Водяная система охлаждения для процессора

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.

Подробно о ключевых элементах водяного охлаждения

Радиатор охлаждения

Радиатор — панель из металлических трубок небольшого диаметра, покрытых для увеличения площади теплоотдачи алюминиевым или медным «оперением». В сущности, оперение, это многократно сложенная лента из металла. Общая суммарная площадь ленты достаточно велика, а значит, радиатор может отдать в атмосферу в единицу времени достаточно много тепла.

Самый уязвимый элемент конструкции двигателя — турбокомпрессор (турбина), работающая на крайне высоких оборотах. При перегреве разрушение крыльчатки и подшипников вала практически неизбежно 

Таким образом, разогретая жидкость внутри радиатора циркулирует сразу по всем многочисленным тонким трубкам и охлаждается достаточно интенсивно. В крышке заливной горловины радиатора предусмотрен предохранительный клапан, отводящий пары и избыток жидкости, расширяющейся при нагреве.

В радиаторе автомобиля с автоматической коробкой передач предусмотрен второй, независимый контур, в котором охлаждается трансмиссионная жидкость.

Расширительный бачок

Расширительный бачок служит для компенсации расширения жидкости при повышении температуры. В зависимости от конструкции системы бачок может быть «простым» или «сложным». «Простой» бачок представляет из себя емкость для сбора излишков расширившейся от нагрева жидкости. К нему через крышку подведена резиновая трубка, другим концом присоединенная к патрубку в верхнем бачке радиатора. 

В более сложном варианте бачок — полноправная часть системы охлаждения. Он находится под давлением, и отводящий клапан вмонтирован в крышку бачка. В этом случае в бачке всегда должна быть жидкость, чтобы при падении температуры двигателя в радиатор не попадал воздух. Для контроля на стенку бачка, находящегося под давлением, наносят метки Min и Max. 

Водяной насос, или помпа

Водяной насос обеспечивает циркуляцию охлаждающей жидкости в системе. Как правило, это центробежный насос, в котором давление создает расположенная внутри корпуса на центральной оси крыльчатка с лопастями сложной формы.

Термостат 

Термостат — устройство, поддерживающее постоянную температуру в блоке цилиндров. Он не позволяет жидкости не только перегревать двигатель, но и переохлаждать его в зимний период. С его помощью регулируется объем охлаждающей жидкости, которая проходит через радиатор.

Вентилятор системы охлаждения

В ряде случаев набегающего потока воздуха может быть недостаточно для эффективного обдува радиатора. Для обеспечения отвода тепла в автомобильной системе охлаждения предусмотрен вентилятор. В автомобилях с задним приводом и продольным расположением двигателя нередко применяется механический вентилятор, который приводится в движение ремнем от переднего шкива коленвала. Скорость вращения лопастей регулирует термомуфта (разновидность вискомуфты), к которой привинчена крыльчатка.

Если прикрепить крыльчатку вентилятора к шкиву без термомуфты, при раскручивании двигателя свыше 3000 оборотов лопасти крыльчатки отломятся

В переднеприводных (и большинстве современных заднеприводных) автомобилях используется электрический вентилятор. Он соединен с диффузором, который привинчен к крепежным элементам, расположенным по контуру радиатора. Преимущество электрического вентилятора в возможности гибко управлять его работой при помощи контроллера, руководствующегося показаниями датчика температуры ОЖ.

Вспомогательные элементы

Жидкостная система охлаждения включает в себя и типовые элементы управления: электронный блок, датчик температуры и т.д., а также приспособления для слива жидкости. Жидкость приходится сливать, к примеру, для ремонта двигателя.               

Преимущества и недостатки СВО для компьютера – справка редакции Zuzako

Открытая (кастомная) и закрытая СВО является альтернативой стандартным кулерам. Такой охладитель оснащается насосом, который способствует циркуляции жидкости через водоблок, присоединённый к процессору ПК. Последний нагревается во время работы и отдаёт своё тепло воде. Далее жидкость поступает в специальный радиатор, который охлаждает её и возвращает в систему. Этот процесс повторяется до тех пор, пока не будет отключено питание ПК. Простота конструкции и понятный принцип работы устройства являются далеко не единственными достоинствами СВО.

Преимущества системы водяного охлаждения:

Высокая эффективность. СВО хорошо отводит и рассеивает тепло. Это объясняется тем, что теплопроводность воды достигает более высоких показателей, чем у воздуха, используемого в стандартных системах охлаждения. Всё это положительно сказывается на работе процессора и повышает его срок эксплуатации.

Низкий уровень шума. Все проводимые тесты показывают, что СВО работает намного тише, чем кулер

Издаваемый ею шум не мешает пользователю концентрировать своё внимание на выполнении различных задач, предусматривающих использование ПК.

Универсальность. С помощью СВО можно охладить не только процессор, но и многие другие компьютерные комплектующие (например, видеокарта, жёсткий диск, блок питания и др.).

Красивый внешний вид

Системы водяного охлаждения часто оснащают светодиодной подсветкой, которая всегда выглядит эффектно и даёт возможность пользователю выделить свой компьютер на фоне других ПК.

Компактность. СВО занимают мало места в системном блоке. Благодаря этому пользователь может использовать более узкие корпуса и экономить место на компьютерном столе.

Главные недостатки:

1. Высокая цена. Большинство систем водяного охлаждения стоят дорого. Особенно высокой становится цена, если сравнивать её со стоимостью обыкновенных кулеров.
2. Сложности при монтаже. Далеко не все пользователи смогут успешно установить СВО в системный блок своего компьютера. Из-за этого им придётся прибегать к помощи специалистов и нести дополнительные финансовые потери.
3. Вероятность утечки жидкости. Износ системы и различные механические воздействия могут привести к утечке воды. Такая неисправность чревата серьёзными последствиями, вплоть до полной поломки компьютера.
4. Необходимость регулярного обслуживания. СВО не будет эффективно работать, если за ней тщательно не ухаживать. Поэтому пользователю придётся периодически сливать и очищать жидкость, а также пополнять запасы постепенно испаряющейся воды.

CORSAIR H115I PRO

Приблизительно. $100 | £125

H115I PRO ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Будь я проклят, если в коробке есть более тихие универсальные охладители, чем этот.

• Размер 280мм
• Вентиляторы 2x PWM 140mm maglev
• Совместимость AM4, LGA 1151, LGA 2033, LGA 2066

$139.99

ВИД

Сеть N получает комиссионные от квалификационных покупок через Amazon Associates и другие программы.

Что нам нравится …

вентиляторы Maglev почти бесшумная работа , способная к разгону

Corsair H115i Pro RGB предлагает хорошую производительность с невероятно низким уровнем шума. 2 вентилятора ML-Series 140mm совмещают представление низк-RPM более большого размера лезвия с деятельностью низк-трением, спасибо конструкция магнитной левитации. Эта комбинация способствует фантастическому воздушному потоку, который эти вентиляторы производят с небольшим шумом вообще.

С Corsair у руля и RGB в названии легко догадаться, что этот кулер оснащен несколькими радужными светодиодами, чтобы осветить вашу установку. Удивительно, но эти маленькие светящиеся электроды никогда не попадали в вентиляторы, хотя это, вероятно, хорошая новость для вашего банковского счета. Corsair’s H115i Pro-это желанное дополнение к любой бесшумной сборке-в основном потому, что вы едва ли знали бы, что она была там, если бы не было значительно холодных темпов процессора.

Установка радиатора

Радиатор может устанавливаться как на крышке корпуса, так и на его задней панели. В некоторых системах жидкостного охлаждения он располагается рядом с корпусом.

Крепление радиатора

Крепление может быть выполнено самым разнообразным способом. Обычно, к каждому радиатору идёт набор различных конструкций и переходников для его адаптации под любой из существующих корпусов.

После установки радиатора необходимо подключить его к двум фитингам переходника, выходящим из системного блока – тому, который приходит с видеокарты и тому, который идёт на помпу.

Питание радиатора

Питание радиатора осуществляется от напряжения +12 В, также подводимого от источника питания через специальный переходник в заглушке на задней панели корпуса.

Наполнение водой

Наполнение водой СВО производится при выключенном питании ПК. То есть, блок питания будет подключён только к помпе и радиатору, питание от материнки должно быть отключено. Заливка воды в СВО производится в её самой высокой точке – специальной горловине, расположенной на радиаторе. Как только жидкость зальёт весь объём системы, необходимо запустить помпу и прокачать хладагент по всему маршруту, чтобы избавиться от воздушных пузырьков. После чего система герметично закрывается, подключается питание материнки и ПК готов к включению.

Оверклокинг

Водяное охлаждение целесообразно устанавливать для мощных производительных систем, чтобы обеспечить более эффективный отвод тепла от внутренних компонентов ПК и одновременно снизить уровень шума. Кроме того, СВО просто необходима для разгона системы в том случае, если охлаждение стандартными средствами не дает необходимого результата. Недаром системы водяного охлаждения пользуются такой заслуженной популярностью у оверклокеров.

Проведено немало показательных тестов, в которых сравнивался разгон процессора с использованием, соответственно, воздушной и водяной систем охлаждения. Доказано, что стандартные кулеры не очень хорошо справляются со своей работой, ядро процессора достаточно быстро нагревается до таких температур, при которых дальнейший разгон системы становится опасным. В свою очередь, система жидкостного охлаждения успешно справляется с отводом тепла от процессора и даже при увеличении нагрузки на него рабочая температура ЦП остается на нормальном, приемлемом уровне.

Водяное охлаждение можно использовать не только для процессора, но и для других компонентов ПК. Например, нередко геймеры подключают к своему компьютеру параллельно несколько мощных видеокарт, работающих в режиме 3-Way SLI или CrossFire X. Графические карты устанавливаются вплотную одна к другой, что неизбежно приводит к их нагреву до температуры свыше 90 градусов. Из-за необходимости сильного охлаждения видеокарт вентиляторы в корпусе ПК начинают работать на полную мощность. Как следствие, создается очень высокий уровень шум. Прекрасной альтернативой воздушному охлаждению в такой ситуации выступают водяные системы охлаждения. В принципе, каждому компоненту компьютера можно организовать водяное охлаждение посредством установки собственного ватерблока. Таким способом можно охлаждать не только процессор и видеокарту, но и чипсет материнской платы или жесткий диск.

Установка СВО для компьютера потребует от Вас предварительного планирования. Во-первых, нужно определиться с тем, какие компоненты ПК Вы будете охлаждать посредством воды. Во-вторых, следует нарисовать схему расположения собственной системы водяного охлаждения для ее последующей сборки и установки. Тут нужно помнить о двух важных вещях. Во-первых, что течение воды в системе не должно быть ничем ограничено. А во-вторых, что при прохождении через каждый ватерблок вода нагревается. Это, в свою очередь, означает, что нежелательно пускать охлаждающую жидкость сразу через все нагревающиеся компоненты компьютера (процессор, чипсет, видеокарта), иначе в последний компонент на этом пути вода будет приходить уже теплой.

При наличии нескольких ватерблоков рекомендуется продумать, как пустить воду по отдельным, параллельным путям к каждому ватерблоку. Предварительно начертив план системы водяного охлаждения на бумаге, Вы сможете правильно подобрать все компоненты такой системы и облегчить ее дальнейшую установку.

Итак, как мы уже успели убедиться, водяное охлаждение намного эффективнее традиционного воздушного охлаждения. Не говоря уже о том, что такое охлаждение позволит Вашему мощному компьютеру работать гораздо тише. Мифы о том, что водяное охлаждение – это слишком дорого и сложно, постепенно уходят в прошлое. Сегодня разобраться в тонкостях сборки и установки СВО под силу даже не профессионалу. Можно с уверенностью утверждать, что в ближайшем будущем системы водяного охлаждения для компьютеров потеснят традиционное воздушное охлаждение, поскольку обладают рядом серьезных преимуществ.

Из чего состоит охлаждающая система мотора?

• Радиатор,
• Верхний шланг радиатора,Нижний шланг радиатора,
• Помпа,
• Термостат,
• Электрический вентилятор,
• Термо-таймер,
• Радиатор.

Радиатор является наиболее важной частью механизма охлаждения. Охлаждающая смесь, прошедшая через двигатель, прокачивается через трубки радиатора и охлаждается в течение следующего цикла

Шланги радиатора

Система охлаждения мотора имеет несколько резиновых шлангов, которые перемещают жидкость из одного места в другое. Эти шланги радиатора необходимо заменить, прежде чем они станут хрупкими и треснутыми.

Помпа

Водяной насос прокачивает охлаждающую жидкость через систему. В большинстве двигателей насос оснащен ременным приводом, за исключением некоторых гоночных автомобилей, которые используют электрические водяные насосы.

Термостат

Автомобильный двигатель не всегда поддерживает одинаковую температуру и его запуск в холодную погоду занял бы целую вечность, если бы он оставался при одинаковой температуре. Термостат контролирует поток охлаждающей жидкости через систему охлаждения, а охлаждающая жидкость охлаждает двигатель. Термостат действует как клапан, который контролирует поток охлаждающей жидкости. Внутри находится воскообразное вещество, которое размягчается при определенном температурном пороге, открывая клапан и позволяя охлаждающей жидкости свободно течь.

Электрический вентилятор

Современные автомобили имеют вентилятор для основного или дополнительного охлаждения. Если автомобиль движется медленно, чтобы создать достаточный поток воздуха для охлаждения двигателя, вентилятор всасывает воздух через радиатор.

При этом вентилятор может быть механическим (приводится в движение от вращения двигателя) и создавать силу для перемещения воздуха через радиатор в жарких условиях или во время стоянки автомобиля. Система имеет датчик, который определяет повышение температуры антифриза и дает команду вентилятору работать.

Охлаждающая жидкость

Это транспортное средство, которое отводит тепло от двигателя через охладительную систему в атмосферу. Свойства антифриза становятся важными в холодную погоду — ведь если использовать простую воду, она быстро замерзнет, расширится и повредит множество компонентов.

Водяной насос

Этот компонент способствует циркуляции антифриза по всей системе. Чаще всего водяной насос приводится в движение цепью, либо ремнем газораспределительного механизма двигателя), но вместо этого на некоторых автомобилях установлен водяной насос с электронным управлением.

Двигатель

Двигатель имеет несколько внутренних проходов и портов, через которые идет охлаждающая смесьь, поглощая тепло и отводя его. Антифриз выходит из блока цилиндров/головки двигателя через различные шланги, которые переносят охлаждающую жидкость к другим частям системы.

Сердечник нагревателя

Это еще один компонент, имеющий множество мелких ребер, которые рассеивают тепло. Однако это тепло используется для обогрева пассажирского салона (если это необходимо), и поступает в кабину через вентилятор/двигатель вентилятора.

Датчики

Система охлаждения обычно имеет два датчика: датчик температуры антифриза и измеритель уровня охлаждающей жидкости. Датчик температуры контролирует тепло охлаждающей жидкости и обнаруживает перегрев. Измеритель уровня контролирует количество антифриза в системе (если оно падает слишком низко, это может привести к перегреву).

Также система охлаждения также имеет различные трубки, которые помогают переносить охлаждающую жидкость от одного основного компонента к другому с конечной целью поддержания температуры двигателя в безопасном рабочем диапазоне (и предотвращения повреждения двигателя).

Эволюция систем охлаждения в ноутбуках ROG

Вариант с системой жидкостного охлаждения инженеры ROG обкатывали, начиная с 2015 года, на двух моделях: GX700 и его преемнике GX800. Использование подключаемой жидкостной системы охлаждения сделало ноутбук самым быстрым на рынке, но абсолютно непригодным для переноски. Полный комплект умещался только лишь в чемодане. Но надо отдать должное: с точки зрения эффективности системы охлаждения и температур не было никаких вопросов. Только такие инновации были слишком дорогими: цена на ноутбук была на уровне полумиллиона рублей.

ROG GX700 с водяным охлаждением

Эксперименты с альтернативными форм-факторами привели инженеров Republic of Gamers в 2019 году к созданию ROG Mothership — гибридное решение, сочетающее в себе элементы ноутбука, моноблока и планшета. По мне, это ближе всего к моноблоку, но до конца определиться с форм-фактором я так и не смог. Преимуществом такой конструкции стало то, что материнская плата и вся элементная база была перенесена в вертикальную плоскость, сделав воздушные потоки более эффективными, а само устройство опять стало самым производительным в игровом сегменте портативных компьютеров. Ценник, естественно, опять добирался до полумиллиона рублей.

ROG Mothership

Еще одним вариантом развития событий мог стать переход от медных радиаторов к серебряным, что могло бы дать какую-то позитивную динамику в снижении температур центрального процессора, но думаю, что стоимость ноутбука с серебряной системой охлаждения возросла бы непропорционально выгоде, которую могли бы получить пользователи.

Система охлаждения ROG Mothership

Сразу вспоминается собственный опыт: эксперименты по замене термоинтерфейса между крышкой теплораспределителя и кристаллом процессора пришли в бытность процессоров Intel Core i7-3770K, а с приходом Intel Core i7-7700K оверклокеры пошли еще далее и начали эксперименты над самими теплораспределительными крышками. Российские оверклокеры также активно участвовали в погоне за рекордами, и мы даже заказывали теплораспределительную крышку из серебра. Она нам обошлась примерно в 15 000 рублей (чуть дешевле стоимости самого процессора), но ничего дельного с ней у нас так и не получилось. Хотя рекорд разгона Core i7-7700K по частоте до сих пор принадлежит России:

Рекорд разгона Intel Core i7-7700K

Получается, что самым разумным и эффективным с точки зрения финансовой целесообразности является использование более эффективных термоинтерфейсов. Для человека, который на собственном опыте проделал путь от КПТ-8, Arctic Silver Ceramique, Gelid GC-Extreme до Thermal Grizzly Kryonaut и k|ngp|n cooling KPX, было очевидно, что термопасты бывают разными и могут оказывать очень сильное влияние на температурные показатели.

Установка охладителя

Сборка и проектирование вашей системы начинается с выбора охладителей или водоблоков – приспособлений, которые будет крепиться непосредственно к нагревающимся компонентам ПК – центральному процессору, чипсету и процессору видеокарты. Они должны быть не только необходимых размеров, но также должны соответствовать отводимой мощности и иметь правильное расположение крепежа, учитывающие посадочные места на материнке и плате видеокарты.

Уже на этом этапе необходимо определиться с конструкцией всей системы в целом: типе и рассеиваемой мощности радиатора, скорости течения хладагента, мощности помпы и способе отвода хладагента за пределы корпуса. Здесь возникает масса технических вопросов, главный из которых – величина рассеиваемой на радиаторе мощности.

Инструменты для работы

Для сборки компонентов системы охлаждения понадобятся следующие инструменты:

• отвёртка для крепления водоблоков к нагревающимся элементам;
• гаечный ключ для подключения фитингов к водоблокам;
• специальные ножницы для резки трубок, по которым будет двигаться хладагент;
• плоскогубцы для крепления хомутами трубок к фитингам.

Фитинги – это своеобразные переходники между водоблоком и трубкой с хладагентом. Они жестко прикручиваются к охладителю одним концом, а на второй их конец надеваются трубки, затягивающиеся хомутами.

Установка охладителя на ЦП

Пожалуй, самый простой этап сборки СВО – это её установка на процессор. Водоблоки для процессора обладают стандартными размерами и точками крепления, соответствующими тому или иному типу сокета. Необходимо просто смазать поверхность процессора термопастой, установить на него водоблок и зафиксировать его при помощи болтов и отвёртки. После чего к водоблоку прикручиваются два фитинга.

Установка охладителя на видеокарту

В целом, эта процедура повторяет то, что делалось на центральном процессоре, с той лишь разницей, что охладитель видеокарты должен иметь хороший контакт не только с её процессором, но и с памятью и системой её электропитания – примерно десятком полевых транзисторов, называющихся также мосфетами.

Обычно, такие охладители выпускаются под конкретную модель видеокарты и их площадь покрывает все необходимые элементы, нуждающиеся в охлаждении. Процессор непосредственно контактирует с охладителем через тонкий слой термопасты, а чипы памяти и мосфеты получают тепловой контакт благодаря специальной термопрокладке, идущей в комплекте с водоблоком.

Установка насоса

Насос для подачи хладагента или помпа устанавливается одновременно с расширительным бачком или резервуаром. Резервуар необходим для обеспечения термического расширения охлаждающей жидкости и для содержания в себе её некоторого запаса. Оба компонента располагаются внутри корпуса. Никаких особенностей или нюансов монтажа при этом нет. Главное – надёжное крепление всей конструкции внутри корпуса.

Соединение шлангами

Когда будут установлены все компоненты внутри корпуса ПК, их соединяют шлангами. Предварительно необходимо при помощи ножниц нарезать шланги нужной длины. И здесь есть определённая сложность, заключающаяся в правильной последовательности соединения компонентов. Хладагент начинает своё движение от помпы к охлаждающимся компонентам, от менее горячего к более горячему.

Шланги присоединяются к фитингам при помощи хомутов. Выход трубки с видеокарты присоединяется к одному из фитингов приспособления, выводящего хладагент из корпуса к рассеивателю. Второй фитинг этого приспособления замыкает круг СВО в корпусе, подключением шланга к оставшемуся фитингу помпы.

Подготовка насоса к работе

Подготовка насоса к работе заключается в подключении к нему электропитания напряжением в +12 В от источника питания при помощи предусмотренного конструкцией разъёма.

Cooler Master MasterLiquid Lite 240

• Сокеты Intel: LGA 1200, 1151, 1150, 1155, 1156, 1366, 2011, 2011-3, 2066, 775
• Сокеты AMD: AM4, AM3+, AM3, AM2+, AM2, FM2+, FM2, FM1
• Рассеиваемая мощность (TDP): не указана (предположительно, до 210 Ватт)
• Штатные вентиляторы: 120x120x25 мм – 2
• Скорость вращения: 650-2000 об/мин
• Уровень шума: не указан (по рез. тестов – до 42 дБ на макс. об.)
• Подсветка: белая
• Габариты радиатора: 277 x 119.6 x 27 мм
• Габариты помпы: 80.3 x 76 x 42.2 мм

Перед тем, как начать рассказывать о необслуживаемых системах жидкостного охлаждения, напомню, что решения для отвода тепла подобного типа совместимы далеко не со всеми корпусами – уточняйте этот момент до покупки. А начну я, пожалуй, с весьма бюджетной по меркам СВО модели — Cooler Master MasterLiquid Lite 240. Производитель скромничает и не указывает на своем официальном сайте ряд важных параметров, но делает он это зря – данная система вполне способна потягаться со многими заслужившими уважение геймеров и оверклокеров суперкулерами. Бюджетные, и не очень, СВО дизайна «все-в-одном», не требующие дополнительной сборки и особых навыков для установки наверняка продолжат захватывать рынок, тем более, Intel и AMD в погоне за рекордами производительности в массовом сегменте не стесняются выпускать на рынок довольно горячие камни. Но вернемся к MasterLiquid Lite 240 – при довольно скромной по меркам «водянок» цене, эта модель не только отлично отводит тепло, но и стильно выглядит, благодаря чему впишется с дизайнерской точки зрения практически в любую систему. Отмечу и качественную оплетку шлангов – перегибы исключены. Если добавить ко всему этому высокий заявленный срок службы вентиляторов и других элементов, решение Cooler Master становится неплохой альтернативой воздушным суперкулерам и довольно привлекательным кандидатом для покупки, хотя, конечно, и среди воздушных охладителей, и среди СВО есть как более тихие, так и более эффективные модели.