протекают соединения шлангов, или плохая герметизация самодельных водоблоков.

     Конечно, вы всегда можете купить уже готовую систему, но зачастую они очень дороги, либо не отвечают заданным требованиям. Например, некоторые предназначены для охлаждения только процессора, и ее мощность рассчитана только на него. Вот типичный пример простенькой СВО.

Простая СВО

 

     Фото более «продвинутой» приведено ниже.

 

     К тому же, как правило, они являются внешними, т.е. не встроенными в корпус ПК.

     Как она работает? Отвод тепла происходит при помощи жидкости, нагревающейся при прохождении через несколько теплосъемников (водоблоков) и охлаждающейся в специальном радиаторе. Радиатор для рассеивания тепла часто вынесен за пределы корпуса и нередко обдувается дополнительным вентилятором. При охлаждении таким способом жидкость поначалу попадает в теплосъемники с менее агрессивными с точки зрения выделения тепла элементами.  При подключении в другом порядке, например, если вначале снимать тепло с процессора, эффективность охлаждения остальных узлов может резко снизится, ведь жидкость (хладагент) после прохождения через теплоотвод главной вычислительной единицы будет иметь достаточно высокую температуру.

     Существуют разные концепций систем водяного охлаждения (СВО) которые  имеют принципиальные отличия. Основными считаются две, это система с использованием  шлангов малого сечения (внутреннего диаметра) и высокой скоростью течения хладагента, и вторая – система с использованием шлангов большого сечения и с низкой скоростью потока. Первая в основном используется в «коротких» и  «длинных» одноконтурных системах, где важен быстрый отток нагретого хладагента от водоблока, вторая же тоже может использоваться в одноконтурных системах, но больше подходит для двух или даже трех контурных систем.

     Контур - это цикл, который проделывает хладагент от помпы до резервуара. Соответственно в одноконтурной системе все водоблоки подключены последовательно. Например, помпа-водоблок процессора-водоблок видеокарты-радиатор-резервуар. В двух контурных системах схема имеет другой вид. Первый контур: помпа-водоблок оперативной памяти-водоблок процессора-радиатор-резервуар. Второй контур: помпа-водоблок чипсета-водоблок видеокарты-радиатор-резервуар. Ну и так далее. Важно понимать, что для многоконтурных систем нужен более производительный насос и она более сложна в установке.

     Большая скорость потока в одноконтурных системах может быть и благом, и вредом. Это зависит в первую очередь от размера радиатора. Например, у вас на одном контуре находятся память, чипсет, процессор и видеокарта, то после видеокарты температура хладагента будет достаточно высокой, она попадает в радиатор для того чтобы охладиться и снова вернуться в систему. Если радиатор не большой, то проходящий по нему хладагент просто не успеет отдать ему излишки тепла, и нагретым вернется в систему. Даже если радиатор имеет достаточный размер, то для него необходим вентилятор, так как с течением времени проходящий через него хладагент прогреет его и температура начнет расти. Как бы то ни было, для всех типов характерна величина гидродинамического сопротивления, чем она выше, тем эффективность охлаждения ниже. Это сопротивление, которое преодолевает жидкость для движения в системе. Поэтому, существует масса ухищрений как с ним бороться, конечно, полностью от него избавиться невозможно, а вот снизить вполне реально.

     Для изготовления СВО вам понадобятся довольно много деталей, которые стоят не дешево, конечно вы можете их заменить комплектующими собственного изготовления, но зачастую самостоятельно можно изготовить только водоблок, и не на все компоненты. Правда их эффективность порой лишь чуть-чуть превосходит хорошие воздушные кулеры. Так же вы можете взять старый радиатор от автомобильной «печки» в качестве радиатора для вашей СВО.

     Водоблок. Это полый элемент который непосредственно контактирует с охлаждаемой деталью. Через него течет хладагент, который отбирает проведенное водоблоком тепло, охлаждая таким образом сам водоблок, и деталь на которой он установлен. Эффективность этого элемента зависит от скорости потока хладагента проходящего через него, теплопроводности материала из которого изготовлен водоблок, а так же внутренней площади основания водоблока с которой контактирует охлаждающая жидкость. Водоблоки бывают различных типов и видов, начиная от самых простых, заканчивая более сложными с системой внутренних каналов для более эффективного охлаждения.

Простой водоблок
Простой водоблок

 

Сложный водоблок
Сложный водоблок

 

     Для каждого компонента системы, свой специальный водоблок который отличается конструкцией, размером и т.д.

 

 

Комментарии