Система водяного охлаждения компьютера. Компоненты водяного охлаждения. Конструкция системы водяного охлаждения

Хорошее охлаждение центрального процессора и процессора видеокарты последние десятилетия является необходимым условием их бесперебойной работы. Но греются в компьютере не только процессор и видеокарта - отдельный кулер может потребоваться микросхеме чипсета, жестким дискам и даже модулям памяти. Производители корпусов добавляют дополнительные вентиляторы, увеличивают их мощность и габариты, улучшают устройство радиаторов. И, разумеется, жидкостные системы охлаждения не могли быть обойдены вниманием.

Вообще, жидкостное охлаждение процессоров – тема не новая: оверклокеры столкнулись с недостаточной эффективностью воздушного охлаждения уже давно. «Разогнанные» до теоретического максимума процессоры грелись так, что не справлялись никакие из имевшихся тогда в продаже кулеров. Систем жидкостного охлаждения в магазинах не было, и оверклокерские форумы полнились темами о самодельных «водянках». И сегодня многие ресурсы предлагают собрать систему жидкостного охлаждения самостоятельно, но смысла в этом уже немного. Стоимость комплектующих сравнима с ценой недорогих СЖО в магазинах, а качество (и, следовательно, надежность) заводской сборки обычно все же выше кустарной.

Почему эффективность СЖО выше, чем у простого кулера?

Рассматриваемые СЖО не имеют вырабатывающих холод элементов, охлаждение происходит за счет воздуха возле системного блока – как и в случае обычного воздушного охлаждения. Эффективность СЖО достигается за счет того, что скорость теплоотвода с помощью движущегося теплоносителя намного выше, чем скорость естественного теплоотвода с помощью теплопередачи внутри металлического радиатора. Но скорость теплоотвода зависит не только от скорости движения теплоносителя, но и от эффективности охлаждения этой жидкости и от эффективности её нагревания теплом процессора. И, если первая задача решается увеличением площади радиатора, площади теплообменника радиатора и улучшением воздухообдува, то во втором случае теплообмен ограничен площадью процессора. Поэтому общая эффективность системы ограничивается эффективностью водоблока процессора. Но даже с таким ограничением СЖО обеспечивают примерно в 3 раза лучший теплосъем по сравнению с обычным воздушным охлаждением. В числах это означает снижение температуры чипа на 15-25 градусов по сравнению с воздушным охлаждением при нормальной комнатной температуре.

Конструкция СЖО

Любая система жидкостного охлаждения содержит следующие элементы:

- Водоблок . Его назначение – эффективно снимать тепло с процессора и передавать протекающей воде. Соответственно, чем выше теплопроводность материала, из которого изготовлены подошва и теплообменник водоблока, тем выше и эффективность этого элемента. Но теплопередача также зависит и от площади соприкосновения теплоносителя и радиатора – поэтому конструкция водоблока важна ничуть не меньше материала.

Поэтому плоскодонный (бесканальный) водоблок, в котором жидкость просто протекает вдоль стенки, прилегающей к процессору, намного менее эффективен, чем водоблоки со сложной структурой дна или теплообменниками (трубчатыми или змеевидными). Минусами водоблоков со сложной структурой является то, что они создают намного большее сопротивление водяному потоку и, следовательно, требуют более мощной помпы.

- Помпа . Распространенное мнение, что чем мощнее помпа, тем лучше и что СЖО без отдельной мощной помпы вообще неэффективна – некорректно. Функция помпы – обеспечить циркуляцию теплоносителя с такой скоростью, чтобы перепад температур между теплообменником водоблока и жидкостью был максимальным. Т.е., с одной стороны, нагревшаяся жидкость должна вовремя выводиться из водоблока, с другой стороны – поступать в водоблок она должна уже полностью охлажденной. Поэтому мощность помпы должна быть сбалансирована с эффективностью остальных элементов системы и замена помпы на более мощную в большинстве случаев не даст положительного эффекта. Маломощные помпы часто объединены в одном корпусе с водоблоком.

- Радиатор. Назначение радиатора – рассеивать тепло, приносимое теплоносителем. Соответственно, он должен быть изготовлен из материала с высокой теплопроводностью, обладать большой площадью и быть укомплектован мощным вентилятором (вентиляторами). Если площадь радиатора СЖО сравнима с площадью радиатора процессорного кулера и вентилятор на ней установлен ничуть не мощнее, то не стоит ожидать от такой СЖО эффективности, превышающей эффективность того же кулера.
- Соединительные трубки должны быть достаточной толщины, чтобы не создавать большого сопротивления водяному потоку. По этой причине обычно используются трубки диаметром от 6 до 13 мм – в зависимости от скорости потока жидкости. В качестве материала трубок обычно используется ПВХ или силикон.
- Теплоноситель должен иметь высокую теплоемкость и высокую теплопроводность. Из доступных и безопасных жидкостей лучше всего этим условиям удовлетворяет обычная дистиллированная вода. Часто в воду добавляются присадки для снижения её коррозирующих свойств, для предотвращения размножения микроорганизмов (зацветания) и просто для эстетического эффекта (цветные присадки в системах с прозрачными трубками).

В мощных системах с большим объемом теплоносителя становится необходимым использование расширительного бачка – резервуара, в который будут уходить излишки жидкости при её термическом расширении. В таких системах помпа обычно объединяется с расширительным бачком.

Характеристики систем жидкостного охлаждения.

Обслуживаемая/необслуживаемая СЖО.

Необслуживаемая система идет с завода полностью в сборе, залитая теплоносителем и загерметизированная. Установка такой системы отличается простотой – некоторые необслуживаемые СЖО установить ничуть не сложнее, чем обычный кулер. Минусы у необслуживаемой СЖО тоже есть:
- Низкая ремонтопригодность. Трубки часто просто запаяны в неразъемные пластиковые штуцеры. С одной стороны, это обеспечивает герметичность, с другой стороны, замена поврежденного элемента такой системы может вызвать осложнения.
- Сложность замены теплоносителя обычно тоже связана с ремонтом системы – если часть жидкости вытекла, снова заполнить необслуживаемую СЖО может оказаться весьма непросто – заливочными отверстиями такие системы, как правило, не снабжаются.
- Низкая универсальность связана с неразборностью системы. Невозможно ни расширить систему, ни заменить какой-либо из её элементов на более эффективный.
- Фиксированная длина трубок ограничивает возможности по выбору места установки радиатора.

Обслуживаемые СЖО часто поставляются в виде набора элементов и установка такой системы потребует времени и некоторой сноровки. Зато и возможности по её кастомизации намного выше – можно добавлять водоблоки для чипсета и для видеокарты, менять все элементы на более подходящие для конкретного компьютера, выносить радиатор на любое (разумное) расстояние от процессора и т.д. Можно не бояться устаревания сокета (и системы охлаждения) при замене материнской платы – для восстановления актуальности потребуется только заменить водоблок процессора. К недостаткам обслуживаемых СЖО, кроме сложности установки и высокой цены, следует отнести большую вероятность протечек через разъемные соединения и большую вероятность загрязнения теплоносителя.

СЖО должна поддерживать сокет материнской платы, на которую устанавливается. И если обслуживаемую СЖО еще можно приспособить под другой сокет, купив дополнительно соответствующий водоблок, то необслуживаемая СЖО может использоваться только с теми сокетами, что перечислены в её характеристиках.

Количество вентиляторов не оказывает прямого влияния на эффективность СЖО, но большое их количество позволяет снизить скорость вращения каждого отдельного вентилятора при сохранении общего воздушного потока, и, соответственно, снизить шумность при сохранении эффективности. Будет ли СВО с большим количеством вентиляторов эффективнее – зависит от их суммарного максимального воздушного потока.

Максимальный воздушный поток считается в кубических футах в минуту (CFM) и определяет, какой объем воздуха прогоняется через вентилятор в минуту. Чем выше это значение, тем выше вклад этого вентилятора в эффективность радиатора. Размеры (длина, ширина, толщина ) радиатора ничуть не менее важны – четыре мощнейших вентилятора, обдувающих простой тонкий радиатор с малой площадью пластин будут охлаждать теплоноситель ничуть не лучше, чем один вентилятор, хорошо подобранный к радиатору с большой площадью пластин.

Материал радиатора определяет его теплопроводность, т.е., с какой скоростью переданное ему тепло будет распределяться по всей площади радиатора. Теплопроводность меди почти в два раза выше, чем теплопроводность алюминия, но в данном случае эффективность радиатора больше зависит от его конструкции и площади, чем от материала..

Материал водоблока , в силу ограниченности его размеров, важнее материала радиатора. Фактически, медь является единственным приемлемым вариантом. Алюминиевые водоблоки (встречающиеся в дешевых СЖО) снижают эффективность системы настолько, что пропадает смысл использования жидкостного охлаждения.

Максимальный уровень шума зависит от максимальной частоты вращения вентиляторов . Если в системе не предусмотрена регулировка частоты вращения, на этот параметр следует обратить пристальное внимание. При наличии регулировки частоты вращения, внимание следует обратить на минимальный уровень шума .

Уровень шума выше 40 дБ уже может восприниматься как некомфортный (40 дБ соответствует обычному звуковому фону в жилом помещении - негромкая музыка, спокойный разговор). Чтобы шум вентиляторов не мешал сну, он не должен превышать 30 дБ.

Регулировка скорости вращения вентиляторов может быть ручной и автоматической. Ручная регулировка позволяет менять скорость вращения вентиляторов в соответствии с личными предпочтениями, автоматическая же подстраивает скорость под текущую температуру процессора и обеспечивает лучшие условия работы оборудования.

Тип коннектора питания может быть 3-pin и 4-pin.
3-pin коннектор не имеет отдельного провода для изменения скорости вращения вентилятора. Управлять скоростью вращения такого вентилятора можно только изменяя его напряжение питания. Не все материнские платы поддерживают этот способ. Если ваша материнская плата не может управлять скоростью вращения 3-pin вентилятора, то кулеры и двигатель помпы СЖО с 3-pin коннектором питания будут всегда вращаться на максимальной скорости. Для изменения степени охлаждения придется дополнительно покупать

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.

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…

Зачастую после покупки компьютера пользователь сталкивается с таким неприятным явлением, как сильный шум, идущий от охлаждающих вентиляторов. Могут наблюдаться сбои в работе операционной системы из-за нагрева до высоких температур (90°C и более) процессора или видеокарты. Это весьма существенные недостатки, устранить которые возможно с помощью дополнительно устанавливаемого на ПК водяного охлаждения. Как изготовить систему своими руками?

Жидкостное охлаждение, его положительные свойства и недостатки

Принцип действия системы жидкостного охлаждения компьютера (СЖОК) основан на использовании соответствующего теплоносителя. Жидкость за счёт постоянной циркуляции поступает к тем узлам, температурный режим которых необходимо контролировать и регулировать. Дальше теплоноситель по шлангам поступает в радиатор, где и охлаждается, отдавая тепло воздуху, который затем отводится за пределы системного блока с помощью вентиляции.

Жидкость, имея более высокую теплопроводность по сравнению с воздухом, быстро стабилизирует температуру таких аппаратных ресурсов, как процессор и графический чип, приводя их к норме. В результате можно добиться существенного повышения производительности ПК за счёт его системного разгона. При этом надёжность работы компонентов компьютера не будет нарушена.

При использовании СЖОК можно обходиться вообще без вентиляторов или применять маломощные бесшумные модели. Работа компьютера становится тихой, в результате чего пользователь чувствует себя комфортно.

К недостаткам СЖОК следует отнести её дороговизну. Да, готовая система жидкостного охлаждения является удовольствием не из дешёвых. Но ведь при желании её можно сделать и установить самостоятельно. Это займёт время, но будет стоить недорого.

Классификация охлаждающих водяных систем

Жидкостные охлаждающие системы могут быть:

1. По типу размещения:
   • внешние;
   • внутренние.
     

     Отличие между внешними и внутренними СЖОК в том, где расположена система: снаружи или внутри системного блока.

2. По схеме соединения:
   • параллельные - при таком подключении разводка идёт от основного радиатора-теплообменника к каждому водоблоку, обеспечивающему охлаждение процессора, видеокарты или другого узла / элемента компьютера;
   • последовательные - каждый водоблок соединяется друг с другом;
   • комбинированные - такая схема включает одновременно параллельные и последовательные подключения.
3. По способу обеспечения циркуляции жидкости:
   • помповые - система использует принцип принудительного нагнетания охлаждающей жидкости к водоблокам. В качестве нагнетателя используются помпы. Они могут иметь собственный герметичный корпус либо погружаться в охлаждающую жидкость, находящуюся в отдельном резервуаре;
   • безпомповые - жидкость циркулирует за счёт испарения, при котором создаётся давление, движущее теплоноситель в заданном направлении. Охлаждаемый элемент, нагреваясь, превращает подводимую к нему жидкость в пар, который затем снова становится жидкостью в радиаторе. По характеристикам такие системы значительно уступают помповым СЖОК.

Виды СЖОК - галерея

При использовании последовательного подключения сложно непрерывно обеспечивать хладагентом все подключаемые узлы араллельная схема подключения СЖОК - простое подключение с возможностью легко просчитывать характеристики охлаждаемых узлов Системный блок с внутренней СЖОК занимает много места внутри корпуса компьютера и требует высокой квалификации при монтаже
При использовании внешней СЖОК внутреннее пространство системного блока остаётся свободным

Составляющие элементы, инструменты и материалы для сборки СЖОК

Подберём необходимый набор для жидкостного охлаждения центрального процессора компьютера. В состав СЖОК войдут:

• водяной блок;
• радиатор;
• два вентилятора;
• помпа;
• шланги;
• фитинги;
• резервуар для жидкости;
• сама жидкость (в контур можно залить дистиллированную воду или тосол).

Все составляющие системы жидкостного охлаждения можно приобрести в интернет-магазине по соответствующему запросу.

Некоторые узлы и детали, например, водяной блок, радиатор, фитинги, резервуар, можно изготовить самостоятельно. Однако вам, вероятно, придётся заказывать токарные и фрезерные работы. В результате может получиться так, что СЖОК обойдётся дороже, чем если бы вы её приобрели готовой.

Наиболее приемлемым и наименее затратным вариантом будет приобрести основные узлы и детали, после чего самостоятельно монтировать систему. В этом случае достаточно иметь базовый набор слесарного инструмента для выполнения всех необходимых работ.

Делаем жидкостную систему охлаждения ПК своими руками - видео

Изготовление, сборка и монтаж

Рассмотрим изготовление внешней помповой системы жидкостного охлаждения центрального процессора ПК.

1. Начнём с водоблока. Самую простую модель этого узла можно приобрести в интернет-магазине. Идёт он сразу с фитингами и зажимами.
2. Водоблок можно изготовить и самостоятельно. В этом случае понадобится медная болванка диаметром от 70 мм и длиной 5–7 см, а также возможность заказать токарные и фрезерные работы в технической мастерской. В результате получится самодельный водоблок, который по окончании всех манипуляций нужно будет покрыть автомобильным лаком для исключения окисления.
3. Для крепления водоблока можно использовать отверстия на материнской плате в месте изначальной установки радиатора воздушного охлаждения с вентилятором. В отверстия вставляются металлические стойки, на которые крепятся вырезанные из фторопласта планки, прижимающие водоблок к процессору.
4. Радиатор лучше всего приобрести готовый.
   

   Некоторые умельцы используют радиаторы от старых автомобилей.

5. В зависимости от размеров, на радиатор с помощью резиновых прокладок и кабельных стяжек или же посредством саморезов крепятся один или два стандартных компьютерных вентилятора.
6. В качестве шланга можно использовать обычный жидкостный уровень, сделанный из силиконовой трубки, обрезав его с обеих сторон.
7. Без фитингов не обходится ни одна СЖОК, ведь именно через них шланги подключаются ко всем узлам системы.
8. В качестве нагнетателя рекомендуется использовать небольшую аквариумную помпу, которую можно приобрести в зоомагазине. Крепится она в подготовленном резервуаре для охлаждающей жидкости с помощью присосок.
9. В роли резервуара для жидкости, выполняющего функции расширительного бачка, можно использовать любой пищевой контейнер из пластмассы, имеющий крышку. Главное, чтобы туда помещалась помпа.
10. Для возможности долива жидкости в крышку контейнера врезается горловина любой пластиковой бутылки с закруткой.
11. Электропитание всех узлов СЖОК выводится на отдельный штекер для возможности подключения от компьютера.
12. На заключительном этапе все узлы СЖОК закрепляются на подобранном по размеру листе оргстекла, подключаются и фиксируются зажимами все шланги, штекер электропитания соединяется с компьютером, система заполняется дистиллированной водой или тосолом. После запуска ПК охлаждающая жидкость сразу начинает подаваться к центральному процессору.

Водоблок на компьютер своими руками - видео

Водяное охлаждение превосходит по характеристикам изначально устанавливаемую на современных компьютерах воздушную систему. За счёт жидкостного теплоносителя, используемого вместо вентиляторов, сокращается шумовой фон. Компьютер работает намного тише. Сделать СЖОК можно своими руками, обеспечив при этом надёжную защиту основных элементов и узлов компьютера (процессор, видеокарта и др.) от перегрева.

Плюсы и минусы водянки

Здравствуйте, уважаемые читатели техноблога. В этой статье попытаюсь рассказать, как работает водяное охлаждение компьютера. Тема весьма актуальна для тех, кто решил сменить воздушную башню на что-то более производительное, чтобы поиграться с разгоном до экстремальных пределов и при этом не угробить драгоценный камень, стоимость которого может превышать 400 долларов.

Ну и заодно пощадить материнскую плату и прочие комплектующие, ведь некоторые водянки ориентированы не только на один контур (ЦП или видеокарта).

Сразу скажу, что назвать СВО лучше воздуха нельзя – это тема для . Да и некоторые башни могут дать фору большинству необслуживаемых водянок, о чем говорит вот этот .

Структура систем жидкостного охлаждения

Для многих не будет секретом, что СВО могут быть открытого (кастомные) и закрытого типа (готовые необслуживаемые решения для охлаждения конкретного типа комплектующих). И если с последними все понятно, то первая категория может быть построена по трем основным принципам:

Схема с параллельным подключением. Все узлы запитаны от одной помпы, которая гонит хладагент к радиатору с кулерами. Через решетку радиатора вода охлаждается и подходит к железу, с которых снимается тепловая энергия. Горячая жидкость возвращается в резервуар с помпой и процесс повторяется заново. Схема выглядит следующим образом.

Схема с последовательным подключением. Элементы также охлаждаются параллельно и очень эффективно, но для этого необходимо иметь мощную помпу и весьма оборотистые вертушки, которые смогли бы оперативно охлаждать хладагент в радиаторе. Схема прилагается.Есть так называемые комбинированные или двухконтурные водянки. Принцип работы основан на последовательном методе, однако каждый контур ориентирован на одну железку. Довольно дорогая схема как в плане строительства, так и по обслуживанию. Хотя владельцы топовых конфигураций в погоне за максимальной производительностью не видят в подобном решении ничего зазорного.

Ключевые элементы СВО

Принцип охлаждения ПК разобрали, теперь перейдем к элементам, которые за это ответственны:

• Теплообменник – главный элемент, который вбирает в себя все тепло при нагреве процессора, видеокарты и прочих горячих железок;
• Помпа – механизм, который гоняет хладагент по контуру СВО. Некий аналог можно наблюдать в аквариуме для рыбок – принцип работы практически идентичный;
• Трубопровод – канал, по которым гоняется водичка от помпы к комплектующим и радиатору. И так по кругу;
• Переходники, фитинги и соединители – элементы, соединяющие конструкцию СВО;
• Расширительный бачок – резервуар, в котором находится жидкость, не активная в данный момент. Несмотря на тот факт, что контур закрыт и жидкость испариться не может, бачок нужен для того, чтобы спрятать в него помпу, которая при работе на свежем воздухе элементарно выходит из строя;
• Теплоноситель (он же жидкость, хладагент, дистиллят) – теплопроводящая субстанция, которая и охлаждает железо;
• Радиатор – конструкция, в которой остывает горячая вода, проходя через тонкие капилляры из меди или латуни;
• Кулер – вертушка, продувающая ребра радиатора.

Зная это, вам будет легче ориентироваться при возможном строительстве собственной СВО, если вдруг возникнет такая мысль.

Плюсы и минусы водянки

Дайте угадаю… Насмотревшись на Youtube роликов о кастомных сборках топовых ПК с водяным охлаждением, многие решили сделать себе то же самое, не смотря на побитый жизнью FX 4300 или Core i5 2500k. Давайте развеем ваши сомнения.

Плюсы:

• Относительно компактные размеры кулеров, что позволяет организовать СВО даже в компактном корпусе с мощным железом. Практика показывает, что вставить всеми любимый Noctua NH-D14 в стандартный корпус равносильно издевательством над башней – она просто не даст закрыть боковую крышку.
• Вода в качестве охладителя значительно повышает эффективность системы. Насколько я помню, среди автомобилей воздухом охлаждается лишь Запорожец, но в плане стабильности работы двигателя у него не все так просто.
• Возможность охладить одной водянкой сразу несколько комплектующих. Тут без комментариев – действительно удобное решение.

Минусы:

• Очень сложная организация водянки как таковой. Если кулер взял и поставил, то СВО нужно продумывать чуть ли не пошагово, чтобы не ошибиться с установкой радиаторов, длиной трубок, мощности помпы и т.д.
• Вода из-под крана не годится для охлаждения. Здесь можно использовать либо дистиллят, либо специальный хладагент, который продается в компьютерных магазинах, а он не дешевый.
• Опасность протечки. От системы можно и нужно ждать подвоха в самый неподходящий момент. Жидкость хоть и является диэлектриком, но коротнуть может на раз-два.
• Стоимость. О да, хорошая обслуживаемая водянка обойдется минимум в 500-600 баксов, не считая дополнительных расходников. Так что решайте сами.

Необслуживаемые СВО

Не хотите париться насчет обслуги – купите водянку закрытого типа. Да, она охлаждает только один контур, но и проблем с ней гораздо меньше. Мы можем порекомендовать такие проверенные годами решения как:

• GameMax Iceberg 120;
• DeepCool Captain 120EX RGB;
• Corsair Hydro H100i v2.

Они недорогие, бесшумные, просты в установке и пользуются огромным спросом на рынке. А чего еще надо от водянки? Думаю вам было полезно прочитать эту статью, не забывайте делиться с близкими и подписываться на Пока.