A+ A A-

Системы охлаждения: чиллер для компьютера

  • Обновлено 01.01.2013 20:15

Содержание материала

 

 

 

     Хладагент. Это вещество, служащее для охлаждения чего-либо. Так как у нас система водяного охлаждения, то в нашем случае это будет жидкость. Практически, можно использовать различную жидкость, но в широкой массе применяется только дистиллированная вода или антифриз. Ведь если вы зальете обычную воду из под крана,  то ваша СВО протянет, в лучшем случае, неделю. Наша водопроводная вода содержит множество примесей как органических, так и нет. В основном это соли, которые оказывают негативное коррозионное воздействие на любые металлы, применяемые в СВО. Даже если внутренняя часть водоблоков покрыта никелем или даже серебром, будет образовываться осадок, который попросту забьет вашу систему, а органические примеси постепенно приведут к образованию налета и неприятного запаха. Дистиллированная вода лишена всех этих примесей. Мне кажется, использование антифриза более выгодно, в его состав входят различные антикоррозионные и смазочные присадки, которые благотворно скажутся на вашей системе. Можно  использовать как автомобильный, так и специальный, предназначенный именно для СВО.

     Примерно так выглядит собранная система.

Собранная СВО

 

     Теперь поговорим об эффективности такой системы, в Интернете много информации и тестов на этот счет, и все сводятся к тому, что СВО – это не пустая трата денег, а вполне выгодное, с точки зрения охлаждения и разгона, устройство. Она нешумная, занимает не так много места в корпусе, и более эффективна, чем большинство воздушных кулеров. Но, не смотря на все плюсы, есть и минусы, а именно необходимость тщательного слежения за состоянием и работоспособностью СВО.
Для начала возьмите за правило чистить радиатор раз в полгода – за это время он весь покроется пылью, и теплоотдача у него снизится. Всегда слушайте, как работает помпа – повышенная шумность, треск или появление пузырьков в трубках говорят о разгерметизации и общей «усталости» помпы. Если возможна замена, то меняйте её раз в год. Используйте только дистиллированную воду или «красный» антифриз. Ни в коем случае не допускайте «перекручивания» трубок с хладагентом.

     Повышение давления в системе может привести к серьёзной поломке, а вызывать эту проблему можно элементарно – например, не соблюдать правила техники безопасности. Приведёт это к тому, что патрубок соскочит с водоблока и… зальёт вам всю материнскую плату антифризом или дистиллированной водой. Всегда следите за температурными показаниями приборов и никогда не игнорируйте сигналы системы о неисправности. Все эти не самые простые правила помогут вам избежать затрат при ремонте из за прохудившейся «водянки».

 

Система фазового перехода (Direct Die)

     Почему фазового перехода? Очень просто, данная система построена на свойствах газов определенной группы резко охлаждаться при переходе от одной фазы (состояния) в другую, а именно из жидкого состояния непосредственно в газообразное. По этому принципу работают все охлаждающие устройства, включая холодильники, кондиционеры и офисные кулеры, с той лишь разницей, что предназначены они для разных целей. Подобные системы появились довольно давно.

     14 июля 1850 года американский врач Джон Гори впервые продемонстрировал процесс получения искусственного льда в созданном им аппарате. В своём изобретении он использовал технологию компрессионного цикла, которая применяется и в современных холодильниках, а сам аппарат мог служить одновременно морозильником и кондиционером.

     Первый бытовой холодильник был создан в 1913 году.

     Как видно, это изобретение совсем не ново. Для простоты понимания работы такой системы в компьютере, давайте разберем принцип работы простого холодильника, потому как если сразу начинать рассказ о «фреонке» в ПК то не всегда это понятно.

     Основными составляющими частями холодильника являются:
     – компрессор, получающий энергию от электрической сети;
     – конденсатор, находящийся снаружи холодильника;
     – испаритель, находящийся внутри холодильника;
     – терморегулирующий расширительный вентиль (ТРВ), являющийся дросселирующим устройством;
     – хладагент, циркулирующее в системе вещество с определёнными физическими характеристиками.

     Хладагент под давлением через дросселирующее отверстие (капилляр или ТРВ) поступает в испаритель, где за счёт резкого уменьшения давления происходит испарение жидкости и превращение ее в пар. При этом хладагент отнимает тепло у внутренних стенок испарителя, за счёт чего происходит охлаждение внутреннего пространства холодильника.

     Компрессор засасывает из испарителя хладагент в виде пара, сжимает его, за счёт чего температура хладагента повышается и выталкивает в конденсатор через фильтр-осушитель. В нем он очищается от различных механических примесей и впитывает в себя влагу, которая попала в систему, для этого фильтр заполнен силикагелем (или любым другим абсорбентом). Далее, в конденсаторе, нагретый в результате сжатия хладагент остывает, отдавая тепло во внешнюю среду, и конденсируется, то есть превращается в жидкость. Процесс повторяется вновь. Таким образом, в конденсаторе хладагент под воздействием высокого давления конденсируется и переходит в жидкое состояние, выделяя тепло, а в испарителе под воздействием низкого давления вскипает и переходит в газообразное, поглощая тепло.

     Терморегулирующий вентиль (ТРВ) необходим для создания необходимой разности давлений между конденсатором и испарителем, при которой происходит цикл теплопередачи. Он позволяет правильно (наиболее полно) заполнять внутренний объем испарителя вскипевшим хладагентом. Пропускное сечение ТРВ изменяется по мере снижения тепловой нагрузки на испаритель, при понижении температуры в камере количество циркулирующего хладагента уменьшается. Капилляр — это аналог ТРВ. Он не меняет свое сечение, а дросселирует определенное количество хладагента, зависящее от давления на входе и выходе капилляра, его диаметра и типа хладагента.

     При достижении необходимой температуры температурный датчик (термостат) размыкает электрическую цепь и компрессор останавливается. Поскольку в однокамерных холодильниках чувствительный элемент термостата (сильфонная трубка) крепится на поверхности испарителя и охлаждается и нагревается вместе с испарителем, включение и отключение компрессора осуществляется при достижении необходимой температуры в морозильной камере. При повышении температуры (за счёт внешних факторов) датчик вновь включает компрессор. Вот примерная схема.

Работа системы фазового перехода

 

     Основным отличием применения в ПК системы фазового перехода в большинстве случаев является упрощенная конструкция, которая не содержит в себе ни терморегулятора, ни термодатчика, ни ТРВ (вместо него используется капиллярная трубка). В таких системах компрессор работает постоянно. Однако есть энтузиасты, которые максимально автоматизируют данную систему, для достижения постоянной температуры на варьирующихся нагрузках, но их не так много. Конечно, в продаже имеются серийные модели фреонок, имеющие всю необходимую автоматику, но они не обладают той мощностью, которой можно достичь путем самостоятельной сборки, к тому же, стоит она в разы дороже самодельной, даже с учетом новых комплектующих, системы.

     Серийная (вверху) и самодельная (внизу) отображены на рисунках ниже.

Серийная система фазового перехода

Самодельная система фазового перехода

 

     В случае применения системы фазового перехода в ПК стоит помнить, что с помощью него вы можете охладить только один элемент. Ведь если вы попробуете охладить и процессор и видеокарту, то вследствие различия  нагрузок этих элементов, и соответственно, различия температуры, вы рискуете добиться обратного эффекта. Судите сами, в играх видеокарта нагревается  больше процессора, и наоборот, есть приложения, где процессор нагревается очень сильно, а видео работает в 2D режиме. Исходя из этого, давление в испарителе, где будет больший нагрев, будет расти, а где меньшая падать, и естественно фреон (как и любая другая жидкость) потечет по пути наименьшего сопротивления, т.е. в испаритель с меньшим нагревом. Таким образом, менее нагруженный элемент будет охлаждаться больше, чем тот, который испытывает большую нагрузку. С течением времени ситуация будет только ухудшатся. Применять одну систему на два испарителя можно, если нагрев у элементов одинаков, например видеокарты в режиме SLI или Crossfire. Для большего количества элементов вам понадобиться еще одна такая система.

     Помимо обычных систем существуют каскадные, в них дополнительно используется два или три компрессора для охлаждения одного элемента. Зачем? Оказывается, есть хладагенты которые кипят при минус 80 (есть и больше), но что бы этого добиться, он сам должен быть охлажден до температуры не менее -20. Как этого добиться? Правильно, нужно установит фреонку на конденсатор. Таким образом, хладагент, выходящий из первого компрессора, попадает в конденсатор, где охлаждается до -20 градусов, после чего поступает фильтр, капилляр (ТРВ) и в испаритель, например процессора, где температура будет уже в районе -80. Причем нужно понимать, что в каждом компрессоре используется разный хладагент. Чем больше каскадов, тем ниже температура, теоретически можно создать до пяти контуров, где температура будет в районе -200. Но на практике такого, по-моему, никто еще не делал.

 

 

Комментарии