Правильное охлаждение системного блока. ¡ — Гвайд по системам водяного охлаждения (СВО) Как сделать самому водяное охлаждение

Системы водяного охлаждения уже много лет используются как высокоэффективное средство отвода тепла от нагревающихся компонентов компьютера.

Качество охлаждения напрямую влияет на стабильность работы Вашего компьютера. При избыточном тепле компьютер начинает зависать и возможен выход из строя перегревшихся компонентов. Высокие температуры вредны для элементной базы (конденсаторы, микросхемы и пр.), а перегрев жесткого диска может привести к потере данных.

С ростом производительности компьютеров приходится использовать более эффективные системы для охлаждения. Традиционной считается воздушная система охлаждения, но воздух обладает низкой теплопроводностью и при большом потоке воздуха создаётся сильный шум. Мощные кулера издают довольно сильный рёв, хотя при этом могут обеспечить приемлемую эффективность.

В таких условиях все более популярными становятся водяные системы охлаждения. Превосходство водяного охлаждения над воздушным объясняется показателями теплоемкости (4,183 кДж·кг -1 ·K -1 для воды и 1,005 кДж·кг -1 ·K -1 для воздуха) и теплопроводности (0,6 Вт/(м·K) для воды и 0,024-0,031Вт/(м·K) для воздуха). Поэтому, при прочих равных условиях, системы водяного охлаждения всегда будут эффективнее воздушных.

В интернете можно найти много материалов по готовым системам водяного охлаждения от ведущих производителей и примеры самодельных систем охлаждения (последние, как правило, более эффективны).

Система водяного охлаждения (СВО) – система охлаждения, в которой для переноса тепла используется вода в качестве теплоносителя. В отличие от воздушного охлаждения, в котором тепло передается напрямую воздуху, в системе водяного охлаждения тепло сначала передается воде.

Принцип работы СВО

Охлаждение компьютера необходимо для отвода тепла от нагретого компонента (чипсета, процессора, …) и его рассеивания. Обычный воздушный кулер снабжен монолитным радиатором, который выполняет обе данные функции.

В СВО каждая часть выполняет свою функцию. Водоблок осуществляет теплосъем, а другая часть рассеивает тепловую энергию. Примерную схему соединения компонентов СВО можно посмотреть на схеме ниже.

Водоблоки могут включаться в контур параллельно и последовательно. Первый вариант предпочтительнее при наличии одинаковых теплосъемников. Можно эти варианты скомбинировать и получить параллельно-последовательное подключение, но наиболее правильным будет соединение водоблоков один за другим.

Отвод тепла происходит по такой схеме: жидкость из резервуара подводится к помпе, а затем перекачивается дальше к узлам, которые охлаждают компоненты ПК.

Причиной такого подключения является незначительный прогрев воды после прохождения первого водоблока и эффективный отвод тепла от чипсета, GPU, CPU. Прогретая жидкость попадает в радиатор и там охлаждается. Затем она снова попадает в резервуар, и начинается новый цикл.

По конструктивным особенностям СВО можно разделить на два типа:

Охлаждающая жидкость циркулирует за счет помпы в виде отдельного механического узла.
Безпомповые системы, в которых используются специальные хладагенты, проходящие через жидкую и газообразную фазы.

Система охлаждения с помпой

Принцип ее действия эффективность и прост. Жидкость (обычно дистиллированная вода) проходит через радиаторы охлаждаемых устройств.

Все компоненты конструкции соединяются между собой гибкими трубками (диаметр 6-12 мм). Жидкость, проходя через радиатор процессора и других устройств, забирает их тепло, а затем по трубкам попадает в радиатор теплообменника, где охлаждается сама. Система замкнутая, и жидкость в ней постоянно циркулирует.

Пример такого соединения можно показать на примере продукции фирмы CoolingFlow. В ней помпа совмещается с буферным резервуаром для жидкости. Стрелки показывают движение холодной и горячей жидкости.

Безпомповое жидкостное охлаждение

Есть системы жидкостного охлаждения, не использующие помпу. В них используется принцип испарителя и создается направленное давление, вызывающее движение охлаждающего вещества. В качестве хладагентов применяются жидкости с низкой точкой кипения. Физику происходящего процесса можно рассмотреть на схеме ниже.

Изначально радиатор и магистрали полностью заполнены жидкостью. Когда температура радиатора процессора становится выше определенного значения, то жидкость превращается в пар. Процесс превращения жидкости в пар поглощает тепловую энергию и повышает эффективность охлаждения. Горячим паром создается давление. Пар, через специальный односторонний клапан, может выходить только в одну сторону – в радиатор теплообменника-конденсатора. Там пар вытесняет холодную жидкость в направлении радиатора процессора, и, остывая, превращается снова в жидкость. Так жидкость-пар циркулирует в замкнутой системе трубопровода, пока температура радиатора высокая. Такая система получается очень компактной.

Возможен другой вариант такой системы охлаждения. Например, для видеокарты.

В радиатор графического чипа встраивается жидкостный испаритель. Теплообменник располагается рядом с боковой стенкой видеокарты. Конструкция изготовлена из медного сплава. Теплообменник охлаждается высокооборотным (7200 об./мин.) вентилятором центробежного типа.

Компоненты СВО

В системах водяного охлаждения используется определенный набор компонентов, обязательных и необязательных.

Обязательные компоненты СВО:

радиатор,
фитинги,
ватерблок,
помпа,
шланги,
вода.

Необязательными компонентами СВО являются: термодатчики, резервуар, сливные краны, контролеры помпы и вентиляторов, второстепенные ватерблоки, индикаторы и измерители (расхода, температуры, давления), водные смеси, фильтры, бэкплейты.

Рассмотрим обязательные компоненты.

Ватерблок (англ. waterblock) – теплообменник, передающий тепло от нагревшегося элемента (процессора, видео чипа и др.) воде. Он состоит из медного основания и металлической крышки с набором креплений.

Основные типы ватерблоков: процессорные, для видеокарт, на системный чип (северный мост). Ватерблоки для видеокарт могут быть двух типов: закрывающие только графический чип («gpu only») и закрывающие все нагревающиеся элементы – фулкавер (англ. fullcover).

Ватерблок Swiftech MCW60-R(gpu-only):

Ватерблок EK Waterblocks EK-FC-5970(Фулкавер):

Для увеличения площади теплопередачи применяется микроканальную и микроигольчатая структура. Ватерблоки делают без сложной внутренней структуры если производительность не столь критична.

Чипсетный ватерблок XSPC X2O Delta Chipset:

Радиатор. В СВО радиатором называют водно-воздушный теплообменник, передающий воздуху тепло от воды в ватерблоке. Есть два подтипа радиаторов СВО: пассивные (безвентиляторные), активные (продуваемые вентилятором).

Безвентиляторные можно встретить довольно редко (например, в СВО Zalman Reserator) потому, что данный тип радиаторов обладает более низкой эффективностью. Такие радиаторы занимают много места и их сложно поместить даже в модифицированном корпусе.

Пассивный радиатор Alphacool Cape Cora HF 642:

Активные радиаторы более распространенны в системах водяного охлаждения из-за лучшей эффективности. Если использовать тихие или бесшумные вентиляторы, то можно добиться тихой или бесшумной работы СВО. Эти радиаторы могут быть самого разного размера, но в основном их делают кратными к размеру 120 мм или 140мм вентилятора.

Радиатор Feser X-Changer Triple 120mm Xtreme

Радиатор СВО за компьютерным корпусом:

Помпа – электрический насос, отвечает за циркуляцию воды в контуре СВО. Помпы могут работать от 220 вольт или от 12 вольт. Когда в продаже было мало специализированных компонентов для СВО, то использовали аквариумные помпы, работающие от 220 вольт. Это создавало некоторые трудности, из-за необходимости включать помпу синхронно с компьютером. Для этого применяли реле, включающее помпу автоматически при старте компьютера. Сейчас есть специализированные помпы, обладающие компактными размерами и хорошей производительностью, работающие от 12 вольт.

Компактная помпа Laing DDC-1T

У современных ватерблоков довольно высокий коэффициент гидросопротивления, поэтому желательно применять специализированные помпы, так как аквариумные не позволят современной СВО работать на полную производительность.

Шланги или трубки также являются обязательными компонентами любой СВО, по ним вода течет от одного компонента к другому. В основном применяют шланги из ПВХ, иногда из силикона. Размер шланга не сильно влияет на производительность в целом, важно не брать слишком тонкие (менее 8 мм.) шланги.

Флуоресцентный шланг Feser Tube:

Фитингами называют специальные соединительные элементы для подключения шлангов к компонентам СВО (помпе, радиатору, ватерблокам). Фитинги нужно вкручивать в отверстие с резьбой находящееся на компоненте СВО. Вкручивать их нужно не очень сильно (гаечных ключей не понадобится). Герметичность достиается уплотнительным кольцом из резины. Подавляющее большинство компонентов продаются без фитингов в комплекте. Это делается затем, чтобы пользователь мог сам подобрать фитинги, под нужный шланг. Самый распространенный тип фитингов – компрессионный (с накидной гайкой) и ёлочка (используются штуцеры). Фитинги бывают прямыми и угловыми. Фитинги еще различаются по типу резьбы. В компьютерных СВО чаще встречается резьба стандарта G1/4″, реже G1/8″ или G3/8″.

Водяное охлаждение компьютера:

Фитинги типа ёлочка от Bitspower:

Компрессионные фитинги Bitspower:

Вода тоже относится к обязательным компонентом СВО. Лучше всего заправлять дистиллированную воду (очищенную от примесей методом дистилляции). Используется и деионизированная вода, но существенных отличий от дистиллированной у нее нет, только производится другим способом. Можно применять специальные смеси или воду с различными присадками. Но использовать воду из-под крана или бутилированную для питья не рекомендуется.

Необязательные компонентами являются компоненты, без которых СВО стабильно может работать, и не влияют на производительность. Они делают эксплуатацию СВО более удобной.

Резервуар (расширительный бачек) считается необязательным компонентом СВО, хотя и присутствует в большинстве систем водяного охлаждения. Системы с резервуаром более удобны в заправке. Объем воды резервуара не принципиален, он не влияет на производительность СВО. Формы резервуаров встречаются самые разные и выбирают их по критериям удобства установки.

Трубчатый резервуар Magicool:

Cливной кран используется для удобного слива воды из контура СВО. Он перекрыт в обычном состоянии, и открывается, когда необходимо слить воду из системы.

Сливной кран Koolance:

Датчики, индикаторы и измерители. Выпускается довольно много различных измерителей, контролеров, датчиков для СВО. Среди них встречаются электронные датчики температуры воды, давления и потока воды, контролеры, согласующие работу вентиляторов с температурой, индикаторы движения воды и так далее. Датчики давления и расхода воды нужны лишь в системах, предназначенных для тестирования компонентов СВО, так как эта информация для обычного пользователя просто несущественна.

Электронный датчик потока от AquaCompute:

Фильтр. Некоторые системы водяного охлаждения комплектуются фильтром, включенным в контур. Он предназначен для отфильтровывания разнообразных мелких частиц попавших в систему (пыль, остатки пайки, осадок).

Присадки к воде и различные смеси. Дополнительно к воде можно использовать различные присадки. Некоторые из них предназначены для защиты от коррозии, другие для предотвращения развития бактерий в системе или подкрашивания воды. Выпускают также готовые смеси, содержащие воду, антикоррозионные присадки и краситель. Бывают готовые смеси, повышающие производительность СВО, но повышение производительности от них возможно лишь незначительное. Можно встретить жидкости для СВО, которые сделаны не на основе воды, а использующие специальную диэлектрическую жидкость. Такая жидкость не проводит электрический ток и при утечке на компоненты ПК не вызовет короткого замыкания. Дистиллированная вода тоже не проводит ток, но, если пролившись, попадет на запыленные участки ПК, может стать электропроводной. Необходимости в диэлектрической жидкости нет, потому, что хорошо протестированная СВО не протекает и обладает достаточной надежностью. Важно также соблюдать инструкцию к присадкам. Не нужно лить их сверх меры, это может привести к плачевным последствиям.

Зеленый флуоресцентный краситель:

Бэкплейтом называют специальную крепежную пластину, которая нужна, чтобы разгрузить текстолит материнской платы либо видеокарты от создаваемого креплениями ватерблока усилия, и уменьшить изгиб текстолита, снижая риск поломки. Бэкплейт не является обязательным компонентом, но очень часто встречается в СВО.

Фирменный бэкплейт от Watercool:

Второстепенные ватерблоки. Иногда, ставят дополнительные ватерблоки на слабо греющиеся компоненты. К таким компонентам относятся: оперативная память, силовые транзисторы цепей питания, жесткие диски и южный мост. Необязательность таких компонентов для системы водяного охлаждения заключается в том, что, они не несут улучшения разгона и никакой дополнительной стабильности системы или других заметных результатов не дают. Это связано с малым тепловыделением таких элементов, и с неэффективностью применения ватерблоков для них. Положительной стороной установки таких ватерблоком можно назвать только внешний вид, а минусом является повышение гидросопротивления в контуре и соответственно увеличение стоимости всей системы.

Ватерблок для силовых транзисторов на материнской плате от EK Waterblocks

Кроме обязательных и необязательных компонентов СВО существует еще категория гибридных компонентов. В продаже встречаются компоненты, которые представляют собой два или более компонента СВО в одном устройстве. Среди таких устройств известны: гибриды помпы с процессорным ватерблоком, радиаторы для СВО совмещенные с встроенной помпой и резервуаром. Такие компоненты заметно уменьшают занимаемее ими место и более удобны в установке. Но такие компоненты мало пригодны к апгрейду.

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:

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:

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Заправка системы проста. Она может осуществиться двумя способами. Первый отнял около двух минут, включая обезвоздушивание системы. На второй же пришлось потратить все 15 минут. Повторная заправка вторым способом уже прошла за 5 минут, видимо необходимый опыт был набран.

Первый способ заправки таков:

Открываем краники и опускаем помпу и второй краник в тазик так, чтобы краники были покрыты водой. Все остальные части СВО должны быть ниже по уровню.

Располагаем второй краник выше всех элементов СВО. Включаем помпу в сеть и смотрим как через него выходит весь воздух из системы. В конце концов начинает бить небольшой фонтанчик - пора закрыть второй краник.

Второй краник закрыт. Откладываем его в сторону и начинаем вращать радиатор, чтобы удалить из него воздух, после чего закрываем краник на помпе. Этот способ заправки требователен к объему воды, а дистиллят стоит денег.

Поэтому есть второй способ:

Для второго способа заправки нам понадобится четвертый штуцер, который прикручивается к любому из краников, но лучше к тому, который на помпе. Притом что второй краник не должен быть выше по уровню, чем вся "конструкция" на первой кранике. "Конструкция" - это штуцер с одетым на него кусочком шланга и воронкой на конце. Вот так! Сложность только в том, чтобы держать воронку, второй краник и бутылку и дистиллятом. Для этого нужен еще один человек. Далее заправка продолжается как в первом способе.

Следует также установить вентилятор (возможно через кожух), и система готова. Если вы решили подвесить радиатор сзади корпуса, то перед заправкой следует просунуть шланги через одно из мест под заглушку. Помпа и краники прекрасно располагаются внутри системного блока.

Итак, проект "Гном" готов. Его создание отняло один день. В создании использовались только общедоступные комплектующие, кроме ватерблока, который еще пока не поступил в продажу. Что касается нового ватерблока от ProModz, то его использование обусловлено тем, что он оказался под рукой и, конечно же, тем, что он смог украсить своим видом наш проект.

Стоимость проекта больше всего зависит от цены ватерблока. Вполне реально уложиться в $70 (при цене ватерблока $22). Это немного больше, чем намечалось в начале статьи, но эту сумму можно уменьшить, потеряв в удобстве.

Для тех, кто все же не мыслит СВО без использования расширительного бачка, приведем бюджетный вариант бачка стоимостью менее 100 рублей (30 минут работы). Т.е. затраты уменьшатся примерно на $5 (статья "краники и штуцеры"). Конечная стоимость СВО составит $65, но это будет уже не "Гном".

Делаем расширительный бачок

Для расширительного бачка нам понадобятся два штуцера с гайками, 4 уплотнительные резинки и емкость для хранения продуктов. Следует брать емкость с плотной крышкой и толстыми стенками (1 мм), так бачок будет более надежен. В нашем случае размеры бачка составили 9 х 11 х 11см. Вполне компактно, можно его разместить, например, в свободной корзине для 3,5-дюймовых устройств.

После разметки отверстий их следует вырезать. Можно отверстия и просверлить, но это - для самых терпеливых.

Отверстие следует прорезать чуть меньше чем необходимо и как можно ровнее. Затем края нужно подровнять паяльником и довести до нужного диаметра.

После того как отверстия готовы, начинаем вворачивать штуцеры. Для обеспечения герметичности следует использовать резиновые кольца с обеих сторон.

Расширительный бачок готов.

Достаточно сложно сделать не протекающий, надежный бачок с первого раза без использования герметика или прозрачного силиконового клея. Однако только такая процедура позволит сохранить хороший вид конструкции. Если о таком можно говорить в случае бюджетного варианта.

Проект "Гном" может позволить пользователю не откладывать создание СВО на будущее и в полную силу пользоваться ее преимуществами. Этот проект позволит вам либо забыть о проблеме хорошего охлаждения процессора, либо даст вам время накопить средства и расширить количество охлаждаемых точек в будущем. Так же вы сможете заняться, например изготовлением красивого расширительного бачка из оргстекла, который, как правило, с первого раза не получается.

Не отказываете себе в водяном охлаждении. Проект "Гном" доставит вам наслаждение достоинствами водяного охлаждения - тишиной и высокой эффективностью, при минимуме затрат.

Как не крути, а многие пользователи задумывались об улучшении системы охлаждения своего персонального компьютера. И главным критерием, кроме снижения температуры комплектующих, естественно является снижение шума . Система водяного охлаждения самый лучший вариант позволяющий достичь эффективного охлаждения и значительно снизить уровень шума. Но есть один существенный минус, отпугивающий простого компьютерщика и не дающий достичь заветной цели – цена.
Да, цена заводских систем значительно превышает все мыслимые и немыслимые границы, но давайте подробнее рассмотрим все компоненты системы водяного охлаждения и постараемся сделать аналогичную реально работающую систему при этом потратить минимальную сумму.

СВО Zalman RESERATOR 2 цена от 340$. Удобная компактная внешняя система с такой же «эффективной» ценой.

Радиаторы от именитых фирм отличаются красотой и компактностью при этом уже оборудованы системой для установки вентиляторов на корпус. Цена от 50$.

Процессорный водоблок имеет медное основание улучшающее теплоотдачу от процессора и удобное крепление под различные сокеты.

Самый простой водоблок с таким же медным основанием. Стоимость данного изделия начинается от 25 «вечнозеленых».

Помпа – один из главных компонентов системы без которого вода никуда не потечет и охлаждаться ничего не будет. Существуют помпы двух типов погружные и внешние. Внешние - дороже, но не требуют дополнительных резервуаров. Цена от 45 долларов и до … установить границу трудновато.

Расширительный бачек – компонент, позволяющий без проблем заправлять всю систему и удалять воздух. Кроме плюсов есть один минус – дополнительный риск протечки, следовательно, выход из строя комплектующих системного блока. Цена 20$ и выше.
Подведя несложные расчеты, получим кругленькую сумму в 140 плюс 10-20 долларов на расходные материалы, итого 150-160$ за полный комплект. Сумма действительно немалая, а учитывая, что для охлаждения других элементов системного блока (видеокарты, северного и южного мостов, оперативной памяти и т.д.) потребуются дополнительные затраты, она может еще увеличится и достичь немного немало 200 долларов.
Как альтернатива водяному охлаждению, возможно применение эффективной системы воздушного или даже пассивного охлаждения. Но стоимость качественной системы воздушного охлаждения также желает лучшего при этом она, как и система пассивного охлаждения имеет практически всегда немалые размеры и вес, следовательно, нуждается в дополнительном креплении или фиксации, что само по себе не очень удобно.
Перейдем непосредственно к созданию СВО . Для начала стоит определиться с тем, что мы будем охлаждать и что мы хотим получить в итоге. Главные компоненты, выделяющие наибольше тепла в нашем случае и требующие охлаждения это само собой процессор и видеокарта (45 и 70 градусов в простое соответственно). Видеокарта оборудована пассивной системой охлаждения и хотя 70 градусов и многовато, было решено пока не устанавливать на нее водоблок, а сделать это в ближайшем будущем. (Об этом мы обязательно напишем в следующей статье).
Еще один критерий, по которому определим надобность водяного охлаждения это шум, издаваемый стандартной системой. Здесь возможно много вариантов: процессор, видеокарта, блок питания, южный мост и прочие элементы. Так как установка системы на блок питания довольно сложная задача было решено оставить новый блок питания без изменений (старый стал жертвой неудачной попытки установки этой самой системы).
Итак, определившись, что главным и первоочередным подопытным будет именно процессор Athlon 64 X2 3600+ приступим непосредственно к изготовлению системы водяного охлаждения.
Начнем с самого сложного водоблока . Главная проблема заключается в материале, из которого он будет изготовляться. Нам повезло найти медный кругляк диаметром 40 мм, и хотя данная конструкция не самая эффективная по теплоотдаче было решено сделать водоблок из того что было, а в дальнейшем поменять его на более удачный вариант.

Отдельное спасибо знакомому токарю, за проведенную работу по изготовлению этих частей, ведь обработка меди задача не из простых, а сломанный резец мы обязательно отдадим с первой пенсии)))
Штуцера были куплены в строительном магазине и, исходя из их диаметра, приобретен и ПВХ шланг.

В зборе водоблок выглядит приблизительно так. Для полной герметичности крышка была припаяна к «стакану» с помощью паяльника на 0,5 кВт, а штуцера вклеены суперклеем (циакрилан). Изначально штуцера садились на силиконовый герметик, но он не оправдал надежд и дал течь.

Нижняя часть водоблока непосредственно контактирующая с поверхностью процессора в таком состоянии явно не пригодна, поэтому ее пришлось отшлифовать и отполировать дополнительно.

Вот и все водоблок готов. Диаметр составил немного меньше 40 мм, так как процессор имеет размеры 40 х 40 мм, он не полностью его перекрывает. Но это не страшно, так как размера ядра процессора, скрывающегося под теплорассеивающей пластиной всего около 16 х 16 мм и та часть, которую водоблок не перекрывает, особой роли нам не сыграет.

Следующим этапом будет помпа . Здесь все довольно просто, идем в магазин с названием типа «Водный мир» или любое другое на Ваше усмотрение, главное чтобы в нем были в продаже фильтры для аквариумов. Выбираем фильтр по максимальной производительности и напору. Нам попался погружной экземпляр производства Atman с напором 0,85 метра и максимальной производительностью 600 л/час. Хотя конечно реально о таких параметрах и говорить не стоит, но 250-280 л/ час более чем достаточно.

Стоимость составила всего 9$. Далее нужно было переделать помпу во внешнюю и избавиться от вибрации. Снова нам потребовались 2 штуцера,

на которых немного ошлифованы грани, чтобы они вплотную входили в напорный и всасывающий патрубки.

Штуцера также как и на водоблоке вклеены циакриланом.

После нехитрых манипуляций погружная помпа превратилась во внешнюю. Остался нерешенным вопрос с вибрацией.

Снимаем резиновые присоски с днища и прикручиваем к нему пластину. Приклеиваем пластину к куску крупнопористого поролона, а его приклеиваем к нижней пластине.

Нижнюю пластину устанавливаем на присоски, которые сняли с фильтра.
Включаем помпу и слушаем – тишина и практически нет вибрации (с водой будет еще тише). Очередной вопрос решен. Идем дальше.
Радиатор – подойдет практически любой из отопительной системы автомобиля. Идеально конечно приобрести медный, но его стоимость начинается от 20$. Можно поискать б/у, но гарантии что он не потечет, никто Вам не даст. Первоначально нам попался радиатор с «печки» автомобиля ГАЗ-66, но после дня запаивания все новых и новых отверстий было решено приобрести новый.

В магазине автозапчастей был куплен радиатор системы отопления от ВАЗ 2101-07.

Правда он изготовлен из алюминиевых трубок, но стоимость в 10 долларов сыграла основную роль.

Боковые части радиатора изготовлены из пластмассы. На первый взгляд не внушает особой надежды на прочность, но ведь давление в системе практически не будет, главное, чтобы радиатор справился со своей основной задачей – охлаждением.

С установкой штуцеров проблем не возникло. Немного рассверлив отверстия, просто вкручиваем штуцера, одновременно нарезая резьбу в пластмассе.

Для дополнительной надежности штуцера посажены на герметик.

Расширительный бачек – мы решили полностью отказаться от этой части, так как радиатор будет устанавливаться в горизонтальном положении и трубка, находящаяся над верхним штуцером не будет полностью заполнена водой. Она-то и сыграет роль расширительного бачка.
Не стоит забывать и об охлаждении радиатора ведь без дополнительного воздушного потока он не сможет удержать температуру процессора в допустимых пределах. В нашем случае, немного забегая наперед, оказалось достаточно одного 120 мм кулера, работающего на заниженном питании (3В), который не создавал никакого шума в принципе.
Переходим к полной сборке системы и ее заправке. Для удобства заправки и контроля уровня воды в системе в контур был вставлен тройник с вертикальной трубкой. В дальнейшем этот тройник будет изъят, а заправка производится через верхний штуцер радиатора. Заправка системы проводилась дистиллированной водой с добавлением небольшого количества мыла, предотвращающего появление живых организмов в воде.

Полностью система в сборе выглядит приблизительно так. Заправка производится довольно просто: наливаем воду в вертикальную трубку, включаем помпу и постепенно доливаем воду до тех пор, пока полностью не выйдет воздух. Ставим метку на трубке и оставляем систему в работе на пару дней, а лучше неделю, дабы полностью удостоверится в ее герметичности и надежности.
Что же подведем итоги . Потратив немного более 25$ мы собрали СВО, которая обеспечит охлаждение процессора, при этом, практически не создавая шума и имея неплохой запас производительности. Этот запас позволит в дальнейшем установить дополнительные водоблоки на видеокарту и блок питания, а также возможно позволит немного разогнать комплектующие.
Обо всем этом, а также об установке СВО в системный блок, не выходя за его пределы, мы постараемся написать в следующих статьях.

В этой статье я постараюсь рассказать о своей попытке изготовить систему водяного охлаждения для процессора в домашних условиях. При этом опишу основные моменты и технические тонкости на примере собственного опыта. Если вам интересно подробное иллюстрированное руководство по изготовлению, сборке и установке такой системы, то добро пожаловать под кат.

Трафик, много картинок! Видео процесса изготовления в самом низу.

Мысль о создании более эффективного охлаждения домашнего компьютера у меня зародилась в процессе поиска способа повысить производительность своего компьютера с помощью «разгона» процессора. Разогнанный процессор потребляет в полтора раза больше мощности и соответственно греется. Главный ограничитель покупки готовой – цена, покупка в магазине готовой системы водяного охлаждения вряд ли обойдется дешевле ста долларов. Да и в обзорах бюджетные системы жидкостного охлаждения не особо хвалят. Так было решено сделать простейшую СВО самостоятельно и с минимальными затратами.

Теория и сборка

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

Проект "Гном" - идея создания СВО без расширительного бачка появилась из-за того, что этот элемент либо дорог в приобретении (если еще найдете в продаже), либо труден в изготовлении. Красивый расширительный бачок требует усердия, аккуратности и инструментов под рукой. Бюджетный вариант также возможен, но проигрывает по внешнему виду. К тому же расширительный бачок - это еще один дополнительный элемент СВО, который может дать протечку. Так почему же не отказаться от него совсем?

Многие энтузиасты водяного охлаждения, а также опытные пользователи, которые сами создали свои СВО, найдут больше минусов отсутствия бачка, нежели плюсов. Традиционно к плюсам его наличия относят простоту заправки системы и удаления воздушных пузырьков. Минусов же можно не заметить, так как их действительно может не быть в случае опытного пользователя. Но что сделать неискушенному человеку, перед которым встала задача создания эффективного охлаждения своего ПК? В таком случае всегда есть выбор - приобрести hi-end воздушный кулер, но их цена давно уже приблизилась к $60 и более, и не стоит сомневаться, что новые модели будут все дороже и дороже. Хотя, воздушный кулер относительно просто приобрести, это безусловное достоинство воздушного охлаждения.

Постепенно вырисовываются будущие требования к проекту "Гном" - относительно небольшой, но, безусловно, мощный СВО. Маленький и мощный - истинный герой сказочных историй:

1. Проект должен быть прост в изготовлении даже для начинающих.
2. Он не должен отнять много времени, фактически срок можно установить в 1 день на приобретение всех комплектующих и сборку.
3. Стоимость не должна быть слишком высокой. Думаем что цена hi-end кулера в $60. будет неплохим ориентиром.
4. Размер всей системы не должен чрезмерно увеличиться. Кому охота превратить свой ПК в абсолютно нетранспортабельный ящик? Хотя обращаться с системным блоком все же придется с осторожностью, как и в случае использования, например, кулера Cooler Master Hyper 6.
5. Безопасность. Всякое бывает, в случае отсутствия опыта легко упустить что-либо важное из виду. Попробуем минимизировать опасность протечки, поэтому и удалим из СВО бачок. Однако его всегда можно добавить в систему, поэтому в конце статьи будет приведен способ наиболее простого изготовления расширительного бачка. Разумеется вне проекта.

С требованиями определились, теперь давайте посмотрим, что нам понадобится:

Ватерблок - самая труднодоступная часть проекта. Стоимость серийных изделий начинается от $22. Фактически сроки проекта задаются сроками получения на руки ватерблока, в свободной продаже по всей стране можно обнаружить , но это уже чуть дороже.
Радиатор - в качестве радиатора выберем отечественную продукцию от печки салона а/м "Газель". Достаточно неплохой медный радиатор, который хорошо продувается. Один из опытов использования можно прочитать . Стоимость от $20.
Помпа - помпу мы возьмем погружную с прицелом на переделку во внешнюю. В данном случае это Heto QD-2800, обзор и процесс переделки вы также можете посмотреть у . Если вы не найдете помпы Heto, то выбирайте любую аналогичного конструктивного исполнения. Модель QD-2800 стоит $13.
Шланги - 1-1,5 м шланга с внутренним диаметром 13 мм и 1 м с внутренним диаметром 8 - 10 мм (зависит от штуцеров ватерблока). 10 - 40 рублей за метр в случае ПВХ и примерно вдвое больше за силиконовые шланги.
"Сантехника" - специальная арматура, которая позволит нам отказаться от расширительного бачка, попутно сыграв роль переходников с толстых шлангов на тонкие. Два краника "для стиральной машины" (по 100рублей), 3 - 4 штуцера нужного диаметра с необходимой резьбой (по 20рублей). Итого около $10.
Вентилятор - для высокой эффективности СВО необходим обдув радиатора. От $3 за 120 мм вентилятор.
Дистиллированная вода - от 1 л, менее $1 за литр.
Автогерметик "Казанский силикон" - $1 за маленький тюбик.

Герметик "Казанский силикон" лучшее, что попадалось в руки. Незаменим в процессе создания СВО. Как видите все элементы достаточно легко найти. Нужно зайти в аквариумный магазин, магазин автозапчастей, сантехнику и компьютерную фирму.

Сборка

В процессе сборки нет ничего сложного, главное не спешить. Все стыки обильно промазываются герметиком, излишки потом легко удаляются кусочком бумаги или если герметик застыл, то аккуратно срезаются ножом. Для начала во внешнюю.

Затем следует вместо всасывающего штуцера помпы вкрутить "краник для стиральной машины" - в магазинах он называется именно так. Вкручиваем также через герметик. Будьте осторожны в случае использовании помпы Heto QD-2800, а не ее старшего брата, так как прижимное кольцо (голубое на фото) тонкое и крышка камеры легко прокручивается. Не позвольте этому случиться, так как от этого зависит герметичность. Для старших моделей Heto это нехарактерно, так как прижимное кольцо - большего размера.

Собираем второй краник. Таким образом, он еще играет роль переходника с 13 мм шланга на 8-10 мм. Можно обойтись и без второго краника, но с ним процесс заправки по трудоемкости не сложнее чем при использовании расширительного бачка.

Почти все готово, осталось только разрезать 13 мм шланг и одеть на радиатор. На фотографии изображен новый ватерблок от ProModz, обзор которого вы сможете прочитать в ближайшее время.

Следует соединить всасывающий штуцер помпы с нижним штуцером радиатора, если радиатор останется в готовой системе "на боку". Если же радиатор будет подвешен сзади системного блока - то к любому штуцеру. В случае горизонтального расположения следует соединить всасывающий шланг со штуцером, который будет ниже другого. Это необходимо чтобы оставшийся воздух в системе был отловлен радиатором и не "гулял", нарушая тишину. Количество воздуха будет очень небольшое, но достаточное, чтобы обеспечить место для теплового расширения воды. Таким образом, радиатор в проекте будет служить нам подобием расширительного бачка, взяв у него компенсаторную функцию.