Самодельное водяное охлаждение процессора. Модернизация системы охлаждения процессора. Примерные параметры тепловыделения

Ни для кого не секрет, что при работе компьютера все его электронные компоненты нагреваются. Некоторые элементы греются весьма ощутимо. Процессор, видеокарта, северные и южные мосты материнской платы – самые греющиеся элементы системного блока. Перегрев вообще опасен и приводит к аварийному отключению компьютера.

Поэтому основной проблемой всей электронной части вычислительной техники – это правильное охлаждение и эффективный отвод тепла. У подавляющего большинства компьютеров, как промышленных, так и домашних, для отвода тепла применяется воздушное охлаждение . Свою популярность она получила за счет свой простоты и дешевизны. Принцип такого типа охлаждения заключается в следующем. Все тепло от нагретых элементов отдается окружающему воздуху, а горячий воздух в свою очередь с помощью вентиляторов выводиться из корпуса системного блока. Для повышения теплоотдачи и эффективности охлаждения, наиболее нагревающиеся компоненты снабжаются медными или алюминиевыми радиаторами с установленными на них вентиляторами.

Но тот факт, что отвод тепла происходит за счет движения воздуха, совершенно не означает что, чем больше установлено вентиляторов, тем лучше будет охлаждение в целом. Несколько неправильно установленных вентиляторов могут навредить гораздо больше, а не решить проблему перегрева, когда один грамотно установленный вентилятор решит эту проблему очень эффективно.

Выбор дополнительных вентиляторов.

Прежде чем покупать и устанавливать дополнительные вентиляторы внимательно изучите свой компьютер. Откройте крышку корпуса, посчитайте и узнайте размеры установочных мест для дополнительных корпусных кулеров. Посмотрите внимательно на материнскую плату – какие разъемы для подключения дополнительных вентиляторов на ней имеются.

Вентиляторы нужно выбирать самого большого размера, который вам подойдет. У стандартных корпусов это размер 80x80мм. Но довольно часто (особенно в последнее время) в корпуса можно установить вентиляторы размером 92x92 и 120x120 мм. При одинаковых электрических характеристиках большой вентилятор будет работать гораздо тише.

Старайтесь покупать вентиляторы с большим количеством лопастей – они также тише. Обращайте внимание на наклейки – на них указан уровень шума. Если материнская плата имеет 4-х контактные разъемы для питания кулеров, то покупайте именно четырехпроводные вентиляторы. Они очень тихие, и диапазон автоматической регулировки оборотов у них довольно широкий.

Между вентиляторами получающие питание от блока питания через разъем Molex и работающие от материнской платы однозначно выбирайте второй вариант.

В продаже имеются вентиляторы на настоящих шарикоподшипниках – это наилучший вариант в плане долговечности.

Установка дополнительных вентиляторов.

Давайте рассмотрим основные моменты правильной установки корпусных вентиляторов для большинства системных блоков. Здесь мы приведем советы именно для стандартных корпусов, так как у нестандартных расположение вентиляторов столь разнообразно, что описывать их не имеет смысла – все индивидуально. Более того у нестандартных корпусов размеры вентиляторов могут достигать и 30см в диаметре.

В корпусе нет дополнительных вентиляторов.

Это стандартная компоновка для практически всех компьютеров продаваемых в магазинах. Весь горячий воздух поднимается в верхнюю часть компьютера и за счет вентилятора в блоке питания выходит наружу.

Большим недостатком такого вида охлаждения является то, что весь нагретый воздух проходит через блок питания, нагревая при этом его еще сильнее. И поэтому именно блок питания у таких компьютеров ломается чаще всего. Также весь холодный воздух всасывается не управляемо, а со всех щелей корпуса, что только уменьшает эффективность теплообмена. Еще одним недостатком является разреженность воздуха, получаемая при таком типе охлаждения, что ведет к скапливанию пыли внутри корпуса. Но все же, это в любом случае лучше, чем неправильная установка дополнительных вентиляторов.

Один вентилятор на задней стенке корпуса.

Такой способ применяется больше от безвыходности, так как в корпусе имеется лишь одно место для установки дополнительного кулера – на задней стенке под блоком питания. Для того чтобы уменьшить количество горячего воздуха проходящего через блок питания устанавливают один вентилятор работающий на «выдув» из корпуса.

Большая часть нагретого воздуха от материнской платы, процессора, видеокарты, жестких дисков выходит через дополнительный вентилятор. А блок питания при этом греется значительно меньше. Также общий поток движущегося воздуха увеличивается. Но разреженность повышается, поэтому пыль скапливаться будет еще сильнее.

Дополнительный фронтальный вентилятор в корпусе.

Когда в корпусе имеется лишь одно посадочное место на лицевой части корпуса, либо нет возможности включения сразу двух вентиляторов (некуда подключать), то это самый идеальный вариант для вас. Необходимо поставить на «вдув» один вентилятор на фронтальной части корпуса.

Вентилятор нужно установить напротив жестких дисков. А правильнее будет написать, что винчестеры нужно поставить напротив вентилятора. Так холодный входящий воздух будет сразу их обдувать. Такая установка гораздо эффективнее, чем предыдущая. Создается направленный поток воздуха. Уменьшается разрежение внутри компьютера – пыль не задерживается. При питании дополнительных кулеров от материнской платы, снижается общий шум, так как снижаются обороты вентиляторов.

Установка двух вентиляторов в корпус.

Самый эффективный метод установки вентиляторов для дополнительного охлаждения системного блока. На фронтальной стенке корпуса устанавливается вентилятор на «вдув», а на задней стенке – на «выдув»:

Создается мощный постоянный воздушный и направленный поток. Блок питания работает без перегревов, так как нагретый воздух выводиться вентилятором, установленным под ним. Если установлен блок питания с регулируемыми оборотами вращения вентилятора, то общий шум заметно снизиться, и что более важно давление внутри корпуса выровнится. Пыль не будет оседать.

Неправильная установка вентиляторов.

Ниже приведем примеры неприемлемой установки дополнительных кулеров в корпус ПК.

Один задний вентилятор установлен на «вдув».

Создается замкнутое воздушное кольцо между блоком питания и дополнительным вентилятором. Часть горячего воздуха из блока питания тут же всасывается обратно внутрь. При этом в нижней части системного блока движения воздуха нет, а следовательно охлаждение неэффективное.

Один фронтальный вентилятор установлен на «выдув».

Если вы поставите только один передний кулер, и он будет работать на выдув, то в итоге вы получаете очень разряженное давление внутри корпуса, и малоэффективное охлаждение компьютера. Причем из-за пониженного давления сами вентиляторы будут перегружены, так как им придется преодолевать обратное давление воздуха. Компоненты компьютера будут нагреваться, что приводит к повышенному шуму работы, так как скорости вращения вентиляторов увеличатся.

Задний вентилятор на «вдув», а фронтальный - на «выдув».

Создается воздушное короткое замыкание между блоком питания и задним вентилятором. Воздух в районе центрального процессора работает по кругу.

Передний же вентилятор пытается против естественного конвекционного подъема «опустить» горячий воздух, работая под повышенной нагрузкой и создавая разрежение в корпусе.

Два дополнительных кулера стоят на «вдув».

Создается воздушное короткое замыкание в верхней части корпуса.

При этом эффект от входящего холодного воздуха ощущается только для винчестеров, так как дальше он попадает на встречный поток от заднего вентилятора. Создается избыточное давление внутри корпуса, что усложняет работу дополнительных вентиляторов.

Два дополнительных кулера работают на «выдув».

Самый тяжелый режим работы системы охлаждения.

Внутри корпуса пониженное давление воздуха, все корпусные вентиляторы и внутри блока питания работают под обратным давлением всасывания. Внутри воздуха нет достаточного движения воздуха, а, следовательно, все компоненты работают перегреваясь.

Вот в принципе и все основные моменты, которые вам помогут в организации правильной системы вентиляции своего персонального компьютера. Если на боковой крышке корпуса есть специальная пластиковая гофра – используйте её для подачи холодного воздуха к центральному процессору. Все остальные вопросы установки решаются в зависимости от структуры корпуса.

Основные детали

Водоблок (или теплообменник)
Центробежный водяной насос (помпа) мощностью 600 литров/ч.
Радиатор охлаждения (автомобильный)
Расширительный резервуар под теплоноситель (воду)
Шланги 10-12 мм;
Вентиляторы диаметром 120мм (4 штуки)
Источник питания для вентиляторов
Расходные материалы

Водоблок

Основная задача водорблока это быстро забрать у процессора тепло и передать его теплоносителю. Для данных целей наиболее подходит медь. Возможно изготовление теплообменника и из алюминия, но его теплопроводность (230Вт/(м*К)) вдвое меньше меди (395,4 Вт/(м*К)). Также немаловажно устройство водоблока (или теплообменника). Устройство теплообменника представляет собой один или несколько непрерывных каналов, проходящих через весь внутренний объем водоблока. При этом важно максимально увеличить поверхность соприкосновения с водой и избежать застоев воды. Для увеличения поверхности обычно используют частые надрезы на стенках водоблока или устанавливают мелкие игольчатые радиаторы.

Я не пытался сделать что-то сложное, поэтому начал делать простую ёмкость для воды с двумя отверстиями для трубок. За основу был взят латунный соединитель для труб, а основанием стала медная пластина толщиной 2 миллиметра. Сверху в такую же пластину вставляются две медные трубки диаметра шланга. Всё запаивается оловянно-свинцовым припоем. Делая водоблок побольше я сначала не задумывался о его весе. В собранном виде со шлангами и водой на материнской плате будет висеть более 300 грамм, и для облегчения пришлось использовать дополнительные крепления для шлангов.

Материал: медь, латунь
Диаметр штуцеров: 10 мм
Пайка: Оловянно-свинцовый припой
Способ крепления: винтами к креплению магазинного кулера, шланги крепятся хомутами
Цена: около 100 рублей

Выпиливание и пайка

Помпа

Помпы бывают внешние или погружные. Первая лишь пропускает ее через себя, а вторая ее выталкивает, будучи в нее погружена. Здесь использована погружная, помещается в ёмкость с водой. Внешнюю найти не удалось, искал в зоомагазинах, а там только погружные аквариумные помпы. Мощность от 200 до 1400 литров в час цена от 500 до 2000 рублей. Питается от розетки, мощность от 4 до 20 ватт. На твёрдой поверхности помпа сильно шумит, а на поролоне шум незначителен. В качестве резервуара для воды использовалась банка, вмещающая в себя помпу. Для присоединения силиконовых шлангов были использованы стальные хомуты на винтах. Для лёгкого надевания и снятия шлангов можно использовать смазку без запаха.

Максимальная производительность - 650 л/ч.
Высота подъема воды – 80 см
Напряжение – 220В
Мощность – 6 Вт
Цена - 580 рублей

Радиатор

Насколько качественным будет радиатор, во многом определит эффективность всей системы водяного охлаждения. Тут использован автомобильный радиаторсистемы отопления (печка) от девятки, куплен старый на барахолке за 100 рублей. К сожалению, интервал между пластинами в нём оказался меньше миллиметра, поэтому пришлось вручную раздвигать и сжимать пластины по нескольку штук, чтобы слабые китайские вентиляторы смогли продуть его насквозь.

Материал трубок: медь
Материал ребер: алюминий
Размер: 35х20х5 см
Диаметр штуцеров: 14 мм
Цена: 100 рублей

Обдув

Обдувается радиатор двумя парами 12 см вентиляторами спереди и сзади. Запитать 4 вентилятора от системного блока во время проверки не представилось возможным, поэтому пришлось собрать простой блок питания на 12 вольт. Вентиляторы были соединены параллельно, и подключены с учётом полярности. Это важно, иначе с большой вероятностью вентилятор можно испортить. У кулера 3 провода: черный (земля), красный (+12В) и желтый (значение скорости).

Материал: китайский пластик
Диаметр: 12 см
Напряжение: 12 В
Ток: 0.15 А
Цена: 80*4 рублей

Хозяйке на заметку

Цель снижения шума я не ставил из-за стоимости вентиляторов. Так вентилятор за 100 рублей изготовлен из чёрного пластика и потребляет 150 миллиампер тока. Именно такие я использовал для обдува радиатора, дует слабо, зато дешёвый. Уже за 200-300 рублей можно найти намного более мощные и красивые модели с потреблением 300-600 миллиампер, но на максимальных оборотах они шумные. Это решается силиконовыми прокладками и антивибрационными креплениями, но для меня решающее значение играла минимальная стоимость.

Блок питания

Если готового под рукой нет, можно собрать простейший из подручных материалов и микросхемы, которая стоит меньше 100 рублей. Для 4 вентиляторов необходим ток 0,6 А и немного про запас. Микросхема даёт примерно 1 ампер при напряжении от 9 до 15 вольт в зависимости от модели. Можно использовать любую модель, выставляя 12 вольт переменным резистором.

Инструменты и паяльник
Радиодетали
Микросхема
Провода и изоляция
Цена: 100 рублей

Установка и проверка

Аппаратная часть

Процессор: Intel Core i7 960 3.2 ГГц / 4.3 ГГц
Системная плата: ASUS Rampage 3 formula
Блок питания: OCZ ZX1250W
Термопаста: АЛ-СИЛ 3

Программное обеспечение

Windows 7 x64 SP1
Prime 95
RealTemp 3.69
Cpu-z 1.58

Особо долго тестировать не пришлось, т.к. результаты не приближались даже к возможностям воздушного кулера. Радиатор СВО обдувался пока только двумя китайскими вентиляторами из 4х возможных и ещё не были раздвинуты шире пластины для лучшего продува. Так в режиме экономии энергии и нулевой загрузке температура процессора на воздухе примерно 42 градуса, а на самодельной СВО 57 градусов. Запуск теста prime95 на 4 потока (50% загрузка) прогревает до 65 градусов на воздухе и до 100 градусов за 30 секунд на СВО. При разгоне результаты ещё хуже.

Была предпринята попытка сделать новый водоблок с более тонкой (0,5 мм) медной пластиной основания и почти втрое более вместительный внутри, правда из тех же материалов (медь + латунь). В радиаторе раздвинуты пластины для лучшего продува и добавлено ещё два вентилятора, теперь их 4 штуки. В этот раз в режиме экономии энергии и нулевой загрузке температура процессора на воздухе примерно 42 градуса, а на самодельной СВО примерно 55 градусов. Запуск теста prime95 на 4 потока (50% загрузка) прогревает до 65 градусов на воздухе и до 83 градусов на СВО. Но при этом вода в контуре начинает довольно быстро нагреваться и уже через 5-7 минут температура процессора достигает 96 градусов. Это показания без разгона.

Собирать СВО было, конечно интересно, но применить её для охлаждения современного процессора не удалось. В старых компьютерах отлично справляется штатный кулер. Может быть я подобрал некачественные материалы или неправильно изготавливал водоблок, но собрать СВО менее, чем за 1000 рублей в домашних условиях мне не представляется возможным. Почитав обзоры бюджетных готовых СВО, имеющихся в магазинах я не надеялся, что моя самоделка будет лучше хорошего воздушного кулера. Для себя сделал вывод, что не стоит экономить в будущем на комплектующих для СВО. Когда решусь покупать СВО для разгона, однозначно буду собирать её сам из отдельных деталей.

Видеоролик

В прошлом году я писал «фундаментальную» статью про системы охлаждения – труд вышел в двух больших частях ( , ), зато я постарался рассказать про все, от радиаторов до жидкого азота. Совсем недавно я созрел на очередной «подвиг», а именно – на установку системы водяного охлаждения.

Если вам интересно подробное иллюстрированное руководство по сборке/установке такой системы (на примере производительного конфига), то добро пожаловать под кат. Трафик!

Радиаторы и кулеры – об этом даже писать не так интересно, потому что все это давно есть в любом компьютере и этим никого не удивишь. Жидкий азот и всякие там системы с фазовым переходом – еще одна крайность, шансы встречи с которой в хозяйстве обычного человека почти нулевые. А вот «водянка»… в вопросе охлаждения компьютера это как золотая середина – необычно, но доступно; почти не шумит, но в то же время охладить может что угодно. Справедливости ради, СВО (система водяного охлаждения) правильней называть СЖО (система жидкостного охлаждения), ведь, по сути, залить внутрь можно что угодно. Но, забегая вперед, я использовал обычную воду, так что орудовать больше буду именно термином СВО.

Совсем недавно я достаточно подробно писал про сборку нового системного блока. Получившийся стенд выглядел следующим образом:

Вдумчивое изучение списка говорит о том, что тепловыделение некоторых устройств не просто высокое, а ОЧЕНЬ высокое. И если подключить все как есть, то внутри даже самого просторного корпуса будет как минимум жарко; а как показывает практика, будет еще и очень шумно.

Напомню, что корпусом, в который собирается компьютер, является пусть и не очень практичный (хотя с каждым разом я убеждаюсь в обратном), но очень презентабельный Thermaltake Level 10 – у него есть минусы, но за один только внешний вид ему можно очень многое простить.

На этом этапе материнская плата была установлена в корпус, в нее поставлена видеокарта – предварительно в самый верхний PCI-слот.

Установка радиатора/помпы/резервуара

Один из самых интересных этапов работы, на который у нас ушло больше всего времени (если бы мы сразу пошли по легкому пути, то управились бы за полчаса, но сперва мы перепробовали все сложные варианты, из-за которых все работы суммарно растянулись на 2 дня (конечно же, далеко неполных).

Система водяного охлаждения очень похожа на ту, что применяется в автомобилях, просто немного побольше – там тоже есть радиатор (чаще всего не один), кулер, охлаждающая жидкость и т.д. Но у автомобиля есть одно преимущество – солидный встречный поток холодного воздуха, который играет ключевую роль в охлаждении системы во время движения.

В случае с компьютером, отводить тепло приходится тем воздухом, который есть в комнате. Соответственно, чем больше размеры радиатора и количество кулеров, тем лучше. А так как хочется минимум шума, то эффективное охлаждение будет достигаться в основном за счет поверхности радиатора.

А суть проблемы заключалась в следующем. В скайпе мы предварительно сошлись на мнении «повесим сзади радиатора на 2-3 секции – его более чем хватит!», но как только мы взглянули на корпус, оказалось, что все не так-то просто. Во-первых, для трехсекционного радиатора там действительно было маловато места (если крепить радиатор на то отверстие, куда предполагается установка выдувного кулера корпуса), а во-вторых, даже если бы и хватило, то никак не получилось бы открыть сам корпус – мешалась бы «дверь» системного отсека:)

В общем, вариантов установки радиатора в корпус Thermaltake Level 10 мы насчитали минимум четыре – все они возможны, на каждый потребовалось бы разное количество времени и у каждого были бы свои плюсы и минусы. Начну с тех, что мы рассматривали, но которые нам не подошли:

1. Установка радиатора на задней (от пользователя) боковой стороне, то есть на съемной дверце.
Плюсы:
+ Возможность горизонтальной и вертикальной установки любого радиатора, хоть на 3-4 кулера
+ Размеры корпуса особо не увеличились бы

Минусы:
- Пришлось бы сверлить в дверце от 4 до 6-8 отверстий
- Снимать дверцу было бы очень неудобно
- При горизонтальном расположении потребовался бы радиатор с нестандартным расположением отверстия для залива жидкости
- При вертикальном расположении шланги были бы очень длинными и с большим изгибом
- Корпус будет стоять слева от меня (на подоконнике), а теплый воздух от кулеров в лицо мне не нужен:)

2. Установка радиатора сверху, на «кожухе» отсека блока питания. Плюсы и минусы идентичны

3. Установка двухсекционного радиатора внутри системного отсека

Плюсы:
+ Простота решения
+ Внешне не было бы никаких изменений
+ Дверца системного отсека открывалась бы без проблем

Минусы:
- Подошел бы только 2-секционный радиатор (этого мало для железа конфига)
- В таком случае браться холодному воздуху было бы не откуда, а гонять туда-сюда теплый воздух не хотелось.
- Были бы сложности по «расстановке» помпы и резервуара
- Даже если использовать сверхтонкие кулеры, перекрывались бы все SATA-разъемы (если бы они выводились на пользователя, а не вбок, то этой проблемы бы не было)

В общем, все эти варианты мы в той или иной степени попробовали – потратили много времени на поиски нужных компонентов, их примерку и т.д.

Самым последним вариантом оказалось достаточно необычное решение – может быть не самое на первый взгляд красивое, но действительно практичное. Это установка радиатора на задней стороне корпуса через специальный регулируемый переходник с механизмом типа «ножницы» .

Плюсы:
+ Ничего не пришлось сверлить
+ Возможность повесить ЛЮБОЙ радиатор
+ Отличная продуваемость
+ Не перекрывался доступ к разъемам материнской платы
+ Минимальная длина шлангов, минимум изгибов
+ Конструкция съемная и транспортабельна

Минусы:
- Не самый презентабельный внешний вид:)
- Открыть дверь системного отсека теперь не так просто
- Достаточно дорогой переходник

Почему мы пришли к этому варианту в последнюю очередь? Потому что во время поисков для предыдущих трех вариантов, совершенно случайно нашли переходник, про который все забыли, а в в интернет магазине его не было) Глядя на единственный (последний) экземпляр монтажной рамки Koolance Radiator Mounting Bracket , я подумал «И чего только не придумают!». Суть в следующем – в отверстия для крепления к корпусу заднего выдувного кулера вставляются 4 «конусных гвоздя», на которые вешается специальная рамка.

Конструкция этой рамки такова, что ее длинна может изменяться путем подкручивания фиксаторов, а снимается она смешением двух частей ее корпуса (чтобы отверстия разжались и ее можно было снять с «гвоздиков») – вот я загнул!) Гораздо проще понять все по фото.

Рамка металлическая и очень прочная – в этом я убедился, когда мы на пробу повесили 3-секционный (на 3 кулера) радиатор. Ничего не болтается и не качается, все висит намертво, но в «разжатом» случае дверь вполне себе открывалась – такой вариант меня полностью устраивал!

Радиаторов на выбор было огромное количество – черные, белые, красные… В этом вопросе меня больше всего удивил 4-секционный TFC Monsta , способный отвести до 2600Вт тепла (это, видимо, SLI из четырех 480ых)! Но мы люди гораздо проще, поэтому решили остановиться на том радиаторе, который примеряли - Swiftech MCR320-DRIVE . Его преимущество в том, что он объединяет в себе сразу три компонента – радиатор (MCR320 QP Radiator для трех 120мм кулеров), резервуар для жидкости и помпу высокого давления (MCP350 Pump , полный аналог «обычной» помпы Laing DDC ). По сути, с такой железякой для СВО потребуется докупить только водоблоки, шланги и прочие мелочи, что у нас уже было. Помпа работает от 12В (от 8 до 13.2), издавая шум 24~26 dBA. Максимальное создаваемое давление составляет 1.5бар, что примерно равно 1.5 «атмфосферам».

Для радиатора было три кулера-претендента – Noctua , Be Quiet и Scythe . В итоге остановились на индонезийских (с японскими корнями) Scythe Gentle Typhoon (120мм, 1450 об/мин, 21 dBA) – эти вертушки не первый день пользуются большим спросом у многих пользователей. Они ооочень тихие, а качество балансировки подшипников просто удивляет – кулер будет неестественно долго крутиться даже от самого легкого прикосновения. Срок службы составляет 100000 часов при 30°C (или 60000 часов при 60 °C), чего хватит для морального устаревания данного системника.

Обзор этих «тайфунов» был на ФЦентре – советую почитать . Поверх кулеров были поставлены защитные решетки, чтобы ребенок не засунул в вентиляторы чего-нибудь жизненно необходимого.

Примеряем получившуюся конструкцию к системному блоку – выглядит очень необычно) Но зато смотрите, как удобно – чтобы залезть внутрь корпуса (или снять систему охлаждения), достаточно нажать одну «кнопку» и вся конструкция, фактически, уже отсоединена. Сжимаем монтажную рамку и имеем полный доступ к внутренностям – там более чем просторно, ведь мы туда ничего не громоздили. Может быть я описал не самый удобный вариант, но… если учесть, что после сборки компьютера лазить внутрь практически не придется, а хорошее охлаждение гораздо важнее, то я считаю наше решение правильным.

Конструкция в сборе весит 2.25 килограмма, а с жидкостью и фитингами, наверное, все 3 – забегая вперед, даже такой вес рамке от Koolance оказался по силам, за что ей респекты и уважухи:)

Финишная прямая

Дело осталось за малым – установить все компоненты, «обвязать водой» и протестировать получившийся компьютер. Все началось с установки фитингов – красивые такие железки (в виде «ёлочек»), которые через специальные прокладки (и иногда, когда резьба фитинга очень длинная, через специальные спэйсеры) устанавливаются в соответствующее отверстие водоблока или резервуара – для затягивания мы использовали небольшой разводной ключ, но тут тоже важно не перестараться.

Помимо фитингов, в два отверстия водоблока видеокарты были установлены специальные заглушки:

После этого мы продумали маршрут, по которому будет идти вода. Правило простое – от менее нагретого к более. Соответственно, «выход» радиатора соединяется сперва с водоблоком материнской платы, из него выход на процессор, затем в видеокарту и уже потом обратно на вход в радиатор, остужаться. Так как вода одна на всех, то температура всех компонентов в результате будет примерно одинаковой – именно из этих соображений делают многоконтурные системы и именно по этой причине не имеет смысла подключать к одному контуру еще и всякие там жесткие диски, оперативку и т.д.

Роль шланга досталась красному Feser Tube (ПВХ, рабочая температура от -30 до +70°C, давление на разрыв 10МПа), для нарезки которого использовался специальный хищный инструмент.

Ровно отрезать шланг – может быть и не так сложно, но очень важно! Почти на все шланги были надеты специальные пружины против изгибов и изломов шланга (минимальный радиус петли шланга становится равным ~3.5см).

На каждый шланг (с обеих сторон) в области фитинга нужно установить по «хомуту» – мы использовали красивые Koolance Hose Clamp . Устанавливаются они с помощью обычных плоскогубцев (с грубой мужской силой), поэтому нужно действовать аккуратно, чтобы случайно не задеть чего-нибудь.

Пришло время поработать над соединением «внутреннего мира» с «внешним». Для того, чтобы иметь возможность снять радиатор-резервуар-помпу (например, для открытия корпуса или для транспортировки), мы поставили на трубки так называемые «быстросъемы» (быстросъемные клапаны), принцип действия которых до безобразия прост.

Когда мы поворачиваем соединение (как у BNC-коннекторов), отверстие в трубке закрывается-открывается, благодаря чему разобрать «водянку» можно меньше чем за минуту, без всяких луж и прочих последствий. Еще парочка дорогих, но прекрасно выглядящих железяк:

Расходы

5110 - Водоблок EK FB RE3 Nickel на материнскую плату
3660 - Водоблок EK-FC480 GTX Nickel+Plexi на видеокарту
1065 - Бэкплэйт EK-FC480 GTX Backplate Nickel на видеокарту
2999 - Водоблок Enzotech Stealth на процессор
9430 - Помпа/радиатор/резервуар Swiftech MCR320-DRIVE
2610 - Два быстросъемных клапана Release Coupling
4000 - Переходник Koolance Radiator Mounting Bracket
1325 - Три кулера Scythe Gentle Typhoon (120мм) для радиатора
290 - Четыре фитинга EK-10mm High Flow Fitting
430 - Термопаста Arctic-Cooling-MX-3
400 - Девять зажимов для шлангов Koolance Hose Clamp
365 - Жидкость Nanoxia HyperZero
355 - Шланг Feser Tube

Столь высокая цена в данном случае вызвана тем, что использовались fullcover-водоблоки для ОЧЕНЬ горячих железок, все тепло от которых нужно рассеивать соответствующим радиатором. Для более простых систем подобные решения просто не понадобятся, так же можно обойтись и без декоративных накладок и всяких быстросъемных клапанов – в таких случаях можно запросто уложиться и в половину стоимости. Цена среднестатистической «водянки» составляет 12-15 тысяч рублей, что в 4-5 раз превышает стоимость действительно хорошего процессорного кулера.

Включение и работа

После того, как все компоненты системы были соединены, подошло время к «leak-тесту» (тест на протечку) – в радиатор была залита охлаждающая жидкость (дважды дистиллированная вода Nanoxia HyperZero красного цвета, с антикоррозийными и антибиологическими присадками) – в контур вошло порядка 500 мл.

Парень в хабрамайке заправляет радиатор)

Т.к. нельзя исключать вероятность того, что к компонентам компьютера что-то было подсоединено не так, было решено отдельно проверить работу самой системы водяного охлаждения. Для этого все провода (от кулеров и от помпы) были подсоединены, а в 24-пиновый разъем блока питания вставлена скрепка – для «холостого хода». На всякий случай внизу мы положили салфеток, чтобы малейшую течь было легче обнаружить.

Нажатие кнопки и… все как задумывалось) Честно сказать, до этого мне приходилось видеть водянки (помимо интернетов) только на различных выставках и конкурсах, где было очень шумно; поэтому я подсознательно готовился к «журчанию ручья», но уровень шума приятно удивил – по большей части было слышно только работу помпы. Первоначально присутствовали «шипящие» звуки – из-за пузырьков воздуха, находящихся внутри контура (их было видно в некоторых местах шлангов). Для решения этой проблемы была открыта пробка резервуара-радиатора – от циркуляции потока воздух постепенно вышел и система стала работать еще тише. После долива жидкости пробка была закрыта и компьютер поработал еще минут 10. Шума от кулера блока питания и от трех на радиаторе не было слышно вообще, хотя их воздушные потоки давали о себе знать.

Убедившись в том, что система полностью работоспособна, мы решили окончательно собрать тестовый стенд. Подключение проводов заняло не больше минуты – гораздо дольше искали монитор и провод для его подключения, т.к. все работали на ноутбуках;) Фраза «Reboot and select proper boot device or insert boot media in selected boot device and press a key» стала бальзамом на душу – мы вставили один из «рабочих» SSD-дисков (с Windows 7 на борту) - хорошо, что новый комп принял такой вариант. Для полного счастья только обновили драйвера для чипсета и установили драйвера для видеокарты.

Запускаем диагностического монстра Everest , где на одной из вкладок находим показания датчиков температуры: 30°C были справедливы для всех компонентов системы – CPU, GPU и материнской платы – что ж, очень приятные цифры. Равенство цифр вызвало предположение о том, что охлаждение в режиме простоя ограничено комнатной температурой, ведь ниже нее температуры в обычной водянке быть не может. В любом случае гораздо интересней посмотреть, какая ситуация будет при нагрузке.

15 минут «офисной работы» и температура видеокарты поднялась до 35°C.

Начинаем с проверки CPU, для чего используем программу OCCT 3.1.0 – спустя достаточно продолжительное время в режиме 100% нагрузки, максимальная температура процессора составила 38°C, а температура ядер 49-55°C соответственно. Температура материнской платы составляла 31°C, северного моста - 38°C, южного - 39°C. Кстати, это очень примечательно, что у всех четырех ядер процессора была практически равная температура – судя по всему, это заслуга именно водяного блока, который отводит тепло равномерно со всей поверхности крышки процессора. 50+ градусов для 4-ядерного Intel Core i7-930 с TDP в 130Вт – на такой результат едва способен хоть один стоковый воздушный кулер. А если и способен, то шум от его работы при этом вряд ли кому-то понравится (интернет гласит о температуре данного процессора в 65-70 градусов с кулером Cooler Master V10 – тот, что с элементом Пельтье).

Видеокарту по привычке прогревали программой FurMark 1.8.2 (в простонародье «бублик») – вряд ли на скорую руку можно было придумать что-то более ресурсоемкое и информативное.

Помимо «Эвереста» так же была установлена программа EVGA Precision 2.0 . На максимально доступном разрешении (с максимальным сглаживаниями) был запущен стресс-тест с ведением лога температуры – уже минуты через 3 температура видеокарты устоялась на отметке в 52 градуса! 52 градуса в нагрузке для топовой (на данный момент) видеокарты NVIDIA GTX 480 на архитектуре Fermi – это не просто здорово, это замечательно!)

Для сравнения, температура видеокарты в нагрузке со штатным кулером может доходить до 100 градусов, а с хорошим нереференсным – до 70-80.

В общем, температурный режим в полном порядке – в нагрузке кулеры выдувают из радиатора практически холодный воздух, а сам радиатор еле теплый. Не буду говорить в этой статье про разгонный потенциал, скажу лишь, что он есть. Но гораздо приятней совсем другое - система работает практически бесшумно!

The end

Можно долго рассуждать о получившемся результате, но он мне понравился, как и всем тем, кто его уже успел посмотреть. Как ни крути, а в корпусе Thermaltake Level 10 мне удалось собрать более чем производительный конфиг, который еще долгое время будет актуальным. Более того, почти без проблем «встала» полноценная система водяного охлаждения, которая помимо хорошего охлаждения начинки дает +5 к внешнему виду. Говоря о температурном режиме, можно смело говорить и о солидном потенциале для разгона – сейчас даже в нагрузке система охлаждения работает далеко не на пределе возможностей.

Я забыл написать про еще один важный плюс – интересность. Пожалуй, это самое интересное, что мне приходилось делать с железками – ни одна сборка компьютера не приносила столько удовольствия! Одно дело, когда ты собираешь обычные «бездушные» компики, совсем другое дело – когда понимаешь всю ответственность и подходишь к делу со всей душой. Такая работа занимает далеко не 5 минут – все это время ты ощущаешь себя ребенком, играющим во взрослый конструктор. А еще инженером-технологом-конструктором-сантехником-дизайнером, да просто гиком… в общем, интересность сильно повышенная!

Успехов и морозной свежести!

Самым энергоемким в компьютере является процессор и отвод выделяемой тепловой энергии является актуальной задачей, особенно когда температура окружающей среды высокая. От температуры нагрева процессора зависит не только стабильность и долговечность его работы, но быстродействие, о чем производители процессоров обычно умалчивают.

В подавляющем числе компьютеров система охлаждения процессора выполнена с игнорированием элементарных законов физики. Кулер системы работает в режиме короткого замыкания, так как нет экрана, исключающего возможность всасывания кулером горячего воздуха, выходящего из радиатора процессора. В результате эффективность работы системы охлаждения процессора не превышает 50%. В дополнение, охлаждение производится воздухом, подогретым другими компонентами и узлами, размещенными в системном блоке.

Иногда в системном блоке на задней стенке устанавливают дополнительный кулер, но это не лучшее решение. Дополнительный кулер работает на выталкивание воздуха из системного блока в окружающую среду, как и кулер блока питания. В результате эффективность обоих кулеров намного ниже, если бы они работали по отдельности - один всасывал воздух в системный блок, а другой выталкивал. В результате потребляется дополнительная электроэнергия и что самое не приятное, появляется дополнительный акустический шум.

Предлагаемая конструкция системы охлаждения процессора освобождена от вышеперечисленных недостатков, проста в реализации и обеспечивает высокую эффективность охлаждения процессора и как следствие, других компонентов материнской платы. Идея не новая и простая, воздух для охлаждения радиатора процессора берется из-за пределов системного блока, то есть из помещения.

Решил улучшить систему охлаждения процессора своего компьютера, когда на глаза попался конструктив от системы охлаждения брендового, морально устаревшего системного блока.

Осталось закрепить эту деталь в системном блоке и соединить с кулером процессора. Так как длина патрубка была недостаточной, пришлось ее нарастить с помощью полиэтиленовой ленты, свитой в трубку. Диаметр трубки выбран с учетом плотной посадки на корпусе кулера процессора. Чтобы лента не развилась, она зафиксирована металлической скобкой с помощью степлера.

Система закреплена с помощью самостоятельно изготовленных двух уголков саморезами к задней стенке системного блока. Точное позиционирование относительно центра кулера достигнуто за счет длин сторон уголков.

Такая простая конструкция позволила практически исключить поступление горячего воздуха из системного блока в систему охлаждения процессора.

В крышке моего системного блока уже было готовое отверстие, что упростило работу. Но сделать самостоятельно отверстие не сложно, нужно спроецировать точку центра кулера на боковую крышку, циркулем начертить окружность, чуть меньше диаметра трубки. Просверлить сверлом диаметром 2,5-3 мм с шагом 3,5 мм по всей длине линии окружности отверстия. Точки сверления обязательно нужно предварительно наметить керном. Затем рассверлить просверленные отверстия сверлом диаметром 4 мм. Края полученного отверстия обработать круглым напильником. Останется только установить декоративную решетку, хотя она не обязательна.

В качестве воздуховода с успехом можно использовать пластиковую бутылку от напитков. Если подходящего диаметра нет, то можно взять большего, разрезать вдоль и сшить нитками. Высокая герметичность тут не обязательна. Закрепить трубку можно и маленькими винтами непосредственно к корпусу кулера. Главное, обеспечить подачу воздуха в систему охлаждения процессора извне.

Измерения температуры показали высокую эффективность сделанной системы охлаждения процессора Pentium 2,8 ГГц. При 10% нагрузке процессора, при температуре окружающей среды 20°С, температура процессора не превышала 30°С, на ощупь радиатор был холодным. При этом кулер эффективно охлаждал радиатор в режиме самых низких оборотов.

И насколько она может быть эффективна. Потребность в жидком охлаждении появилась из-за того, что было решено разогнать процессор, а чем быстрее он работает, тем сильнее греется. То есть стандартного кулера уже не хватало, а магазинные системы охлаждения стоят довольно дорого.

Материалы и инструменты для самоделки:
- теплообменник либо водоблок;
- радиатор охлаждения (от автомобиля);
- помпа (водяной насос центробежного типа с мощностью 600 литров в час);
- расширительный бачок (в нашем случае под воду);
- четыре вентилятора размером 120 мм;
- блок питания для вентилятора;
- различные другие расходные материалы и инструменты.

Процесс изготовления самоделки:

Шаг первый. Изготовление водоблока
Водоблок необходим для того, чтобы максимально эффективно отводить тепло от процессора. Для таких целей будут нужны материалы с хорошей теплопроводностью, автором была выбрана медь. Еще как вариант можно использовать алюминий, но его теплопроводность вдвое меньше, чем у меди, то есть у алюминия это 230Вт/(м*К), а у меди 395,4 Вт/(м*К).

Еще важно разработать структуру водоблока для эффективного отвода тепла. Водоблок должен иметь несколько каналов, по которым будет циркулировать вода. Теплоноситель не должен застаиваться и вода должна циркулировать через весь водоблок. Также важно сделать площадь соприкосновения с водой как можно больше. Чтобы увеличить площадь соприкосновения с охлаждающей жидкостью, на стенки водоблока можно нанести частые надрезы, ну а еще можно установить небольшой игольчатый радиатор.

Автор решил идти по пути наименьшего сопротивления, поэтому в качестве водоблока была изготовлена емкость для воды с двумя трубками для ее подачи и отбора. В качестве основы использовался соединитель для труб из латуни. Основанием послужила пластина из меди толщиной 2 мм. Сверху же водоблок закрывается тоже такой медной пластиной, в которую установлены трубки под диаметр шлангов. Вся конструкция спаивается оловянно-свинцовым припоем.

В итоге водоблок получился довольно больших размеров, что отразилось на его весе, в собранном состоянии на материнскую плату шла нагрузка в 300 грамм. А это привело к дополнительным затратам. Чтобы облегчить конструкцию, понадобилось придумать дополнительную систему креплений для шлангов.

Материал водообменника: медь и латунь
Диаметр штуцеров составляет 10 мм
Сборка путем пайки оловянно-свинцовым припоем
Крепится конструкция с помощью винтов к магазинному кулеру, шланги дополнительно фиксируются с помощью хомутов
Стоимость самоделки на этом шаге в районе 100 рублей.

Подробнее о сборке водоблока
Как происходил процесс сборки, можно увидеть на фото. То есть из листа меди были вырезаны нужные заготовки, впаяны трубки, ну а потом с помощью паяльника все объединилось в готовый орган системы.

Шаг второй. Разбираемся с помпой
Помпы можно разделить на два вида, это погружаемые и наружные. Внешняя помпа пропускает воду через себя, а погружаемая выталкивает. Автор использовал погружаемый вид помпы для своей самоделки, поскольку наружную нигде найти не удалось. Мощность такой покупной помпы находится в пределах от 200 до 1400 литров в час, а стоят они в районе 500-2000 рублей. В качестве источника питания здесь идет обычная розетка, потребляет устройство от 4 до 20 Вт.

Чтобы снизить шум, помпу нужно устанавливать на поролон или другой подобный материал. Резервуаром послужила банка, в которую была помещена помпа. Чтобы подключить силиконовые шланги, понадобились металлические хомуты на винтах. Чтобы в будущем легко надевать и снимать шланги, можно применять смазку без запаха.

В итоге максимальная производительность насоса составила 650 литров в час. Высота, на которую насос может поднять воду, равна 80 см. Требуемое напряжение - 220В, потребляет устройство 6Вт. Стоимость составляет 580 рублей.

Шаг третий. Пару слов о радиаторе
От того, насколько качественно будет работать радиатор, будет зависеть успех всей затеи. Для самоделки автор применил автомобильный радиатор от печки «Жигулей» девятой модели, он был куплен на барахолке всего за 100 рублей. В связи с тем, что расстояние между пластинами радиатора оказалось слишком маленьким, чтобы кулеры смогли прогнать через него воздух, их пришлось принудительно раздвигать.

Характеристики радиатора:
- трубки изготовлены из меди;
- ребра радиатора алюминиевые;
- размеры 35х20х5 см;
- диаметр штуцеров составляет 14 мм.

Шаг четвертый. Обдув радиатора
Для охлаждения радиатора используются две пары кулеров по 12 см, два устанавливаются с одной стороны и два с другой. Для вентиляторов использовался отдельный блок питания на 12В. Подключаются они параллельно с учетом полярности. Если перепутать полярность, вентилятор можно испортить. Черным цветом обозначен минус, красным плюс, а по желтому передаются значения скорости.
Ток вентилятора составляет 0.15А, один стоит 80 рублей.

Здесь главной задачей автор посчитал эффективность и дешевизну устройства, поэтому для снижения шума не прилагалось никаких усилий. Дешевые китайские вентиляторы сами по себе являются довольно шумными, но их можно установить на силиконовые прокладки или изготовить другие крепления для снижения вибраций. Если покупать более дорогие кулеры стоимостью 200-300 рублей, то они работают более тихо, но на максимальных оборотах все равно шумят. Но зато имеют высокую мощность и потребляют 300-600 мА тока.

Шаг пятый. Блок питания
Если нужного блока питания под рукой нет, то его можно собрать и своими руками. Понадобится недорогая микросхема за 100 рублей и несколько других доступных элементов. Для четырех вентиляторов понадобится ток в 0.6 А, ну и конечно нужно иметь немного в запасе. Собранная микросхема выдает порядка 1А при напряжении в районе 9-15В в зависимости от конкретной модели. Вообще подойдет любая модель , менять напряжение можно с помощью переменного резистора.

Инструменты и материалы для блока питания:
- паяльник с припоем;
- микросхема;
- радиодетали;
- изоляция и провода.
Цена вопроса составляет 100 рублей.

Шаг шестой. Завершающий этап. Установка и проверка

Подопытный компьютер:
- процессор Intel Core i7 960 3.2 ГГц / 4.3 ГГц;
- термопаста АЛ-СИЛ 3;
- блок питания OCZ ZX1250W;
- материнская плата ASUS Rampage 3 formula.

Используемое программное обеспечение: Windows 7 x64 SP1, RealTemp 3.69, Prime 95, Cpu-z 1.58.