- : очень тихая и эффективная система водяного охлаждения. делаем своими руками
- Шланги
- Жидкостное охлаждение, его положительные свойства и недостатки
- Изготовление, сборка и монтаж
- Классификация охлаждающих водяных систем
- Напутствие и меры предосторожности
- Первый «тестовый» запуск системы водопроводного охлаждения и пк с неожиданной проблемой
- Помпа и расширительный бачок
- Процесс изготовления
- Радиатор
- Сборка и подключение кустарной сво
- Составляющие элементы, инструменты и материалы для сборки сжок
- Теория сборки кустарной сво в условиях 939 сокета
- Шаг 3: подготовка к установке
- Шаг 4: установка
- Шаг 8: дополнительные трюки
- Выводы
: очень тихая и эффективная система водяного охлаждения. делаем своими руками
Эта работа была прислана на наш «бессрочный» конкурс статей и автор в награду получает материнскую плату MSI 865PE Neo2-FIS2R.
Прошло больше года с тех пор, как я собрал свою первую законченную систему водяного охлаждения на базе готового комплекта (смотри статью). Месяц спустя (на новой платформе) систему значительно модернизировал – в контур охлаждения включил северный мост и видеокарту, а также заменил процессорный ватерблок. Причём все эти ватерблоки изготовил сам. Несмотря на то, что основные элементы системного блока были достаточно жаркими: процессор Athlon Thoroughbred-B1700 @ 2800 с напряжением питания ядра 1.85В, разогнанная видеокарта GeForse 4 Ti 4600 и северный мост с элементом Пельтье, система с честью прошла испытание южной летней жарой. Даже при температуре воздуха в комнате 32 градуса температура ядра процессора не превышала 55 градусов.
Когда возникла необходимость во втором компьютере, то собирался он, в основном, из того, что осталось от предыдущих модернизаций. К сожалению, оставшийся корпус – минибашня. Но, поскольку в неё нормальный воздушный кулер не лез никаким боком, то пришлось сделать это.
Всё, казалось бы, ничего, если бы не одно немаловажное обстоятельство – привыкнув единожды к тихому компьютеру с водяным охлаждением, в дальнейшем от этой привычки отказаться просто невозможно. Так и возникло желание: создать тихую и при этом эффективную систему водяного охлаждения.
Почему же всё-таки водяного? Тому есть достаточно причин. Поскольку в любой системе охлаждения оконечным (собственно теплоотводящим) устройством является воздушный радиатор с вентилятором, то шумовые параметры системы определяются величиной и, главное, скоростью воздушного потока, обдувающего рёбра (пластины, штыри и т.д.) радиатора. И чем большую тепловую мощность необходимо отвести при одинаковом уровне шума, тем больший размер радиатора и вентилятора необходим.
Яркий тому пример – кулер Zalman CNPSA-Cu — лучший из доступных (и не только из доступных — он имеет правильную конструкцию): размеры – 109х62х109мм; масса – 770г; вентилятор – 92мм; площадь пластин – 3170 квадратных сантиметров; обороты, уровень шума и тепловое сопротивление в тихом и нормальном режимах соответственно: 1350 и 2400 об/мин; 20 и 25 дБ (при разгоне, кстати, тихий режим недопустим, а 25 и даже 20дБ — это ещё не очень тихо) и 0.27 и 0.2К/Вт. Запомним эти цифры, в дальнейшем они нам пригодятся. И не следует думать, что этот, и ему подобные кулеры, необходимы только для новейших процессоров с тепловыделением до 90 – 100Вт.
У народного Thoroughbred-B 1700 @ 2800 при напряжении ядра 1.85В (типичное напряжение при разгоне) тепловыделение очень даже немаленькое.
рис. 1
Кулер с вентилятором 120х120мм трудно себе даже представить, и вероятно, такой и не появится. Что же касается кулеров на тепловых трубах – то здесь та же беда: они хотя и эффективнее чисто воздушных (ненамного, процентов эдак на 15 – 20), но требования к радиатору и вентилятору для них те же. Итак, из всего многообразия кулеров остаётся один – кулер не базе водяного (жидкостного) охлаждения – ватеркулер.
Чем же оно (водяное охлаждение) так хорошо:
- оно позволяет отвести достаточное количество теплоты от всех наиболее в этом нуждающихся элементов и не просто отвести, а за пределы корпуса;
- оно принципиально гибкое: даже при использовании покупного комплекта, мы имеем достаточное количество вариантов установки в конкретный корпус;
- главное: практически все элементы системы можно изготовить своими руками, а это и спортивно, и, при положительном исходе, позволит получить огромное моральное удовлетворение;
- и, наконец, самое главное: размеры радиатора практически неограничены, что позволяет использовать вентилятор больших размеров на предельно низких оборотах – залог минимального шума.
Теперь перехожу к той части статьи, где приводятся описания реальных конструкций и способов их изготовления. Себе я поставил цель – максимально подробно рассказать обо всём: а вдруг у кого-нибудь возникнет желание сотворить нечто подобное. При этом возникла одна трудность – для доходчивого изложения собственно процессов изготовления элементов необходимо писать так, как принято в технологических инструкциях, а это сделало бы статью абсолютно нечитабельной. Поэтому описательная часть статьи большинству читающих покажется эдаким стилистическим уродцем (что есть, то есть – самому не нравится), но всё же советую — набраться терпения и дочитать до конца.
1. Ватерблоки
Процессорный ватерблок
Он, пожалуй, самый главный в системе. Потому что:
- на его долю приходится максимум выделяемой теплоты;
- у него самая маленькая площадь контактирования с тепловыделяющим элементом;
- конструктивно он достаточно сложен и наиболее трудоёмок при изготовлении (как правило, это фрезерованные конструкции из алюминия или меди с непростой герметизацией).
Но не всё так безнадёжно. Попробуем осмысленно подойти к разработке процессорного ватерблока, но не абстрактного (или идеализированного), а такого, который можно изготовить своими руками. Для этого сам процесс разработки разобьем на этапы:
Этап первый: выбор материала.
Здесь, я думаю, вариантов нет – это медь, причём медь листовая: это и не очень дорого, это эффективно, и, наконец, сборку можно вести самым доступным способом – пайкой.
Второй этап: выбор размеров.
Для минимизации теплового сопротивления основания его размер не имеет смысла делать больше чем 70х70мм, а толщину более 4 – 5 мм.
Этап третий: выбор внутренней конструкции, удовлетворяющей ряду основополагающих требований:
- поскольку теплообмен происходит в тонком пограничном слое жидкости (толщина не более 1мм), то эффективная площадь контактирования жидкости с внутренней конструкцией ватерблока должна быть достаточно большой;
- геометрия этой конструкции должна быть такой, чтобы к любой её точке подводимая извне теплота приходила с наименьшими потерями;
- жидкость должна эффективно омывать все элементы конструкции;
- общее гидравлическое сопротивление ватерблока должно быть небольшим.
Какие же наиболее распространённые конструкции мы имеем на сей момент:
- фрезерованные в толстом металле каналы различных форм змейки, спирали и т.д.;
- различной формы выступы и стержни на толстом основании.
Чем же нехороши фрезерованные каналы? А тем, что они имеют достаточно большую длину и сечение, что противоречит пунктам требований 1 и 4. Чем плохи выступы и стержни – не выполняются пункты 1 и 3.
Ватерблоки от известных производителей имеют эффективно работающие патентованные структуры и, если это не рекламные уловки, то подробнее узнать, а тем более воспроизвести подобное, не представляется возможным.
Итак, попытаемся изготовить ватерблок, конструкция которого соответствует предъявленным требованиям. Сразу предупреждаю, в статье вы не найдёте чертежей – их не было и при изготовлении, но для лучшего понимания того, что происходило при реальном изготовлении элементов системы, приведу достаточное количество фотографий и пояснений.
Конструкция и внешний вид.
рис. 2
рис. 3
Основание представляет собой П-образную деталь из меди толщиной 2мм и имеет размеры 64х64 мм. Рабочая структура представляет собой два слоя медных тонкостенных трубок, имеющих внутренний диаметр 2мм и длину 35мм. Всего трубок тридцать две. Крышка из миллиметровой латуни находится на расстоянии одного миллиметра от верхнего слоя трубок. Входной и выходной патрубки изготовлены из медной трубки диаметром 8мм. Толщина основания увеличена до 4мм напайкой дополнительной медной пластины толщиной 2мм.
Сборку производим следующим образом (аналогично собираем ватерблоки видеокарты и северного моста):
- трубки, внутреннюю поверхность основания предварительно облуживаем припоем ПОС-61 (если мощности паяльника не хватит, то перед облуживанием прогреваем детали до температуры 80 – 90 градусов);
- трубки, в соответствии с рис. 3 укладываем на основание;
- эту промежуточную сборку помещаем на печь (размер плиты 50х50мм, мощность 80 – 100Вт: можно использовать старый утюг с терморегулятором, имеющий температуру башмака 180 — 200 градусов);
рис.4 - печь разогреваем до температуры 180 – 200 градусов, по мере расплавления припоя добавляем небольшие порции пастообразного флюса (перед этим необходимо выставить поверхность плиты горизонтально, иначе конструкция после расплавления припоя поплывёт);
- выключаем печь, даём конструкции остыть;
- тщательно любым растворителем отмываем остатки флюса;
- облуживаем места будущих швов на основании крышке и патрубках, удаляем остатки флюса;
- собираем конструкцию в целом и опять помещаем на печь (в процессе расплавления припоя внимательно следим за состоянием швов: если где-то есть непропаи, то добавляем небольшими порциями припой и флюс – на кончике спички);
- выключаем печь и после остывания промываем внутреннюю полость ватерблока любым растворителем.
Ватерблок собран, теперь необходимо внимательно просматриваем швы и проверяем их на герметичность.
Осталось проверить конструкцию на соответствие пунктам требований:
- пункт 1 выполнен: площадь контактирующей с жидкостью поверхности около100 квадратных сантиметров и практически весь внутренний объём ватерблока состоит из пограничного слоя;
- пункт 2 выполнен: тепловое сопротивление для подводимой теплоты незначительно – два яруса спаянных медных трубок составляют практически монолит с основанием (площадь около 20 квадратных сантиметров, что с лихвой компенсирует меньшую, чем у меди теплопроводность припоя);
- пункт 3 выполнен: трапецеидальное расположение пакета трубок, и диагональное расположение патрубков выравнивают линии тока жидкости;
- пункт 4 выполнен: сечение рабочей области превышает 100 квадратных миллиметров, сечение шланга с внутренним диаметром 6мм – 28 квадратных миллиметров, шланга диаметром 8мм – 50.
Ватерблок видеокарты
Речь пойдёт о ватерблоках для видеокарт среднего класса, потому, что для видеокарт высшего класса подойдёт процессорный с боковым расположением патрубков.
Итак, уровень мощности графического процессора приблизительно в два раза меньше, чем у главного: 25 – 35Вт. Площадь теплового контакта в несколько раз больше. Поэтому особых проблем в отборе теплоты нет. Единственный нюанс – в вертикальных системных блоках расположение видеокарт таково, что основание ватерблока оказывается вверху, а это при реальных небольших скоростях тока жидкости может привести к образованию воздушной пробки как раз в зоне отбора теплоты. Поэтому на внутреннюю поверхность основания необходимо напаять медную деталь толщиной 3 – 5мм с более или менее развитой поверхностью.
рис. 5
рис. 6
Ватерблоки северного моста
Здесь проблем никаких. Отобрать 5 – 10Вт может любая медная (или имеющая медное основание) коробочка.
рис. 7
рис. 8
2. Радиатор
Это, пожалуй, единственный элемент, не считая помпы и шлангов, который практически всегда берётся готовым. Либо специализированный фирменный (лично я никогда не встречал в Краснодарских компьютерных салонах продающихся отдельно элементов систем жидкостного охлаждения), либо какое-нибудь холодильно-компрессорное или автомобильное чудо, имеющее к тому же запредельную стоимость и непомерно большие размеры. Конструкции типа: медный змеевик в аквариуме изначально отметаются.
Итак, широко распространённое мнение: изготовить своими руками малогабаритный и, к тому же, эффективный радиатор просто невозможно. Попытаемся опровергнуть это заблуждение.
В обычном понимании радиатор (типа радиатора автомобильной печки) собственными руками изготовить невозможно. Действительно, так оно и есть на самом деле. Штампованные пластины, тянутый профиль, групповая пайка в защитной газовой среде и т.д. Но ведь свет клином не сошёлся именно на такой конструкции. Какую же конструкцию можно изготовить своими руками?
Общие требования, вытекающие из того, что радиатор, как оконечное устройство в системе охлаждения должен утилизировать всю собранную с элементов тепловую мощность:
- общий уровень тепловой мощности не менее 120 – 135Вт: 80 – 90Вт процессорных; 25 – 35 графического процессора, 5 – 10 северного моста и порядка 10Вт выделяемых в охлаждающую жидкость помпой;
- конструкция должна быть такой, чтобы без проблем размещалась в минибашне и не выступала за её габариты.
Заготовку деталей и сбоку будем производить в следующем порядке:
- облуживаем легкоплавким припоем (в нашем случае сплавом Розе) четыре тонкостенные медные трубки с внутренним диаметром 3мм, длиной 160 – 170мм и готовим три мотка по шесть метров отожженного на любом открытом огне медного обмоточного провода диаметром 1,2мм;
рис. 9 - изготавливаем из любого прочного листового материала толщиной 4мм оправку шириной 45 – 50мм, длиной около 200мм, запиливаем продольные кромки до радиуса 2мм, сверлим два технологических отверстия для фиксации концов проволоки, зажимаем оправку в тисках, заводим конец проволоки к ближнее к тискам технологическое отверстие и с большим натяжением наматываем её виток к витку, пропуская проволоку через сложенный пополам кусочек мелкой наждачной бумаги на текстильной основе (одновременно происходит зачистка и выпрямление проволоки);
рис. 10 - вышеописанную операцию повторяем троекратно, в результате имеем три плоские спирали;
рис. 11 - производим на ровной поверхности стола сборку трубок и спиралей, затем за крайние трубки с помощью тонкой проволоки растягиваем конструкцию внутри рамки из реек с внутренним размером примерно 250х250мм (сей ответственный момент остался, к сожалению, незадокументированным);
- пайку производим сплавом Розе (сначала центральные трубки, затем боковые), используя низкотемпературный флюс (например, четырёхпроцентный водный раствор гидразина солянокислого) термопистолетом с плоской самодельной насадкой;
рис. 12 - из десятимиллиметровой медной трубки делаем входной и выходной коллекторы, термопистолетом припаиваем их уже припоем ПОС-61, а затем тем же припоем припаиваем патрубки.
рис. 13
Итак, что же мы имеем:
- рабочая поверхность радиатора (решётка) для охлаждающего воздушного потока – около 600 квадратных сантиметров (соответствует обычному игольчатому радиатору с числом игл – 600. диаметром – 1.2мм, длиной 20мм и основанием с идеальной теплопроводностью), для воды – чуть больше 50;
- так как на каждую иглу приходится примерно 0.15 – 0.17Вт тепловой мощности, то вся поверхность радиатора имеет примерно равную температуру и работает одинаково эффективно;
- благодаря большой площади контакта теплота из рабочей жидкости передаётся решётке практически без потерь;
- суммарное сечение жидкостного канала составляет 36 квадратных миллиметров, что в точности соответствует сечению шланга с внутренним диаметром 6мм.
По большому счёту и поверхность решётки, и сечение жидкостного канала маловаты, но так даже интересней – что есть, то и будем пользовать. Вентилятор размером 120х120мм с резисторным регулятором оборотов перекочевал с боковой стенки. Решётка и пылевой фильтр остались на своём месте. Лично я предпочитаю вентилятор Thermaltake TT 12025A-1B1S: — и стоит всего около100р, и предельно тихий на пониженных оборотах.
3. Помпа, расширительный бачок и шланг
Выбор этих элементов системы простой: достаточно обеспечить в системе (с учётом перепада высот порядка 0.4 — 0.5м, внутреннем диаметре шланга 6 – 8мм и имеющемся в реальной конструкции гидравлическом сопротивлении) скорость циркуляции рабочей жидкости 1 – 2л/мин.
Итак, что же есть в наличии.
- Китайская двухсотрублёвая аквариумная помпа LifeTech: производительность 360л/мин; максимальная высота столба воды 0.5м; напряжение питания 230В и потребляемая мощность 7.5 – 8.5Вт. Параметры на грани фола.
- Поливинилхлоридный шланг с внутренним диаметром 6мм – лучше бы силиконовый с внутренним диаметром 8мм.
- Расширительный бачок – пластиковая банка из-под чая объёмом примерно 0.7л с плотно закрывающейся винтовой крышкой. Устраивает вполне.
Проходные патрубки для шлангов и провода питания делаем из отрезков медной или латунной трубки подходящего диаметра или как-то иначе (в моей конструкции они сделаны из байонетных приборных коаксиальных переходов гнездо – гнездо). Для минимизации шума помпы и вибрации помпу подвешиваем на выходном шланге и сетевом проводе. Заливную пробку, при использовании банки с закручивающейся крышкой, делать не имеет смысла.
рис. 14
5. Сборка системы
Первым делом удаляем ненужные теперь кулеры видеокарты, северного моста и бловер видеокарты.
рис. 15
Устанавливаем на видеоплату и с помощью прижимной профильной планки закрепляем ватерблок.
рис. 16
Снимаем верхнюю крышку системного блока, вырезаем в ней квадратное отверстие 130х130мм на её внутренней поверхности закрепляем радиатор.
рис. 17
Ставим крышку на своё место.
рис. 18
Устанавливаем на свои места ватерблоки процессора и северного моста, собираем и заправляем дистиллированной водой систему, производим контрольное включение и смотрим температуру ядра процессора (пока без вентилятора, благо тепловая инерция позволяет проделывать это в течение 5 – 10 минут). Система работает.
Снимаем с боковой стенки и с помощью пористых прокладок треугольной формы и двухстороннего эластичного скотча приклеиваем вентилятор прямо к решётке вентилятора.
рис. 19
Теперь осталось установить рабочее реле помпы. Располагаем его внутри блока питания. Реле можно использовать любое, способное коммутировать напряжение 220В и ток 50 -100мА, рабочее напряжение в пределах имеющихся внутри блока питания напряжений: от 3.3 и до 24В (как относительно общего провода, так и подвешенные в любых комбинациях).
Устанавливаем на место блок питания.
рис. 20
Закрываем декоративной решёткой отверстие в верхней крышке, устанавливаем на место боковую крышку, отходим на пару метров и любуемся творением своих рук.
рис. 21
6.Тестирование системы и оценка полезности проделанной работы
Температура окружающего воздуха плюс 23 градуса. Система находится в состоянии термодинамического равновесия (момент времени – примерно 30 минут после включения). Температура ядра процессора 48 градусов. Обороты вентилятора около 700 об/мин – минимальная скорость (напряжение около пяти вольт). Тестировать будем реальный закрытый компьютер.
Состав:
- корпус – минибашня с блоком питания 300Вт;
- системная плата – Soltek 75DRV5 KT333;
- процессор – Thoroughbred-B 1700 @2400 : FSB 166Мгц, к=12, напряжение ядра 1,725В, минимальная мощность 69Вт, максимальная (при стопроцентной загрузке) 76Вт;
- термоинтерфейс – КПТ-8;
- память – 512MB PC 2700 Samsung: FSB166Мгц, режим работы синхронный;
- видеокарта – ASUSTeK V8420TD: GeForse 4 Ti 4200 250/445@300/540;
- жёсткий диск, комбопривод, звуковая и сетевая карты.
Первым делом, проверяем отзывчивость системы охлаждения на изменение оборотов вентилятора: выставляем максимальные обороты (12В, 2000об/мин), ждем 10 минут – температура падает всего на один градус – весьма симптоматично: эффективность радиатора является слабым звеном в системе. Этого и следовало ожидать, достаточно сопоставить геометрические параметры нашего радиатора с радиатором кулера Zalman CNPS-7000A-Cu. Но не стоит отчаиваться, радиатор – радиатором, а как себя поведёт система в целом? Ведь кроме процессора охлаждаются ещё и графический процессор, северный мост, да и помпа примерно 8Вт тепловой мощности подбрасывает в систему.
Общее тепловое тестирование будем проводить (как обычно) Сандрой 2004. Запускаем Burn – 30 циклов арифметического и мультимедийного теста со стопроцентной загрузкой процессора (загрузка графического процессора – дополнительные несколько ватт на фоне общей тепловой мощности в системе — около 120Вт, роли не играет). После десятого цикла температуры остаются неизменными до конца теста;
рис. 22, где: оранжевая линия температура ядра, красная – температура процессорного ватерблока.
Итак, проанализируем полученные результаты. Температура перегрева над температурой окружающей среды — 30 градусов, т.е. общее тепловое сопротивление системы составило 0.25К/Вт. Плохо это или хорошо? Конечно же, хорошо. Сравним его с тепловым сопротивлением упомянутого выше Zalmanа в нормальном режиме работы вентилятора – 0.2 и 0.27К/Вт в тихом режиме. Казалось бы хуже, чем у Zalmanа в нормальном режиме, но к его тепловым сопротивлениям нужно добавить, по крайней мере, ещё 0.1К/Вт процессора и термоинтерфейса.
Наша система имеет недостаточно мощную помпу, шланги малого сечения и не очень эффективный, вследствие малого размера решётки и меньшего, чем нужно сечения жидкостных каналов, радиатор. Вентилятор работает на скорости 700об/мин. И при всём при этом оказывается эффективней самого крутого воздушного кулера.
Теперь о самом главном – о шуме. Впервые, со времен компьютеров на процессорах 486i, компьютер стал действительно очень тихим. Напомню, что в системном блоке всего один вентилятор, второй, в блоке питания, работает от пяти вольт и его шум запредельно низкий. Теперь главным источником шума, хотя и очень слабого, стал, как и в старые времена, чирикающий при позиционировании головок винчестер.
Но это ещё не всё – видеокарта с родными частотами 250/445Мгц, разгоняемая при воздушном охлаждении и только при использовании дополнительного бловера до частот 270/540Мгц, теперь спокойно взяла рубеж 300/540Мгц.
7. Выводы и рекомендации
Всё получилось, в общем, так, как и было задумано. Но систему можно сделать ещё более эффективной и снизить температуру градусов эдак на пять. Для этого необходимо:
- использовать более мощную помпу (700 – 1000л/мин с высотой рабочего столба воды не менее 0.8м);
- использовать шланг с внутренним сечением 8 квадратных миллиметров;
- для радиатора использовать трубки с внутренним диаметром 4,5мм – такие продаются в магазинах, торгующих комплектующими для холодильных агрегатов;
- и, если уж очень захочется, то радиатор можно сделать размером с верхнюю крышку;
- пылевой фильтр на боковой стенке теперь не ограничен ни в форме, ни в размерах.
И, наконец, для любителей считать деньги: помпа, плюс вентилятор, плюс медные трубки, плюс обмоточный провод — всё это меньше четырёхсот рублей. Плюс к этому — неделю или две (это уж как получится) работы по вечерам.
Анатолий Лысенко aka Haggard. Краснодар
Ждём Ваших комментариев в специально созданной ветке конференции.
Шланги
Из китая выписал 1м силиконового шланга сечениями 8х12мм прозрачный обошелся в 150р. Внутренний диаметр следует тщательно подбирать под другие компоненты. Также для «женитьбы» радиатора печки газели было взять пару шлангов от стандартного кухонного крана.
Сборка
С самого начала сборки у меня встал вопрос – «как же поженить» Радиатор печки с силиконовым шлангом. Диаметр трубы радика печки внешний аж целых 16мм. Внутренний диаметр я не измерял, но при сборке случайно обнаружил, что переходник от металло-пластиковой трубы подходит под трубу радика(забивается в трубу небольшим усилием).
А в дальнейшем на эти переходники навинчиваются шланги от кухонного крана.
И уже после эти шланги легко можно соединить с силиконовым шлангом. Честно говоря – с начала сборки Я думал что мне не хватит длины 1м силиконового шланга, но когда инсталлировал в систему шланги от крана, то длина самой системы стала заметно больше и ее стало хватать для «подводки» ко всем компонентам.
Хоть переходники от металлопластика заходили с трудом в трубки радика, я их все же обмазал герметиком и плотно забил до упора.
Радиатор печки закрепил стяжками к передней стенке корпуса, стяжки еле просунул между ребрами (настолько плотные ребра).
На помпе штуцеры немного большего диаметра (Я думал они 10мм, а оказалось что чуть больше – 11 или 12мм). Поэтому шланг на помпу еле налез, но на всякий случай слегка притянул хомутами. Сами хомуты мне не понравились, ибо они не полностью способны затянуть шланги малого диаметра.
Другое дело – самозатягивающиеся хомуты, они хорошо справятся с этой задачей. Но их я не нашел в продаже. У меня имелось лишь пара штук, которые шли в комплекте с помпой. Ими я закрепил шланги водоблока, где на мой взгляд было одно из опасных мест протечки – шланг на водоблок наделся слишком легко, хоть разность диаметров водоблока и шланга была 2 мм.
Наконец пришло время собрать тестовую сборку, чтобы проверить – нет ли протечек, залить нужное количество охлаждающей жидкости. На счет жидкости я не стал задумываться – тут кто на что горазд – кто дистиллированную воду, разбавленную спиртом, добавляет, кто еще что… Я тупо купил тосол и все.
Тем более его цена всего 85р за литр. А на мою сборку ушло всего пол литра.Тестовая сборка компа мне требовалась лишь для запуска помпы – блочок питания, старая МП с процем и памятью – от которой мне требовался лишь запуск БП и 3-пиновый разъем для вентилятора – куда Я запитал помпу.
Как видно по корпусу – я избавился от крепления HDD и дисководов. Для жестких дисков сделал одну стенку, которую закрепил в продолжение задней стенки, к которой крепится МатПлата. Ну и сами жесткие диски прикрепил к ней вертикально и чуть выше дна корпуса (чтобы в случае протечки их не залило).
Видеокарта довольно длинная, а с водоблоком стала еще тяжелее, поэтому я сделал небольшую подпорку под задний угол, чтобы плату не изгибало.
Кэблмэнеджментом я не занимался, поэтому провода БП повсюду, ибо корпус у меня все равно стоит внизу под столом и его никто особо не видит, а уж тем более что там у него внутри.Как видно на фото – шланги из водоблока мешают закрыться боковой крышке корпуса, пока что не придумал ничего по этому поводу.
Результат
Не буду ходить вокруг да около, скажу прямо – температуру нагрева удалось снизить примерно на 10 градусов цельсия в среднем. Но я все равно доволен результатом. К тому же теперь шума от вертушек стало меньше, а некоторые корпусные вентиляторы я запитал от 5В.
Ошибки, недочеты, которые хотелось бы исправить:
На счет помпы пока трудно сказать – температура видеокарты снизилась незначительно – тут может быть несколько проблем:
Ну а так всем доволен. Температура держится в районе 65-71 градусов, не то что раньше.
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.
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.
Изготовление, сборка и монтаж
Рассмотрим изготовление внешней помповой системы жидкостного охлаждения центрального процессора ПК.
- Начнём с водоблока. Самую простую модель этого узла можно приобрести в интернет-магазине. Идёт он сразу с фитингами и зажимами.
- 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.
- 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.
- Радиатор лучше всего приобрести готовый.
Некоторые умельцы используют радиаторы от старых автомобилей.
- В зависимости от размеров, на радиатор с помощью резиновых прокладок и кабельных стяжек или же посредством саморезов крепятся один или два стандартных компьютерных вентилятора.
- В качестве шланга можно использовать обычный жидкостный уровень, сделанный из силиконовой трубки, обрезав его с обеих сторон.
- Без фитингов не обходится ни одна СЖОК, ведь именно через них шланги подключаются ко всем узлам системы.
- В качестве нагнетателя рекомендуется использовать небольшую аквариумную помпу, которую можно приобрести в зоомагазине. Крепится она в подготовленном резервуаре для охлаждающей жидкости с помощью присосок.
- В роли резервуара для жидкости, выполняющего функции расширительного бачка, можно использовать любой пищевой контейнер из пластмассы, имеющий крышку. Главное, чтобы туда помещалась помпа.
- Для возможности долива жидкости в крышку контейнера врезается горловина любой пластиковой бутылки с закруткой.
- Электропитание всех узлов СЖОК выводится на отдельный штекер для возможности подключения от компьютера.
- 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.
Классификация охлаждающих водяных систем
Жидкостные охлаждающие системы могут быть:
- По типу размещения:
- 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.
- 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.
Напутствие и меры предосторожности
Я бы не рекомендовал повторять такие эксперименты, так как велика вероятность сколоть кристалл при неумелой установке и фиксации водоблока. Также несмотря на бюджетность и эффективность данной системы охлаждения, ее установка для долгосрочного использования обесценивается из-за огромных расходов за холодную воду.
Если вы планируете собирать кустарную систему жидкостного охлаждения, то лучше придумать какое-то решение с замкнутой системой циркуляции воды, да, это не будет так эффективно, как система водопроводного охлаждения, но такое решение обеспечит безопасность вашим комплектующим.
И не стоит забывать об электропроводности обычной воды, для исключения фатального исхода от потекшей СВО, следует использовать жидкости, которые не проводят электрический ток. Например, высокочистое масло, но возникает другой вопрос: где найти помпу, способную прокачивать столь плотную жидкость?
Первый «тестовый» запуск системы водопроводного охлаждения и пк с неожиданной проблемой
Запуск системы водопроводного охлаждения я, естественно, задокументировал на видео, где, собственно, выяснилась главная проблема всей этой только что собранной системы:
Как вы можете слышать и видеть: видеокарта оказалась трупом. И нет, я не сколол ей кристалл, когда устанавливал водоблок. Просто этот Sapphire Radeon HD 2600 Pro я вытащил когда-то из сгоревшего компьютера и, так как на ней вращался кулер при подключении к тестовой материнской плате, я предварительно посчитал ее «живой». И на этом, собственно, испытания системы водопроводного охлаждения завершились — покупка экспериментальной видеокарты «в сделку не входила», да и у меня кончилась годная термопаста, а осталось лишь два тюбика бесполезной КПТ-8, которую использовать в экспериментах — просто кощунство.
Самое главное: такая кустарная система водопроводного охлаждения оказалась рабочей, пусть мы и не проверили ее эффективность в разгоне. А, жаль — я планировал хорошенько разогнать систему и проверить ее в моем любимом бенчмарке «Зова Припяти».
Но не стоит отчаиваться, продолжение экспериментов с водопроводным охлаждением обязательно будет, как только я раздобуду практически любую видеокарту, которую в случае чего было бы не жалко, если она падет в оверклокинге отправиться в Вальгаллу из-за прорвавшего водоблока (моя GTX 260 подошла бы просто идеально).
Помпа и расширительный бачок
Была приобретена на птичьем рынке китайская помпа за 800 руб, высота подъема — 2 метра, производительность — 2000 литров/час, стандартный забор по оси вращения, выброс под углом 90 градусов. Купив, решил испытать, и по тому, как она лихо выскочила на струе воды из 15-ти литрового тазика понял, что пожадничал, и можно было бы послабее взять, ну да ладно.
Бурление адское в расширительном бачке мне было бы накладно, и я решил приспособить под бачок приобретённую в хозмагазине «емкость пластиковую для сыпучих продуктов 1.75 литра», а чтобы не было тугой струи в стенку/корпус придумал через два переходника вставить латунный уголок (1/4″-3/8″ — как гайка, см выше, 3/8″ — 1/2″, и сам уголок 1/2″-1/2″), переправляющий поток приточный снова прямо в водозаборник.
Сама помпа приклеена за присоски к дну ёмкости, выпускной патрубок продет через аккуратно продырявленную съёмную крышку. Потом помпа была поставлена внутри шкафа с компьютером вдоль стенки санузла на мебельных уголках, для уменьшения вибрации под него подложен самоклеющийся поролон(?) от какой-то сантехники.
Полного фото к сожалению не осталось, на снимках видны ключевые фрагменты.
Процесс изготовления
Буду писать сжато и по делу:
Сперва скрутил пробку и заглушку, понял, где можно «поселить» штуцеры и чтобы разбиралось/собиралось.
Обточил и заполировал верх/дно будущего водоблока — то, что к штуцерам и то что к процессору.
Отверстие в «пауке» для процессора квадратное, а по форме пробка — шестигранная, ножовкой и напильником устраняю избытки латуни на пробке (толщины хватает, остаток стенок около 3мм).
Не рекомендовал бы делать наоборот — растачивать «паука» до гайки — поведёт неравномерную толщину при фиксации к материнской плате.
Разметил и просверлил центрирующие отверстия в заглушке 3мм — если доводилось сверлить мягкий металл хоббийным сверлом, то помните, как лихо уводит его в такой среде, особенно в руках, деталь вырывается из рук просто нереально.
Получил через ~пятое сверление сверлами с возрастающим диаметром нужный размер отверстий под метчик — прошел номером 1, потом номером 2.
Примерил штуцеры — ок, получилось, делаем крепление водоблока к «пауку» кулерному, в шайбе сверлю два отверстия под штуцеры (да, мастерская как была бы кстати! сталь в руках сверлить ещё тяжелее, хорошо не надо соблюдать точность).
Два отверстия в шайбе соединяю ножовкой (4 реза) и обтачиваю напильником для красоты — на выходе шайба с ромбовидным отверстием.
Также в шайбе сверлю 4 отверстия 3мм — для шпилек.
Тонкий момент — совпадение отверстий на шайбе-фланце и «пауке» при сборке, должно быть максимально ровно и вертикально, одно отверстие смотреть в другое.
Пора собирать, этап первый — штуцеры, обмазываю холодной сваркой резьбу на крышке и на штуцерах, собираю, жду схватывания, потом с внутренней стороны довыкладываю уровень сварки заподлицо чтобы не было потом воздушных пузырей и сопутствующих проблем, время от времени подзакручивая для получения плотного соединения и красивой канавки внутри мокрую пробку — чтобы сварка не схватилась раньше (см. изображение).
Время сделать фланец для верха водоблока из фигурно порезанной шайбы — слой холодной сварки на вертикально стоящую заглушку штуцерами вверх, затем сверху шайбу и выравниваю её по горизонту.https://www.youtube.com/watch?v=i5LtPcOERCo
Самое ответственное — сборка водоблока состоит из посадки на лён с пастой дна к крышке водоблока, крутить надо сильно и если всё правильно с количеством льна, последние обороты дадутся нелегко, диаметр большой и силушку нужно прикладывать серьёзную.
Крайне не рекомендую использовать ленту ФУМ — как собравший не одну сотню соединений, утверждаю, что она ненадёжна и на один раз — если вы случайно повернёте затянутое соединение хоть на пол-минуты — будет течь, лучше тогда уж на холодную сварку посадите, я не был уверен в герметичной установке штуцеров и потому сделал так, но наверное, можно не беспокоится с разборкой данной конструкции в дальнейшем и сразу на холодную сварку сделать и забыть.
Шпилек нет в магазине, да и не подлезть было бы снизу «паука» с гайками — не хватает высоты, поэтому берём гвоздь 100, его диаметр как раз 3мм, зажимаем в дрель и метчиком. 4 раза повторяем (см. изображение).
Водоблок готов, осталось проверить на протечки и собрать.
Радиатор
Радиатор «получился» случайно — 5 метров металлопластиковой трубы заделанной в цемент общим весом 250 кг. Система «тёплый пол» на водяной тяге не вышла, не хватало «задутия» из стояка с горячей водой и пол был холодный, решил задействовать с пользой — греем не воздух, а пол в санузле!
На снимке видна полка, на которой сверху стоит мини-сервер и одно из двух отверстий к нему для шлангов.
Собранный и установленный водоблок выглядит так:
На снимке виден бежево-коричневый вентилятор малоизвестной европейской компании по производству систем охлаждения, он к сожалению нужен для разгона воздуха внутри небольшого корпуса, иначе чипсет и память подвисают, не предназначен barebone для таких вещей как полное снятие активного обдува, выяснилось примерно после недели эксплуатации.
Сборка и подключение кустарной сво
Начнем с приготовления видеокарты. Расположим видеоадаптер на разделочной доске и аккуратно снимем прилипшую намертво систему охлаждения, если охлаждение прилипло крайне серьезно, то следует воспользоваться спиртом либо же прогреть радиатор феном, а потом пытаться отдирать систему охлаждения. Далее рекомендуется нанести термопасту на чип и приложить водоблок так, как и планируется его закреплять:
Далее я насадил на штырь пружину, теоретически защищающую кристалл от скола, сверху накинул пластиковую шайбу, служащую для того, чтобы предотвратить замыкание и не повредить плату металлической пружиной. Я вставил оба штыря в отверстия, прижал водоблок при помощи комплектного и нехитрого крепежа и зафиксировал получившуюся конструкцию двумя круглыми гайками, которые удобно закручивать пальцами.
Далее я приступил к приготовлению материнской платы. Снял радиатор с вентилятором с чипсета, очистил чип от прилипшей термопрокладки, обезжирил чипсет ацетоном, нанес термопасту и приложил водоблок, так, как посчитал нужным.
Установка водоблока на чипсет материнской платы не составила труда, процесс полностью идентичен установке водоблока на графический процессор видеокарты.
Далее я нарезал 4 метра трубы при помощи канцелярского ножа на необходимые мне отрезки. Вышло: один небольшой отрезок (около 40 см), соединяющий водоблоки на чипсете и графическом процессоре; и два равных по длине куска, служащих для подачи и слива воды.
Следующим шагом было насаживание трубок на соответствующие места на водоблоках. Трубки для надежности я затянул хомутами. Конечно, для продолжительного использования кустарного СВО, трубки потребуют более надежной фиксации, но так как в моем случае все собирается на время эксперимента, а мое экспериментальное железо стоит даже дешевле, чем собранная под нее СВО, я решил прибегнуть к самому бюджетному варианту крепления.
Далее следовало крепление водопроводной трубки к крану. Силиконовый шланг идеально влезал в трубу крана, я протиснул его достаточно глубоко, повел его по крановой дуге. Далее я использовал изоленту для герметизации получившегося водопровода. Целого мотка изоленты в данном случае было бы много, я не использовал даже и четверти имеющейся изоляционной ленты.
И вот, когда кустарная «водянка» была подключена, я традиционно расположил материнскую плату на варочной поверхности, принес свой монитор, подключил экспериментальный блок питания, для удобства подключил переднюю «морду» корпуса к панели, чтобы с легкостью включать систему.
Также я установил вентилятор для обдува водоблока, расположенного на чипсете, так как его температура из-за холодной воды будет меньше, чем температура воздуха (а сейчас на моей кухне гораздо больше 30 градусов), и, следовательно, будет образовываться конденсат, который следует сдувать. Лучше, конечно, использовать более высокооборотистый вентилятор, но я использую тот, который у меня есть в наличии.
Теперь можно переходить к запуску ПК с кустарной системой водопроводного охлаждения.
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.
Теория сборки кустарной сво в условиях 939 сокета
Итак, сокет 939 славится в первую очередь чрезвычайно горячими чипсетами, «благодаря» которым очень мало плат от AMD того времени дожили до наших дней. А если быть более точным, то проблема тут не сколько AMD, сколько компании Nvidia, выпустившей крайне горячие чипсеты nForce4, на котором и базируется моя материнская плата Gigabyte GA-K8NF-9.
Поэтому водопроводное охлаждение чипсета стало первым по важности в построении кастомной СВО. Далее, конечно, хотелось закрепить еще один водоблок непосредственно на процессор, но отсутствие на плате соответствующего крепления и наличие лишь скобы сделали данную затею крайне сомнительным и трудозатратным делом.
Трубка из крана должна быть присоединена к водоблоку, находящемуся на чипсете. Далее вода должна идти к водоблоку, охлаждающему графический процессор видеокарты. А из этого водоблока должна выходить сливная трубка, ведущая в раковину. В теории все просто, можно приступать к «приготовлению» кастомной СВО.
Шаг 3: подготовка к установке
Как только вы получите все детали, прочтите руководства к ним. Я никогда не читаю мануалы, но касаемо охлаждения, есть некоторые моменты, которые могут действительно испортить вашу установку, если вы не обратите на это внимание.
После того, как вы это сделаете, вам нужно сделать промывку. Когда детали изготавливаются, на них остаются масла, грязь и другие вещи. Если вы просто запустите свою установку таким образом, то по вашим трубкам и деталям будет течь грязь, и система начнет засоряться.
Возьмите часть своей трубки, обрежьте ее и подключите к одному концу радиатора. Возьмите воронку и пропустите через нее галлон дистиллированной воды. Для лучшего эффекта вы можете подогреть воду. Затем разберите водяной блок, это должно быть довольно просто — открутите несколько винтов. Возьмите немного спирта и протрите все закоулки вашего блока.
Шаг 4: установка
Выньте все железо из вашего компьютера, которое не будет использоваться. Например, жесткие диски и графические процессоры, если вы не будете охлаждать их водой. Для того, чтобы установить водоблок, вам все равно придется разбирать компьютер.
Извлеките материнскую плату из корпуса и поместите ее в безопасное место, чтобы она работала там, где на нее не подействует статическое электричество. Поместите термопасту размером с каплю, вам понадобится всего точка или 2. Возьмите винты, которые поставлялись вместе с водяным блоком, и проденьте их через нижнюю часть того места, где будет ввинчиваться ваш радиатор. Установите радиатор и закрепите его.
Это сложно объяснить, так как все блоки монтируются немного по-разному. Ваш блок должен прийти с какой-то диаграммой. Продумайте, где вы собираетесь устанавливать радиатор и водяной насос. Возможно, вам придется просверлить отверстия в корпусе, если вы устанавливаете радиатор снаружи.
Спланируйте, как вы собираетесь пропустить в корпусе трубки и соедините их все клапанами. Возьмите несколько шланговых зажимов и надежно закрепите их. Возможно, вам придется использовать смазку, чтобы заставить их залезть на клапаны. Убедитесь, что всё установлено как вы хотите, потому впоследствии вам будет очень трудно отсоединить шланги.
Шаг 8: дополнительные трюки
- Если в вашей проводке беспорядок, вы можете просверлить несколько отверстий там, где крепится материнская плата, и пропустить кабели позади неё, закрепив через эти отверстия. Эта процедура действительно поможет системному блоку выглядеть намного лучше.
- Уберите из вашего резервуара все пузырьки — это увеличит поток воды.
- Регулярно проверяйте воду. В ней могут начать нарастать разные вещи, если вы не вычистили из системы всю грязь.
- Налейте в воду немного антифриза — это поможет с теплопередачей.
- Никогда не используйте алюминий, медь или любой другой материал на водяных блоках. Это может вызвать плохую химическую реакцию. Есть химические вещества, которые вы можете добавить в систему, чтобы защититься от таких реакций, но я все же не рекомендую этот пункт.
- Держите в запасе дополнительные трубки и дистиллированную воду. Если вы неправильно загерметизировали резервуар или просто по прошествии времени, вода может испариться.
ХРАНИТЕ ВСЁ. Сохраняйте все старые запчасти и винтики. Я не могу сосчитать, сколько раз мои старые запчасти, которые я сохранил, помогли мне.
Выводы
Что достигнуто:
Что не устраивает:
P.S. Да, все повторения данного опыта — на ваш страх и риск, у меня получилось, надеюсь и у вас тоже получится.
UPD: По поводу льна для сантехработ хочу дополнить, что на резьбе «папе» очень желательны поперечные насечки, они вовсе не от кривых рук изготовителей, а специально сделаны фрезой для удержания льна на резьбе от проворота при закручивании деталей. Мне пришлось их наносить вручную надфилем, иначе не достичь качества соединения, особенно на мелких диаметрах. В общем, если крутится легко — значит неправильно что-то, мало льна или он проворачивается вместе с деталями.
https://www.youtube.com/watch?v=e4h3rfIvID0
UPD2: По многочисленным просьбам провёл стресс-загрузку процессора с целью протопить пол, многим же интересно, насколько горячо. Тест шел двое суток (меньше смысла нет, слишком инерционный радиатор), это было mprime на все ядра процессора, WCPU 200%, замер делался при помощи sysctl dev.cpu | grep temp и mbmon -A, в обоих случаях выше 43C температура не поднялась, пол прогрелся до 29С, температура в помещении 25C на высоте 1,5 от пола.