Бесшумный компьютер с двухконтурной системой водяного охлаждения

Схема конструкции

Основные элементы охлаждения:

  • Помпа (качает охлаждающую жидкость);
  • радиатора с вентиляторами;
  • резервуар для жидкости;
  • шланги;
  • ватерблок (теплообменник).

Существуют радиаторы с активным и пассивным режимом работы. Пассивный – имеет более громоздкий радиатор, в нем отсутствуют вентиляторы, что практически полностью избавляет от шума. Типов подключения соединительных трубок может быть несколько или же в единичном количестве.

В обычной схеме одноконтурного типа все элементы соединены последовательно: жидкость в самом холодном состоянии идет сначала через нагреваемый узел и дальше, по степени нагрева, опускается ниже. Многоконтурные схемы рассчитаны на параллельную подачу жидкости на все элементы. Антифриз при нагреве выходит в общий патрубок, который направлен в радиатор.

Также применяется схема с несколькими контурами и радиаторами. Под процессор и чипсет один контур, а под видеокарту и оперативную память – другой. В этом случае лучше обзавестись двумя одноконтурными системами. Расположить все компоненты в многоконтурной системе достаточно сложно, еще сложнее будет их обслуживать, качественно и эффективно сможет это сделать только профессионал. Есть вариант установить на каждый элемент индивидуальное водяное охлаждение необслуживаемого типа. Подразумевается то, что ничего не нужно обслуживать.

Работа

Водяное охлаждение для ПК своими руками сделать непросто. Поэтому, если средств действительно достаточно, лучше приобрести готовое. Но прежде чем мы перейдем к этому вопросу, стоит понять основной принцип работы такой конструкции. Это охлаждение не требует много места или каких-то особых форматов корпуса. Ему не нужен большой объем системного блока, чтобы работать более эффективно. В целом такой вариант встанет даже в самый нестандартный блок, с поправкой на сложности в монтаже.

Как уже говорилось ранее, система в качестве теплоносителя использует воду. Когда процессор нагревается, он излучает тепло, которое передает воде через теплообменник. Им здесь служит ватерблок. Тут вода становится теплее, и, естественно, её нужно охладить. Поэтому дальше она переносится на следующую точку теплообмена. Ею является радиатор. В этой точке тепло передается воздуху, который выводится за пределы ПК.

Сразу возникает вопрос, по какому принципу движется вода внутри корпуса. Её активностью занимается специальный насос – помпа. Понятно, что водяное охлаждение для ПК своими руками или купленное в магазине намного лучше воздушного, так как вода имеет высокий показатель теплоемкости и теплопроводности. Кроме того, теплоотвод становится эффективнее и быстрее.

Преимущества СВО

  • Эффективность. Систему воздушного охлаждения приходится часто чистить, так как циркуляция воздуха способствует накоплению пыли на железе. Она чаще выходит из строя. Вода имеет наибольшую теплоемкость, чем воздух, из-за чего СВО является эффективнее.
  • Габариты. Водяная система занимает меньше пространства, чем воздушная. В компьютере чем больше свободного места, тем лучше и надежнее будет работать устройство. Близкорасположенные элементы, которые производят тепло, нагревают все железо, что может вывести из строя весь прибор. Поэтому производители стараются уменьшить размер комплектующих, не меняя или увеличивая мощность.
  • Разгон комплектующих. Для мощной работы устройства некоторые элементы нужно разгонять. Из-за этого система очень нагружается, и комплектующие нагреваются. Высокая температура выводит железо из строя. При установке СВО получится разогнать комплектующие, а температура не выйдет за пределы. Система будет работать стабильно.
  • Бесшумность. СВО не использует вентиляторов, которые производят много шума, особенно если кулер долго не прочищали, и образовалась «шуба» из пыли. Циркуляция жидкости проходит без посторонних звуков (не считая работы помпы, которая слышна при полном отсутствии звука от самого компьютера), что делает работу за компьютером более комфортной, а вся конструкция занимает меньше пространства, чем воздушная система.
  • Охлаждение нескольких элементов. С помощью множества шлангов и фитингов можно протянуть всю систему так, чтобы сразу несколько комплектующих охлаждались: процессор; видеокарта; жесткий диск; материнская плата. Это даст лучшую эффективность, но придется заплатить большую сумму. Однако профессионалам лучше потратиться на расширенную СВО, чем волноваться, что устройство перегреется.
  • Внешний вид. Современные системные блоки имеют прозрачные стенки. Это позволяет увидеть все железо, не разбирая устройство, и добавляет ему эстетичности. При установке СВО можно использовать цветные шланги и светодиоды, чтобы конструкция красиво смотрелась. Яркий внешний вид привлекает и тех пользователей, кто плохо разбирается в железе ПК. Можно подобрать цветовую палитру под стиль комнаты или рабочей зоны.
  • Срок службы. При использовании качественных компонентов охлаждающая конструкция прослужит несколько лет. Пользователю не придется периодически очищать или менять элементы, как в воздушном охлаждении.

Ноутбуки

12. Особенности ноутбуков.

Все компоненты внутри ноутбука собраны в крайне малом пространстве мобильного корпуса. Помимо процессора в ноутбуке может быть установлена мощная видеокарта, жесткий диск…

Эти и другие устройства отделяют друг от друга считанные сантиметры, и при этом никакого пространства для циркуляции воздуха — внутри ноутбука просто нет.

Именно поэтому компоненты практически всегда работают при повышенных температурах. Исправить это, к сожалению, никак нельзя; но однако же можно уберечь ноутбук от дополнительного нагрева, таким образом продлив ему срок службы и избавив от критического перегрева.

13. Рабочее место…

Как я уже не раз упоминал здесь на блоге — старайтесь по возможности не располагать ноутбук на мягких поверхностях и коленях, особенно — когда за  ноутбуком вы работаете с ресурсоемкими задачами (например, обработка фото или видео). При несоблюдении этого простого правила перегрев компонентов ноутбука, включая батарею — обеспечен…

Старайтесь располагать ноутбук на ровной и твердой поверхности рабочего стола. При этом убедитесь, что никакие предметы, которые лежат лядом, не мешают току воздуха под- и вокруг ноутбука:

По сути — это самое главное и самое эффективное, что только можно сделать для избежание перегрева.

14. Погода…

Не работайте за ноутбуком под прямыми солнечными лучами. Они очень быстро и очень сильно нагревают его поверхность (особенно, если ноутбук темный) и быстро прогревают всё внутри корпуса.

В этом случае возможны даже повреждения отдельных компонентов от перегрева.

И последний совет, который я бы хотел дать в рамках этой статьи, для всех пользователей, в не зависимости от того, ноутбук ли у вас или же настольный ПК:

15. Регулярно выполняйте очистку от пыли!

Для настольных ПК: Они очень быстро накапливают пыль. Старайтесь по крайней мере раз в 6 месяцев открывать системный блок и очищать все внутренние компоненты от пыли.

Пыль препятствует отводу тепла от компонентов и существенно ухудшает теплообмен. Из-за пыли особенно могут перегреваться жесткие диски, видеокарта и процессор.

Отдельно хочу упомянуть о вентиляторах. Помните: забитый пылью вентилятор подает воздух намного менее эффективно:

Для очистки внутренних компонентов я обычно использую кисть и слегка влажную ткань. КАТЕГОРИЧЕСКИ не рекомендую использовать пылесос! В процессе чистки им можно случайно повредить хрупкие компоненты. Такое случается довольно часто. 

Приступайте к процедуре очистки ТОЛЬКО если компьютер выключен!

Для ноутбуков: Здесь ситуация несколько сложнее…

Дело в том, что ноутбуки обладают различными корпусами: некоторые открывают сразу доступ к системе охлаждения так, что можно почистить кистью вентилятор; а в некоторых, чтобы добраться до вентиляторов нужно разобрать полноутбука…

Комплектация СВО

Выше уже упомянуты основные элементы водяной системы. Так как многие энтузиасты решают сами заниматься ее сборкой, разберем подробнее, из чего  состоит СВО. В комплектацию современных моделей может входить множество разных элементов. Мы рассмотрим только основные из них.

Водоблок

Зачем он нужен, вы теперь знаете. Как он выглядит? Прибор имеет обычно медное основание, крышку из пластика или металла и крепления, чтобы присоединять его к охлаждаемому устройству.

Кстати, для процессоров, северного моста на чипе и видеокарт существуют разные типы водоблоков. Те, что предусмотрены для последних в перечислении девайсов, разделяются на подвиды: закрывающие только графический чип («gpu only») либо все нагревающие элементы.

Сейчас основание ватерблоков делается из тонкой меди, в отличие от первоначальных вариантов, чтобы тепло быстрее передавалось воде. Дно может быть выполнено и из алюминия: это дешевле, но менее эффективно.

Также нынешние приборы имеют микроканальную или микроигольчатую структуру для усовершенствования поверхности теплоотдачи. Но в случаях, к примеру, с системным чипом, где не идет счет эффективности охлаждения на градусы, может использоваться плоское дно или архитектура с простыми каналами.

В зависимости от схемы устройства, ватерблоки разделяются на 3 вида:

«Змейка». Используется один или несколько непрерывных каналов. Они могут быть выполнены с расходящейся спиралью, когда штуцер находится посередине прибора, или в виде зигзага, если 2 штуцера расположены по краям.

Пересекающиеся каналы. Они создаются путем сверления в основании с торцов, а отверстия закрываются при помощи заглушек.

Без канальные. К основанию припаивается емкость со штуцерами. Через расположенный на входе теплоноситель поступает вода и выводится через боковой.

Радиатор

Его также называют водно-воздушным теплообменником из-за выполняемых им функций. Он бывает 2  типов: с вентилятором или без. Первые — активные — встречаются чаще, потому что эффективнее пассивных собратьев, хотя вторые отличаются бесшумностью.

Размер более распространенных радиаторов может быть разным, но в большинстве случаев кратен габаритам вентилятора на 120 мм или 140 мм. Получается, что теплообменник на 3 120-миллиметровых вентилятора будет иметь длину 360 мм и ширину 120 мм. Такой вариант называют трёхсекционным.

Помпа

Эта штука гоняет жидкость по всей системе (иными словами насос). Работает он от электричества: некоторые модели при напряжении 12 V, другие — 220 V. Бывает внешняя помпа (пропускает воду через себя) и погружная (выталкивает ее). Второй вариант компактнее первого.

Учитывайте, что указанная производителем мощность насоса является максимальной и достигать ее не рекомендуется.

Некоторые умельцы используют аквариумную помпу, однако в случае с дорогими комплектующими компьютера не стоит проводить такие эксперименты. Современные ватерблоки обладают высоким гидросопротивлением из-за усиленной производительности, поэтому лучше устанавливать к ним специализированный насос.

Шланги и крепления

Несложно догадаться, что трубки нужны для циркуляции жидкости в системе. Чаще всего они изготавливаются из ПВХ, иногда встречаются силиконовые. Их длина абсолютно не влияет на эффективность СВО. Что касается диаметра, лучше не брать шланги тоньше 8 мм.

Не обойтись и без фитингов, которые нужны для подсоединения трубок к комплектующим системы. Каждый из них имеет отверстие с резьбой, куда и вкручиваются крепления.

Самые популярные — компрессионные (с гайкой) и в виде елочки (штуцеры). Также они бывают прямые и угловые. Различаются и по типу резьбы: зачастую используются G1/4′′, редко — G1/8′′ и G3/8′′.

Вода

Для заправки лучше брать дистиллированную воду. Это самый хороший и доступный вариант. Иногда применяется деионизированная вода или с разными примесями, но особой необходимости в этом нет.

Необязательные составляющие

Подробно не буду останавливаться на каждом комплектующем элементе, а только приведу список того, что может входить в состав СВО, но без чего можно и обойтись:

  • Термодатчики;
  • Краны для слива воды;
  • Контроллеры насосов и вентиляторов;
  • Измерители температуры, давления, потока и пр.;
  • Фильтры;
  • Расширительный бачок;
  • Фильтр, подсоединенный в контур;
  • Бэкплейт — пластина для снятия нагрузки с материнки или видеокарты;
  • Дополнительные ватерблоки.

Окружение

Не запихивайте системный блок в какое бы то ни было подобие закрытой коробки. Не доверяйте производителям компьютерной мебели, они ничего не понимают в том, что и для чего делают. Внутренние отсеки в столах выглядят очень удобными, но сравните это с неудобством замены перегревшихся комплектующих. Нет смысла в продумывании системы охлаждения, если в итоге вы поставите компьютер туда, где воздуху некуда будет выходить. Как правило, конструкция стола позволяет убрать заднюю стенку отсека для компьютера – это обычно решает проблему.

Старайтесь не ставить системный блок на ковёр, иначе в корпусе будет быстрее скапливаться пыль и ворс.

Климат в вашей местности тоже стоит учитывать. Если вы живёте в жаркой области, понадобится серьёзнее отнестись к охлаждению, возможно, даже подумать насчёт водяного охлаждения. Если у вас обычно холодно, то воздух в помещении представляет особенную ценность, а значит использовать его следует с умом.

Если вы курите, настоятельно рекомендуется делать это не рядом с компьютером. Пыль и без того вредна для комплектующих, а сигаретный дым порождает худший из возможных видов пыли из-за своей влажности и химического состава. Отмывать такую липкую пыль очень сложно, и в результате электроника выходит из строя быстрее обычного.

Система охлаждения своими руками

Систему охлаждения процессора можно приобрести уже в готовом виде.

Однако из-за довольно высокой стоимости устройства и не всегда достаточной эффективности предлагаемых моделей, допускается сделать её самостоятельно и в домашних условиях.

Получившаяся система будет не такой привлекательной на вид, но вполне эффективной в действии.

Для самостоятельного изготовления системы следует сделать:

  • Ватерблок;
  • Радиатор;
  • Помпу.

Повторить конструкцию большинства СВО, выпускаемых серийно, вряд ли удастся.

Однако, немного разбираясь в компьютерах и термодинамике, можно попробовать сделать что-то похожее если не на вид, то хотя бы по принципу действия.

Изготовление ватерблока

Главную деталь системы, на которую приходится максимум выделяемого процессором тепла, изготовить сложнее всего.

Для начала выбирается материал устройства – обычно это листовая медь.

Затем следует определиться с габаритами – как правило, для охлаждения достаточно блока 7х7 см с толщиной около 5 мм.

Геометрическая форма устройства принимается такой, чтобы находящаяся внутри жидкость максимально эффективно омывала все элементы охлаждаемой конструкции.

Конструкция ватерблока своими руками

В качестве основания ватерблока можно выбрать, например, медную пластину, а рабочую структуру изготовить из тонкостенных медных трубок.

Количество трубок на примере принято равным 32 шт.

Сборка осуществляется с использованием припоя и электропечи, нагретой до температуры 200 градусов.

После этого приступают к изготовлению следующей детали – радиатора.

Радиатор

Чаще всего это приспособление выбирают уже готовым, а не изготавливают дома.

Найти и приобрести такой радиатор можно либо в компьютерном магазине, либо в автомобильном салоне.

Однако существует возможность и самостоятельно создать необходимый элемент СВО из следующих предметов:

  • 4 медных трубок диаметром 0,3 см и длиной 17 см;
  • 18 метров медного обмоточного провода (d = 1,2 мм);
  • Любого листового металла толщиной около 4 мм.

Трубки обрабатываются припоем, из металла изготавливается оправка шириной в 4–5 см и длиной до 20 см.

В ней сверлятся отверстия, куда заводится проволока. Теперь провод наматывается вокруг обмотки.

Процесс повторяют три раза, получив столько же одинаковых спиралей.

Обмотка проволоки для радиатора

Сборку спиралей и трубок начинают, сначала изготовив рамку. Затем натягивают на неё проволоку.

Заключительным этапом является соединение рамки с входным и выходным коллекторами системы. В результате получается деталь следующего вида:

Радиатор в сборке

Помпа и другие детали

В качестве помпы допускается брать аналогичное устройство, предназначенное для аквариумов. Достаточно будет прибора производительностью 300–400 л/мин.

Его комплектуют расширительным бачком (плотно закрывающейся пластиковой ёмкостью) и шлангом из ПВХ с проходными патрубками из обрезков металлических (медных) трубок.

Помпа с трубками и бачком для охлаждения

Сборка

Перед тем, как собирать и устанавливать систему, следует удалить заводское устройство, установленное на процессоре. Теперь необходимо:

  • Закрепить ватерблок сверху охлаждаемой детали, для чего используют прижимную планку;
  • Заправить систему дистиллированной водой;
  • Закрепить на внутренней поверхности крышки компьютера радиатор (напротив отверстий). Если вентиляционных отверстий нет, их следует проделать самостоятельно.

Система в сборке

Завершающим этапом должно стать закрепление сначала вентилятора на процессоре (поверх ватерблока).

И, наконец, необходимо обеспечить питание для помпы путём установки её рабочего реле внутри блока питания.

Рекомендуется подбирать устройство, рассчитанное на ток 50–100 мА и напряжение 3.3–24 В.

В результате получается собственноручно изготовленная система водяного охлаждения, достаточно эффективно снижающая температуру процессора на 25–35 градусов.

При этом экономятся средства, которые могли бы пойти на покупку недешёвого оборудования.

Тематичсекие видеоролики:

Система водяного охлаждения своими руками

Систему водяного охлаждения для вашего компьютера можно собрать своими руками. Водяное охлаждение — СВО поможет вам собрать бесшумную и стабильную систему для любых целей. Будь то игровой компьютер или рабочий.

Выбор системы СВО

Различают  три основных типа СВО: внешние,  внутренние и встроенные. Они различаются расположением по отношению к корпусу компьютера их основных компонентов (радиатор/теплообменник, резервуар, насос).

Внешние системы водяного охлаждения, выполняют  в виде отдельного модуля ( «ящика») , который при помощи шлангов подключен  к ватерблокам, которые установлены на комплектующих в самом корпусе ПК. В корпус внешней системы водяного охлаждения практически всегда выносится радиатор с вентиляторами, резервуар, помпа, и, иногда, для помпы с датчиками блок питания. Среди  внешних систем хорошо известны системы водяного охлаждения Zalman семейства Reserator. Такие системы устанавливаются  в виде отдельного модуля, и их удобство заключается в том, что пользователю  не нужно дорабатывать и переделывать корпус своего компьютера.  Их неудобство состоит только в габаритах и  сложнее становится  перемещать компьютер даже на небольшие расстояния, например, в другую комнату.

Внешняя пассивная СВО Zalman Reserator:

СВО Zalman Reserator

Встроенная охлаждающая система вмонтирована в корпус и продаётся в комплекте с ним. Такой  вариант является самым простым в обращении, потому, что вся СВО уже смонтирована в корпусе,  и снаружи нет громоздких конструкций. К недостаткам такой системы можно отнести высокую стоимость и то, что старый корпус ПК будет  бесполезным.

Внутренние системы водяного охлаждения расположены  полностью внутри корпуса ПК. Иногда,  некоторые компоненты внутренней СВО (в основном радиатор), устанавливают на внешней поверхности корпуса. Достоинством внутренних СВО является удобство переноски.  Нет необходимости слива жидкости при транспортировке. Также при установке внутренних СВО не страдает внешний вид корпуса, и при моддинге СВО может отлично украсить корпус вашего компьютера.

Проект Overclocked Orange:

Overclocked Orange

Недостатками  внутренних систем водяного охлаждения являются сложность их установки и  необходимость модификации корпуса во многих случаях. Также внутренняя СВО прибавляет вашему корпусу несколько килограмм веса.

Планирование и установка СВО

Водяное охлаждение,  в отличие от воздушного,  требует некоторого планирования перед установкой

Ведь жидкостное охлаждение налагает некоторые ограничения, которые необходимо принять во внимание

Во время установки нужно всегда помнить об удобстве. Необходимо оставлять свободное место, чтобы  дальнейшая работа с СВО и комплектующими не вызывала трудностей. Нужно, чтобы трубки с водой свободно проходили  внутрь корпуса и между компонентами.

Кроме того течение жидкости не должно ничем ограничиватся. При прохождении через каждый водоблок охлаждающая жидкость нагревается. Чтобы снизить эту проблему, продумывается схема с параллельными путями  охлаждающей жидкости. При таком подходе поток воды менее нагружен, и в водоблок  каждого компонента поступает  вода, которая не нагрета другими компонентами.

Хорошо известен набор Koolance EXOS-2. Он  предназначен для работы с соединительными трубками сечения 3/8″.

При планировании расположения своей СВО рекомендуется сначала начертить простую схему. Начертив план на бумаге, приступают к реальной сборке и установке. Необходимо разложить на столе все детали системы и приблизительно промерять нужную длину трубок. Желательно оставлять запас и не обрезать слишком коротко.

Когда подготовительные работы проделаны,  можно начинать установку водоблоков. На задней стороне материнской платы за процессором  устанавливается  металлическая скоба крепления головки охлаждения Koolance для процессора. Эта скоба крепления комплектуется пластмассовой прокладкой, для предотвращения замыкания с материнской платой.

материнская плата

Затем снимается радиатор, прикреплённый к северному мосту материнской платы. В примере используется материнская плата Biostar 965PT, у которой охлаждение чипсета происходит с помощью пассивного радиатора.

Biostar 965PT

Когда радиатор чипсета снят, нужно установить элементы крепления водоблока для чипсета. После установки этих элементов материнскую плату  ставят снова в корпус ПК. Не забывайте  удалять с процессора и чипсета старую термопасту перед нанесением тонким слоем новой.

После этого  осторожно устанавливаются водоблоки на процессор. Не прижимайте их с силой

Применяя силу вы можете повредить комплектующие.

устанавливаются водоблоки на процессор

Потом проводятся работы с видеокартой. Необходимо удалить имеющийся на ней радиатор и заменить его водоблоком. Когда водоблоки установлены, можно подсоединить трубки и вставить видеокарту в слот PCI Express.

вставить видеокарту в слот PCI Express

Когда все  водоблоки установлены, следует подсоединить все оставшиеся трубки. Последней подключается трубка, ведущая к внешнему блоку СВО. Проверьте правильность направления движения воды: охлаждённая жидкость должна сначала поступать в водоблок процессора.

После выполнения всех этих работ вода  заливается в резервуар. Наполнять резервуар нужно только до уровня, который указан в инструкции. Внимательно смотрите за всеми креплениями и при малейших признаках протечки, немедленно устраните проблему.

признаки протечки

Если все правильно собрано и не возникло протечек, нужно прокачать охлаждающую жидкость для удаления пузырьков  воздуха. Для системы Koolance EXOS-2 нужно замкнуть  контакты на блоке питания ATX, и подать питание водяному насосу, не подавая питание на материнскую плату.

Пусть система немного поработает в таком режиме, а вы осторожно наклоняйте компьютер то в одну, то в другую стороны, чтобы избавится от пузырьков воздуха. После выхода всех пузырьков  добавьте охлаждающей жидкости, если потребуется

Если пузырьков воздуха больше не видно, то можно запускать систему полностью. Теперь вы можете протестировать эффективность установленной СВО.  Хотя водяное охлаждение для пк еще является редкостью для обычных пользователей, его преимущества неоспоримы.

Компоновка корпуса

Большинство современных корпусов относится к ATX-компоновке: оптические приводы спереди сверху, жёсткие диски сразу под ними, материнская плата крепится к правой крышке, блок питания сзади сверху, разъёмы плат расширения выводятся на заднюю часть. У этой схемы есть вариации: жёсткие диски могут крепиться в нижней передней части сбоку с помощью адаптеров быстрого подключения, что упрощает их снятие и установку и обеспечивает дополнительное охлаждение со стороны отсеков дисковых приводов. Иногда блок питания размещается снизу, чтобы через него не проходил выводимый тёплый воздух. В целом подобные отличия не оказывают негативного влияния на циркуляцию воздуха, но должны учитываться при прокладке кабелей (об этом чуть далее).

Заключение

Процессор стоит разгонять при хорошем теплоотводе

Существует два сценария, в которых мы рекомендуем использовать водяное охлаждение:

  • Экстремальный разгон
  • Тесные компьютерные корпуса

При доведении высокопроизводительного процессора до предела, он также увеличит производительность даже самого лучшего воздушного кулера до предела и,
возможно, даже за его пределами. А когда воздух больше не способен физически поддерживать процессор холодным, вода в помощь. И даже в том случае, когда вы
фактически не устанавливаете этот предел, а просто не хотите иметь дело с шумом вентилятора, постоянно вращающегося при высоких оборотах, жидкостное
охлаждение намного тише.

Кроме того, существует также вероятность того, что вы можете разместить игровую конфигурацию внутри корпуса Mini ITX или Micro ATX, который не обеспечивает
идеального воздушного потока. Водяное охлаждение было бы здесь идеальным, поскольку для поддержания низкой температуры процессора не требуется почти
столько же воздуха.

Ссылка на основную публикацию