Радиатор сво для компьютера что это
FAQ по водяному охлаждению
Q: Что такое водяное охлаждение?
A: Основное отличие системы водяного охлаждения (далее по тексту СВО) от традиционного воздушного заключается в использовании альтернативного теплоносителя. Как следует из названия, СВО используют воду для отбора, переноса и рассеивания тепла. Кроме замены теплоносителя, СВО также конструктивно отличается от классической воздушной системы
Q: Чем водяное охлаждение лучше воздушного?
A: Водяное охлаждение, безусловно, лучше воздушного по нескольким причинам. Первая и одна из главных – это отсутствие шума или его серьезное уменьшение. Вторая причина и не менее важная это температура. Так как температура при водяном охлаждении намного меньше, то и можно добиться намного большего разгона. .
FAQ по водяному охлаждению
Q: Что такое водяное охлаждение?
A: Основное отличие системы водяного охлаждения (далее по тексту СВО) от традиционного воздушного заключается в использовании альтернативного теплоносителя. Как следует из названия, СВО используют воду для отбора, переноса и рассеивания тепла. Кроме замены теплоносителя, СВО также конструктивно отличается от классической воздушной системы
Q: Чем водяное охлаждение лучше воздушного?
A: Водяное охлаждение, безусловно, лучше воздушного по нескольким причинам. Первая и одна из главных – это отсутствие шума или его серьезное уменьшение. Вторая причина и не менее важная это температура. Так как температура при водяном охлаждении намного меньше, то и можно добиться намного большего разгона. Также температура с водяным охлаждением увеличивается очень медленно и что еще хорошо так это то что ты можешь сделать температуру какая тебе нравится путем добавления, например, снега (зимой) или замены воды на более холодную. И последняя причина это, конечно же, моддинг. Многие люди делают (или покупают) водяное охлаждение только ради эстетики т.к здесь есть большой простор для творчества
2 Принцип работы системы
A: Системы водяного охлаждения состоят в основном из 5 компонентов: Водоблок-устанавливается на охлаждаемую деталь, он передает тепло от, например процессора охлаждающей жидкости.
Резервуар для воды, Помпа - обеспечивает циркуляцию воды, переводит ее на водоблок. Радиатор - в основном устанавливается сверху системы и на него ставятся вентиляторы для его охлаждения. Через него пропускается теплоноситель по пути к теплообменнику. Принцип работы состоит в следующем: Вода поступает из помпы на радиатор и там она охлаждается. Далее она поступает в водоблок и охлаждает тепло выделяемое процессором. Вода нагревается и опять поступает в резервуар с водой. Потом цикл повторяется. Так же есть варианты системы без радиатора. В таком случае вместо резервуара используется большая емкость для воды где-то на 10-15 литров (ведро). Также можно вместо помпы использовать циркулярный насос, т.к у него намного больше высота поднятия воды и скорость прокачки
Q: Серийное vs. Самодельное
A: Ну, тут все зависит от того, что вы хотите получить. Если вы хотите получить хорошую эффективность, то тогда делайте все своими руками. Также еще один важный плюс самодельной системы охлаждения в том, что она намного дешевле серийных. Но самодельное СВО довольно сложно сделать, но кого пугают эти трудности =)). А серийные системы хороши тем, что они более эстетичны и легко собираются, но чтобы получить эффективную систему за нее нужно выложить от 200-400 у.e, что для рядового покупателя не так-то и дешево. Также все зависит от человека, его фантазии и «прямоты» рук. Человек, который хоть что-то знает, может все приспособить по себя. Сделать резервуар по размеру свободного размера в его корпусе, может выбрать шланги, размер штуцеров и все что ему нравится по себя.
Q: Безопасность
A: Я могу сказать, что современные серийные СВО отвечают правилам безопасности. Но все равно современных покупателей тревожит в основном две причины:
Первая причина- это остановка помпы, Следовательно, нагревание всех водоблоков и сгорание процессора, но я могу сказать, что сейчас большинство современных плат имеют функцию выключения компьютера по достижении какой-то пороговой температуры. Также в основном если помпа начала работать, то вероятность ее остановки сводится к минимуму
Вторая причина- это протекание водоблока и как следствие протечка всей системы и возможность ее гибели. Но в связи с этим я советую использовать Дистиллированную воду т.к она не проводит электричество. Но я могу сказать что перед тем как устанавливать всю систему в корпус нужно сначала долго и тщательно проверить на герметичность. Делается это так: Подключаете один шланг к помпе (предварительно ставите ее в маленькую емкость с водой) этот же шланг подключаете к водоблоку. Второй шланг подключается к водоблоку, а второй в резервуар и так продержать часов 5,а лучше на ночь и если будут какие-то протечки, то нужно все перегерметизировать.
Q: Надо ли менять воду?
A: Воду менять не надо, ее нужно только иногда доливать (раз в полгода, год) так как она испаряется
5. Моддинг
Q: Чем покрасить воду?
A: Каждому моддеру хочется чего то необычного, как: способ первый добавляем УФ маркер. Разрезаем стержень и выдуваем чернила. Выглядит неплохо, но для более хорошей видимости надо около 3 ручек. Способ второй. Элементарные текстовые маркеры очень хорошо светятся в УФ свете. Если "прополоскать" в воде пару толстых маркеров, то можно добиться довольно неплохого результата.
Всех кто может помочь и сказать что бы вы хотели еще увидеть в этом FAQ стучите 339574025
Подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен или telegram-канал @overclockers_news - это удобные способы следить за новыми материалами на сайте. С картинками, расширенными описаниями и без рекламы.
Привет Пикабу! СВО или системы водяного охлаждения, которые раньше были инструментами скорее для гиков, теперь доступны любому человеку — однако есть ли смысл ставить их в домашний ПК? Давайте разберемся. Как всегда, текстовая версия - под видео.
Минутка физики: водянки и кулеры работают одинаково. Ну, почти
Не все знают, но внутри обычной медной теплотрубки залита… жидкость, обычно — вода. Из-за пониженного давления она кипит при более низкой температуре, к тому же имеет высокую теплоемкость — короче говоря, это эффективный и дешевый теплоноситель. Разогреваясь и испаряясь рядом с горячей крышкой процессора, она переносится к более холодному радиатору, где конденсируется и вновь по специальному фитилю стекает к CPU, после чего цикл повторяется.
В СВО, очевидно, также используется жидкость, однако работает она чуть иначе: течет она не самостоятельно, а под действием помпы, и не испаряется, а просто нагревается у процессора и охлаждается у радиатора. Так что, как видите, на деле обычное воздушное охлаждение не такое уж и воздушное, оно действительно достаточно близко к водянкам.
Краткий экскурс в физику закончен, пора переходить непосредственно к компьютерам.
Водянка в игровых ПК — красиво, но абсолютно бесполезно
Никто не спорит, водянка зачастую смотрится внутри корпуса куда красивее, чем большая башня. К тому же маркетологи специально упирают на топовость — дескать, ты купил мощный CPU и видеокарту, крутую память и материнку. Очевидно, нужен классный охлад — то есть водянка.
Однако есть одно важное но: игры, даже самые тяжелые и процессорозависимые, типа Watch Dogs 2 или Assassin's Creed Odyssey, просто не могут нагрузить процессор также, как бенчмарки или рабочие задачи. Знаете, сколько ест в играх горячий Core i9-9900K в разгоне до 5 ГГц? Всего около 70-90 Вт. Это в два раза меньше, чем в бенчмарках. Такое количество тепла абсолютно без проблем отведет любая популярная башня за полторы тысячи рублей.
Но вы можете сказать — под водянкой в играх можно добиться 40-50 градусов, когда лучшие суперкулеры скорее всего смогут охладить топовые CPU лишь до 60-70. Да, тут все верно, СВО действительно снизит температуру процессора в играх. А зачем? Что это дает? Позволит повысить частоты? Да нет, вы раньше упретесь в возможности самого CPU. Увеличит срок жизни? Ну да, проживет кристалл не 30 лет, а 20 — действительно большая разница.
А что по шуму? Водянки всегда считаются более тихими, но так ли это на деле? Скорее нет, чем да. Проблема тут в том, что радиаторы СВО более плотные, чем у воздушных кулеров, поэтому чтобы продуть их нужны мощные высокооборотистые вентиляторы с большим давлением. А такие вентиляторы серьезно шумят.
За примерами далеко ходить не нужно — возьмем, достаточно крутую двухсекционную СВО NZXT Kraken X62 с двумя родными 140 мм вентиляторами и сравним с суперкулером Phanteks PH-TC14PE с такими же вертушками, который вдвое дешевле. Эффективность этих двух решений сравнима, а вот шум… Раскочегарив вентиляторы водянки на максимум, можно получить аж 61 дБ. С таким уровнем шума поработать получится только в наушниках. При этом у Phanteks все куда лучше — 49 дБ можно сравнить с урчанием холодильника, и такой шум сложно назвать громким или отвлекающим.
СВО не поможет в охлаждении новейших десктопных процессоров от Intel и AMD
Вот и получается забавная и грустная картина одновременно: ваш суперкулер или водянка в теории могут отвести 200-250 Вт, а на практике из-за экономии Intel ваш процессор, потребляя 150 Вт, уже перегревается. Конечно, как я уже сказал, вполне можно скапануть процессор — однако согласитесь ли вы это делать с вашим рабочим CPU, тем самым теряя гарантию и рискуя его повредить? Далеко не факт. А без этого СВО будет бесполезна с тем же Core i9-9900K.
В случае с Ryzen 3000 ситуация интереснее. С одной стороны, AMD использует качественный припой: его замена на жидкий металл в лучшем случае подарит вам пару градусов, так что игра свеч не стоит. Но вот сами кристаллы с ядрами маленькие, более того — у топовых CPU их две штуки и они рядом, ну и к тому же они расположены с краю, когда обычно лучший прижим и охлаждение что суперкулеры, что водянки обеспечивают в центре.
Все это и приводит к тому, что Noctua NH-U14S, способный удерживать температуру 100-ваттного Ryzen 7 2700X в жестком Prime95 на уровне 75 градусов, с трудом справляется с таким же 100-ваттным Ryzen 7 3700X, удерживая температуру последнего чуть выше 90 градусов. Так что, очевидно, попытка заменить кулер на водянку тут ничего не даст — в высоких температурах виновато не качество воздушного охлаждения, а внутренние особенности самих Ryzen 3000.
Получается, водянки не нужны?
Конечно нет. Они все еще нужны там, где и раньше — в топовых рабочих станциях. Взять, например, тот же AMD Threadripper 3990X. 64 ядра, 128 потоков, теплопакет в 280 Вт — однако на деле он потребляет все 350. При этом у него 8 процессорных кристаллов, и каждый из них греется не очень сильно из-за не самых высоких частот, то есть таких проблем как у Ryzen 3000 нет.
А что насчет видеокарт?
Тут все интереснее. Во-первых, видеокарты Nvidia имеют умный драйвер, который слегка повышает частоту при снижении температуры. Правда, разница едва ли превысит полсотни мегагерц, что даст в лучшем случае пару fps, так что отдавать за это лишние 15-20 тысяч рублей за водоблок явно не стоит.
Во-вторых, есть видеокарты, тепловыделение которых из коробки улетает в небеса. Взять ту же AMD Radeon RX Vega 64 Liquid Cooled — ее тепловыделение в Crysis 3 достигает аж 370 Вт. При разгоне — свыше 450 Вт! Очевидно, тут даже массивная воздушная система охлаждения с тремя вентиляторами скорее всего не справится, а вот СВО — вполне.
Думаете, что у Nvidia меньше? Как бы не так. Взять например ASUS RTX 2080 Ti Matrix. Ее официальный BIOS позволяет поднять TDP до 360 Вт. Более того, для GTX 1080 Ti существуют полностью разлоченные BIOS, с которыми тепловыделение уходит за 400 Вт. Разумеется, отвести такое количество тепла сможет лишь качественная СВО.
Но, опять же, стоит понимать, что такие заоблачные TDP имеют лишь топовые видеокарты и то под серьезным разгоном. У большинства среднеуровневых Nvidia GTX 1600 или AMD RX 5000 тепловыделение находится на уровне 150-200 Вт, и с этим вполне справится воздушное охлаждение с парой вентиляторов. Тратить деньги на СВО в случае нетоповых видеокарт просто нет смысла — будет выгоднее купить более мощную видеокарту, чем пытаться выжать все соки из более слабой.
Перейдем к минусам — водянки требуют обслуживания
Чем хороши кулеры? Они требуют минимум обслуживания — достаточно раз в год продувать их от пыли и он верой и правдой прослужит вам много лет. Самое худшее, что может случиться — это перестанет работать вентилятор, однако с учетом того, что практически всегда они все имеют стандартные размеры, его можно легко заменить.
Что касается водянок, то тут целый букет возможных проблем. Самая банальная — это протечка. Да, с современными СВО это редкость, но все же на различных форумах можно встретить посты с душераздирающими историями о том, как протекшая водянка убила все ниже по течению, а это обычно не самая дешевая видеокарта и блок питания.
Вторая и куда более массовая проблема — заиливание. Как говорится, вода камень точит, а уж пластик трубок тем более. Ситуация еще усугубляется, если вода подкрашена. Как итог — кто-то через год, кто-то позже, но все же достаточное количество людей сталкиваются с тем, что в лучшем случае вырастают температуры CPU, а в худшем забитая жижей помпа просто перестает работать.
И приходится разбирать всю систему, чистить радиатор и помпу, после чего заливать новую воду. А ведь далеко не все СВО разборные — хватает и необслуживаемых. Их в таком случае, если кончилась гарантия, можно смело нести в мусор.
Ну и третья проблема — умирает помпа. Это бывает и из-за жижи, и просто потому что это механика. Да, у современных помп время наработки на отказ зачастую составляет десятки тысяч часов, но так везет далеко не всем. Опять же, помпа меняется не везде — обычно только в кастомных СВО.
Конечно, стоит понимать, что возможно вам повезет, и у вас водянка проработает 5 лет без проблем. Но подумайте над тем, что будет, если вам не повезет — особенно если учесть, что у воздушного охлаждения вышеуказанных проблем нет вообще.
Выводы — водянка в домашнем компьютере не нужна
Подведем итоги. Водянки не помогают в разгоне современных CPU. Водянки не тихие. Водянки дорогие. Вопрос — а зачем их брать в обычные компьютеры? Ну разве что очень хочется. Во всех других случаях лучше обойтись суперкулером и оставить СВО для тех случаев, когда они действительно нужны — а именно для топовых рабочих станций. Свое мнение пишите в комментах.
Привет Пикабу! Не все помнят времена, когда процессоры и видеокарты требовали в худшем случае простого радиатора, а про корпусные вентиляторы и системы водяного охлаждения никто и не слышал. Но все изменилось: современные процессоры и видеокарты могут потреблять под нагрузкой сотни ватт, так что уже никого не удивишь трехсекционными СВО, килограммовыми суперкулерами и парой-тройкой корпусных вертушек. Однако с прогрессом в области охлаждения ПК также прогрессировали и мифы, и сегодня мы о них поговорим.
Как всегда - текстовая версия под видео.
Миф №1. Чем производительнее охлаждение, тем ниже будет температура процессора.
Казалось бы, все верно: более крутое охлаждение способно отвести больше тепла от крышки процессора, значит его итоговая температура будет ниже. Однако тут ключевой момент — от крышки, а не от кристалла. А ведь между ними есть слой термоинтерфейса, да и зачастую сам кристалл достаточно толстый.
К чему это приводит? Да все к тому, что начиная с определенного тепловыделения процессора уже без разницы, чем вы его будете охлаждать: все упрется в временами не самый качественный термоинтерфейс под крышкой. За примерами ходить далеко не нужно: скальпирование Core i7-8700K и замена терможвачки под крышкой на жидкий металл снизит температуру под нагрузкой как минимум на десяток градусов. Более того — дополнительная шлифовка кристалла топового Core i9-9900K также способна убрать пару градусов.
В итоге для любого процессора есть разумное тепловыделение, и при его превышении какая бы ни была крутая система охлаждения, он все равно будет перегреваться. Поэтому нет смысла ставить к тому же Core i7-8700K трехсекционную систему водяного охлаждения, дабы он стабильно работал на 5 ГГц — вы добьетесь даже лучшего эффекта с простой «башенкой», если проскальпируете его.
Миф №2. Кулер нужно выбирать по TDP процессора
Многие производители кулеров и СВО пишут в характеристиках своего изделия, сколько ватт тепла оно может отвести. Аналогично, Intel и AMD пишут тепловыделение своих процессоров. Поэтому может показаться, что если вторая цифра меньше первой, то такое охлаждение вам подойдет.
Увы — тут есть сразу два заблуждения. Во-первых, реальное тепловыделение процессоров под нагрузкой и тем более разгоном зачастую куда выше, чем пишет производитель. Например, номинальный теплопакет Ryzen 9 3900X — 105 Вт, однако на деле он может потреблять почти в два раза больше, около 180-200 Вт. И если сотню ватт способны отвести даже не самые большие башни, то вот 200 Вт требует уже килограммовых суперкулеров или достаточно продвинутых СВО.
Intel тоже принимает в качестве значения TDP уровень энергопотребления при работе на базовой частоте.
Во вторых— далеко не всегда понятен смысл фразы «кулер может отвести Х ватт тепла». От какого процессора? Например, площадь крышки у 16-ядерного Threadripper почти вдвое больше, чем у 16-ядерного Ryzen, поэтому отводить тепло с нее проще. Плюс непонятно, с какой термопастой кулер сможет отвести указанное число ватт, и таких «но» можно назвать много. К слову, именно поэтому компания Noctua, не указывает, сколько ватт может отвести их решения.
Как же тогда узнать, подойдет вам определенный кулер или нет? Ответ прост — читайте его обзоры и смотрите, на каких тестовых системах его проверяют, после чего делайте логические выводы: к примеру, если кулер справился с Core i7-8700K, то и с более простым Core i5-8600K проблем не будет. И, с другой стороны, если с Ryzen 7 3800X у кулера проблемы, то брать его в пару к Ryzen 9 точно не стоит.
Миф №3. Для игровых ПК обязательно нужна СВО.
Как выглядит навороченный игровой компьютер? Правильно, масса вентиляторов с RGB подсветкой и обязательно система водяного охлаждения, куда же без нее. Однако на деле для подавляющего большинства ПК она просто не нужна.
Как итог — оставьте СВО для рабочих станций, где трудятся монструозные процессоры с парой-тройкой десятков ядер и тепловыделением под три сотни ватт. Собирая систему на домашних сокетах LGA1151 или AM4, переплачивать за водянку смысла нет.
Миф №4. Боксовые кулеры абсолютно не эффективны и их обязательно нужно менять.
В общем и целом, у большинства пользователей сложилось не самое лучшее впечатление о боксовых кулерах: дескать, они не эффективны и не справляются с процессорами, с которыми они идут в комплекте. Однако на деле это совсем не так.
Разумеется, небольшой алюминиевый радиатор с кусочком меди, не справится с Core i9 в разгоне. Но, к примеру, стоковый кулер вполне себе может удерживать температуры 6-ядерного Core i5-8400 в играх на уровне 60-75 градусов — и это при критичных температурах около сотни градусов. Еще лучше дела обстоят с боксовыми кулерами для Ryzen, которых существуют аж три версии.
Так, AMD Wraith Stealth, который поставляется с 4-ядерными Ryzen, вполне справляется с ними даже при небольшом разгоне процессора. А, например, AMD Wraith Prism, который поставляется вместе с Ryzen 7, вообще имеет 4 теплотрубки и показывает себя на уровне башенок за 1000-1500 рублей. Так что не стоит считать боксовые кулеры плохими — если вы не балуетесь разгоном и не нагружаете CPU чем-то сильнее игр, их возможностей вам вполне может хватить.
Миф №5. Жидкий металл всегда эффективнее термопасты
Жидкий металл отличается от термпопаст тем, что у него в разы выше коэффициент теплопроводности, из-за чего, в теории, температуры с ним должны быть ощутимо ниже. Однако на деле это далеко не всегда так. Например, если вы будете использовать вместо хорошей термопасты на крышке процессора жидкий металл, то вы снизите температуру… от силы на 2-3 градуса, а вот если под крышкой (то есть проведете скальпирование), то временами на 15-20 градусов.
Почему так? Все просто: площадь кристалла процессора на порядок меньше площади крышки, соответственно тепловой поток между крышкой и кристаллом оказывается огромным. Поэтому теплопроводности термопасты в этом случае не хватает, и выигрыш от перехода на жидкий металл становится ощутимым. А вот между крышкой процессора и подошвой кулера пятно контакта огромно, и тут уже хватает теплопроводности большинства термопаст, так что тратить жидкий металл тут не стоит.
Миф №6. Использование двух вентиляторов на одном радиаторе кулера существенно снизит температуру процессора.
В последнее время стали достаточно распространены процессорные кулеры с двумя и даже тремя вентиляторами, и, казалось бы, они должны эффективнее гонять воздух и тем самым лучше охлаждать ЦП. На деле все как обычно не так хорошо, как хотелось бы.
Почему? Да потому что воздух, прошедший через одну стойку радиатора, уже несколько нагрет, и второй радиатор будет по сути гнать через вторую стойку радиатора уже теплый воздух. Поэтому даже в случае с топовыми Noctua снижение температуры процессора от второго вентилятора составляет от силы 3-4 градуса, а уж в случае с китайскими «снеговиками» разница еще меньше. С учетом того, что шума такая система будет производить больше, смысла брать двух или трехвентиляторные кулеры немного.
Миф №7. Расположение в корпусе блока питания никак не влияет на температуру его компонентов.
Большинство относительно дорогих корпусов не просто так имеют место под блок питания в нижней части корпуса — в таком случае его вентилятор захватывает холодный наружный воздух. В более простых корпусах блок питания вынужден брать теплый воздух внутри корпуса, что разумеется негативно повлияет на температуры внутри него.
А с учетом того, что обычно в простых сборках используют вместе с не самыми дорогими корпусами и не самые лучшие блоки питания — не нужно мешать последним нормально работать, стоит доплатить буквально несколько сотен рублей и взять корпус нижним расположением БП.
Миф №8. SSD не требуют радиаторов.
Небольшие M.2 накопители становятся все популярнее: они зачастую в разы быстрее обычных SATA SSD, а вот цены на них постоянно снижаются. Однако стоит понимать, что высокие скорости просто так не даются: производители таких накопителей используют мощные многоядерные контроллеры, теплопакет которых составляет единицы ватт.
Как итог, при работе они могут достаточно существенно греться и достигать критических температур, после чего наступает троттлинг и снижение производительности — в общем, все как у обычных процессоров или видеокарт. Так что если вы купили себе дорогой и быстрый Samsung 960 EVO — докупите к нему радиатор на AliExrpess, если такового нет на материнской плате, это позволит ему работать быстрее при большой нагрузке.
Мощные видеокарты всегда стоили дорого, а сейчас, с еще большим ослаблением рубля, цены точно не уменьшатся. Как итог, появляется желание сэкономить и взять видеокарту подешевле, и обычно в данном случае покупают референсные версии, которые максимально дешевые.
Однако зачастую быстро приходит понимание того факта, что охлаждение таких GPU или сильно шумит, или недостаточно эффективно и не позволяет толком разогнать видеокарту. Казалось бы, выхода тут нет: зачастую снизить шум можно только урезав видеокарте теплопакет, что снизит производительность, а для более-менее существенного разгона придется пускать вертушки на 100% оборотов, и играть в таком случае получится только в наушниках.
И не все знают, что выход из этой ситуации есть, и он достаточно прост — а именно можно отдельно купить кастомную систему охлаждения.
Она способная остудить даже горячую GTX 1080 Ti, причем стоит зачастую дешевле, чем разница между референсом и версией видеокарты от стороннего производителя с хорошим охлаждением.
Более того, в продаже встречаются и водоблоки для топовых RTX и AMD RX — такие решения не просто уберут все проблемы с нагревом, но и еще позволят неслабо разогнать видеокарту. В итоге, как видите, референская видеокарта — не приговор, ее почти всегда можно превратить в топовое решение за сравнительно небольшие деньги.
Как видите, мифов про охлаждение компонентов ПК хватает. Знаете какие-нибудь еще? Пишите об этом в комментариях.
Эта работа была прислана на наш "бессрочный" конкурс статей.
Как же хорош был мой старичок P2-350, столько лет надрывавшийся без кулера, но и он захотел на покой. Ставить домой огнедышащего и турбореактивного монстра, чьи звуки меня приветствуют каждый день на работе, как-то не хотелось. Но лучший выбор среди воздушек, легендарный 7000й Zalman, всё равно мерзко жужжит и мешает думать о судьбе Вселенной. Пришлось заняться изучением вопроса на предмет хорошего и бесшумного охлаждения. Ну, вы поняли, о чём я :)
реклама
Ничего нового из практики я не расскажу, так как пока нет реально сделанной водяной системы. А поделюсь я теоретической выжимкой из найденного в интернете и учебниках физики.
Да, сразу поясняю – не принимайте написанное близко к сердцу, если балуетесь старенькими ториками, позапрошлогодними пентюхами и видеокартами дешевле 100$. Любая собранная неважно из чего водянка охладит это старьё с двукратным запасом. Думать головой надо при рассеиваемой мощности от 100Вт.
Эти загадочные сёстры – теплопроводность и теплоёмкость
99.9% юзверов уверены: чем больше – тем лучше, и с пеной у рта обсуждают, чего бы им сегодня залить внутрь. Часто встаёт вопрос о стратегических жидкостях – разных спиртах, так что полагаться на общественное мнение не будем :) Смотрим сюда . У воды вроде как оба теплопараметра на высоте, так что и нечего и думать. Так?
Ставим задачу: ядро 3х3 см выделяет 75 Ватт тепла. Надо найти способ отвода энергии жидкостным агентом. Без водоблока никуда не деться, совершать омовения прохладной водичкой современным процессорам пока строго запрещается. Медный водоблок (теплопроводность ~400 Вт/м*К) быстро прогревается и готов к водным процедурам. Воду – в студию!
МИФ: Чем больше водоблок, тем лучше он охлаждает.
Медь, конечно, хороший теплопроводник, но водоблок прогреется полностью только при отсутствии воды. Он станет хреновеньким радиатором, а потом услышит предсмертные стоны пышущего недетским жаром процессора. В нормальном состоянии 3-5мм медного основания прогреются довольно быстро, но максимально тепловое пятно будет 3 на 3 сантиметра. Края водоблока в грамотной работающей системе остаются при комнатной температуре.
МИФ: У воды большая теплоёмкость и теплопроводность, значит это круто.
Теплоёмкость воды 4200 Дж/кг*К, теплопроводность 0,44 Вт/м*К . Теплопроводность меди, к слову, больше 400 тех же попугаев (уже тревожный звоночек). Известная со школы формула Q = C M dT не даёт покоя водяным кулибиным. Вкачаем в один кубик воды 75 джоулей тепла при разности температур 50 градусов – его температура повысится на полтора десятка градусов. Вода даже не вскипела! Значит, прокачивая кубик в секунду (3.6 литра в час), можно спокойно охлаждать топовые камни, а те кто гонится за тысячелитровыми насосами – просто идиоты?
НЕ-А! Школьная формула верна для стационарного процесса. Вкачаем в кубик меди 75 джоулей тепла, и бросим его в один кубик воды в вакууме (мысленно :). Через бесконечное время сожительства они придут в тепловой баланс и школьная формула заработает. Но это, сынок, фантастика. Объективная реальность больно бьёт по голове талмудом "Термодинамика жидкостей" вкупе с "Методами математической физики".
реклама
ОК, берём другую задачу. Кубик жидкости "стоит" в силовом поле над медным кубиком-лампочкой. Включаем лампочку на 75 ватт. Какое будет распределение температуры через секунду? Томик ММФ наводит нас на уравнение теплопроводности dT/dt = a 2 d 2 T/dx 2 с некими граничными условиями. Пропуская математику, получаем оценку для верхней грани водяного кубика – плюс 0.2 градуса. То есть за секунду сантиметровый слой воды не провёл почти никакого тепла! Замечу, что даже такая грубая оценка указывает на хорошее прогревание лишь ничтожного слоя воды, порядка пары миллиметров. Почему? Потому что у воды ничтожная теплопроводность по сравнению с твёрдыми телами, и довольно высокая теплоёмкость.
На пальцах: разбиваем весь кубик воды на тонкие слои (кстати, хорошее приближение ламинарного потока, о вреде которого ниже!). Первый слой получил ударную дозу в 75 ватт при разности температур 50 градусов. Второй слой через некоторое время получил 70 ватт при разности 45 градусов (между ним и первым слоем). Десятый слой ждал-ждал, но не получил ничего, и тихонько плачет от обиды. Остальные, громко матерясь, идут бить морду Чубайсу. А виновата вода, которая плохо проводит тепло, да ещё и зажимает его в своей бездонной теплоёмкости. И если второе в принципе не так и плохо (мы же отводим тепло от водоблока), то первое удручает.
Выход прост в своей гениальности: надо помочь воде! Вспоминаем школьную физику – теплоперенос бывает трёх видов: теплопередача, конвекция и излучение. По третьему пункту сразу – вам здесь не Фолаут! Первый мы уже попробовали, спасибо, больше не хотим. Конвекция в подогревающейся воде под действием броуновского движения, силы Архимеда и воли Космического Разума конечно есть, но. Но хватит ныть, надо работать. Или искать, кого бы запрячь. О! Насос обыкновенный, одна штука. Заливаем, подключаем – и о чудо, скорость теплопереноса на уровне лучших сортов меди!
МЫСЛЯ: Насос – не игрушка, а жестокая необходимость компенсировать мизерную теплопроводность воды механическим переносом рабочего теплоносителя. Мощно задвинул :)
Причём нам подойдёт не любой насос, а только сравнительно мощный, дающий намного больше кубика в секунду при сечении трубки 1 см 2 . Потому что, вспоминая сказку про слои, первый-то получил 75 ватт, съел 5, а вот куда он отдал ещё 70 – это вопрос тёмный. Какую-то часть он мог и отразить обратно на водоблок, потому что резко насытился до температуры процессора, и, согласно сакраментальному правилу dT, теплообмен прекратился. Правда, правила уже не банального Q=CMdT, а закона Фурье для теплообмена, но смысл тот же, от dT не убежать. Надо крайне оперативненько этот буржуйский первый слой вытеснить холодным с помощью насоса.
МЫСЛЯ: Для любого данного конкретного водоблока теплоотвод прямо пропорционален скорости жидкости.
Для желающих проверить это всё не на школьном уровне, даю наводку – нестационарное однородное уравнение теплопроводности для гидродинамики, случай постоянной скорости, граничное условие на производную со стороны потока тепла. Если руки дойдут поставить Maple, то попробую поделиться выкладками. В принципе, в любом учебнике по ММФ есть решение этой задачи в общем виде. Оценки получаются примерно теми же, что и в простейшем случае статичного кубика – от силы миллиметр теплового слоя.
Какие у нас альтернативы? Смотрим сюда – почти никаких. Вода плоха, но остальное ещё хуже. Ртуть? Жизнь дороже высокотехнологичного куска кремния. Жидкий натрий . Покажите мне насос для 0.01 атмосферы, качающий жидкий натрий по титаново-платиновым трубам и водоблокам. Остальные дадут пару процентов улучшения ценой невероятного гемора с химикатами и давлением. Так что берём дистиллированную воду и не мучаемся. Почему дистиллированную – не знаю, никаких научных, а не высосанных из пальца, доказательств нет. Разве что отложений солей, да живчиков в трубах не будет :)
МИФ: Любой радиатор со свалки будет служить нашим кремниевым друзьям верой и правдой
Популярное мнение, основанное на школьной задаче про обратные процессы. Там водоблок отдаёт, вода принимает. Здесь вода отдаёт, радиатор принимает. Главное, чтоб размера хватило, тогда насосик помощнее – и вперёд к новым гигагерцам. Ведь чем больше скорость – тем лучше теплообмен . Если места не жалко, и ржавый медный антикварный монстр поселился рядом с компом, то не и парьтесь. Но для маленьких радиаторов наступают тяжёлые времена. Увеличив поток в системе, мы отобрали 75 ватт у камня . и вернули ему же. Радиатор рассеял только половину. Снизили поток – радиатор заработал, но процессор задохнулся и мамка его вырубила. Как же так, ведь физика не врёт! И там и там тот же процесс теплообмена. НЕТ!
- Процессор выдаёт 75 ватт водоблоку через теплопередачу
- Водоблок попробовал выдать поверхности воды 75 ватт через теплопередачу
- Вода попробовала 75 ватт принять, аккумулировать и донести до радиатора через конвекцию, теплопередача в самой воде пренебрежимо мала
- Радиатор отобрал у воды немного тепла через теплопередачу
- Радиатор разогнал тепло по своим листам – теплопередача
- Воздух, гонимый кулером, изъял у радиатора тепло с помощью конвекции
Как 3 не равно 4, так и теплопередача – не то же самое, что и конвекция. Вот где собака порылась – существенно разные физические процессы, да и ещё при существенно разных условиях. Камень и водоблок – горячие парни, активные элементы, выдающие 75 джоулей энергии каждую секунду, и норовящих дойти до точки кипения и сделать компьютеру бобо. Радиатор – большой и пассивный, приводимый кулером к комнатной температуре. Фактически, при нормальной работе водянки, радиатор – это термостат с постоянной комнатной температурой. Процессор – активный элемент, да к тому же именно его температуру мы понижаем (если ещё не забыли это в потоке моего сознания :). По-научному: имеем разные граничные условия, "сильное" условие на производную (поток тепла) на маленькой площади теплового пятна в случае процессора, и "слабое" условие на термостатичность радиатора по большой длине трубок внутри него. Хотя уравнение несомненно одно и тоже – физика не врёт, но вот решения прямо противоположные.
Опять же, на пальцах – учитываем dT. Между водоблоком и поверхностным слоем воды разница большая, порядка 30 градусов в непрогретой системе. При работе нормальной системы водичка теплее комнатной ну максимум на градус, т.е. dT возле радиатора на порядок меньше, чем у процессора. Ещё замечание – в пункте 2 мы радовались высокой теплоёмкости воды. Теперь настало трудное время расплаты – вода неохотно делится добычей (вот здесь с хорошей точностью работает Q=CMdT, а точнее чуть более громоздкое уравнение теплового баланса), в отличие от меди.
Нельзя недооценивать вентилятор на радиаторе. Он не охлаждает радиатор! Нормальный радиатор и без вентилятора будет тёпленьким, не более. Вентилятор приводит радиатор к минимальной температуре, тем самым повышая КПД всей системы охлаждения, а именно – делая максимальной разницу температур в системе, между процессором и забортным воздухом. Ведь чем сильнее охлаждается процессор, тем хуже работает водянка – баланс, батенька, баланс. Эстетствующим дебилам предлагаю улучшать охлаждение процессора повышая его температуру, ну а мы пойдём другим путём :)
реклама
ВЫВОД: Качать надо больше, качать надо сильнее. И дуть надо больше, дуть надо сильнее. А будет ли толк – читаем дальше :)
Ещё замечание – данный конкретный водоблок абсолютно одинаково ведёт себя при разной нагрузке, от 10 до 150 Вт. Так что никакого бонуса в охлаждении от перехода к менее мощным процессорам не будет. Смотрим сюда .
Качаем дальше
4 литра в час нам маловата будет! Хотим побольше, побольше – целую тыщу! И прям как на заказ – любая рыбья помпа, если не тысячу, то пару сотен уж точно прокачает. Вот только ехидный вопросец – куда? Ответ простой – вниз. А вверх – уже не тыщу. И даже не девятьсот. А если шланг прицепить, да и его поднять на пару метров, то германоподданный Eheim поднапряжётся и выдаст за час литров 50, а изделие дядюшки Ляо может быть выдавит аж целых 5 литров.
МИФ: Цифрам можно верить
Можно. Но не тем, что написаны на заборе. И не тем, что добрый китаец забавными иероглифами намалевал на коробочке от помпы. Любой нормальный производитель даёт в datashit насоса кривую P/Q – падение производительности при разном гидросопротивлении. А потом народ удивляется, почему же их крутой Eheim 1250 не лучше народного 1048. Таким образом, утверждение предыдущей главы о бонусе в скорости потока остаётся абсолютно верным. Но вот сможет ли насос его обеспечить – вопрос непростой, и требующий расчётов. Либо перестраховаться и купить мощный шумный дачный монстр. За что мы тогда боролись?
МЫСЛЯ: Баланс во всём – вот девиз грамотного оверклокера и к водянке он применим на все 100%.
Гидросопротивление системы – чистое зло, его надо снижать всеми доступными методами. Из простейших – гладкие соединения штуцеров и фиттингов, хорошие трубки минимально возможной длины (лучшие – медицинские, минимум трения плюс гарантированная механическая и тепловая стойкость), плавный канал радиатора, грамотные Y-коннекторы в системе, отсутствие переходов с 10мм на 5мм каналы и наоборот. Если водоблоков несколько, то надо учитывать обратное давление в Y-соединениях – именно поэтому лучше подключать CPU к одной ветке, а чипсет вместе с GPU к другой, чтоб было примерно одинаковое сопротивление (обычно у чипсета небольшой "проходной" водоблок). Сложнее с сопротивлением водоблоков, но это вопрос отдельный. Насчёт труб хочу заметить, что дешёвый материал даёт до 10% потерь потока, что не так и мало. А учитывая, что эти 10% мощности уходят в тепло и греют воду – однозначно бороться и искать, найти и переделать.
МЫСЛЯ: Простой поток водички над тепловой поверхностью недостаточно эффективен
Вполне логично, что гидросопротивление повышается из-за хитрого пути воды в водоблоке. А без хитрого пути в этой жизни никуда. Помните выводы первой части – что нагревается только приграничный слой воды. Очевидное решение – вода должна перемешиваться. Естественный метод – турбулентность. В физике она характеризуется числом Рейнольдса. Для сантиметрового сечения при 30 градусах и потоке 50 л/час оценка R даёт 1737 единиц. Считается, что турбулентность начинается с двух тысяч. Получается, что естественного перемешивания воды недостаточно. Даже для лабиринтного водоблока поток будет низкотурбулентным, особенно в интересующей нас приграничной части. Методов решения масса – травление внутренней поверхности кислотой, создание механических неровностей, впрыск воды вертикально над тепловым пятном. Но самый эффективный конечно же создание водоблока сложной формы, с хорошим перемешиванием придонных слоёв (скоро лето . пора на рыбалку :). Судя по обзорам чужих водоблоков, недостаточно всего лишь делать ребристое дно, а точечные дефекты вообще почти бесполезны. Лучшее решение – монолитная конструкция с небольшими выступающими "турбуляторами". Главное, что надо помнить – сложность и высокое гидросопротивление совсем не гарантируют высокую эффективность. И второе замечание – не стоит надеяться на "эффект радиатора" и делать высоченные штыри или листья. Здесь другая физика, и прибавка в эффективности от этой лишней поверхности будет мизерной.
Что в танке главное?
Отличнейший обзор радиаторов лежит здесь, так что я не буду растекаться мыслью по древу, а скупо прокомментирую. Из первой части статьи стало понятно, что от радиатора требуется высокая площадь контакта с водой, низкая скорость теплоносителя и низкое гидросопротивление тоже неплохо. Смотрим на победителя указанной статьи – с большим отрывом рулит блок от какой-то медицинской хрени фирмы Serck (к огромному сожалению, они не торгуют в розницу вообще, а только поставляют радиаторы сборщикам оборудования). Плоскотрубный – больше площадь контакта, чем у небольшой круглой трубы, но главное многоканальный: это резко снижает сопротивление – параллельное соединение трубок, также как и в школьном законе Ома для резисторов, и скорость потока – тоже почти очевидно, переход от ~1cm 2 к гораздо большему суммарному сечению, меньше поток и соответственно меньше скорость. Качества воздушных элементов радиаторов я не касался, но у данного радиатора и этот пунктик сделан на отлично – плотно набит рёбрами, высокий воздушный объём и низкое воздушное сопротивление. Наш выбор!
Нужно ли чернить радиатор? По разным данным, в пассивном режиме это улучшит теплообмен на 5-15%, так что, думаю, ответ очевиден. Для справки смотрим сюда.
МЫСЛЯ: Очевидно, что систему из нескольких радиаторов надо делать параллельной.
Заканчивая с основными узлами, немного коснусь активного охлаждения радиатора. Без активного охлаждения потребуется реально объёмный и тяжёлый радиатор. Для маленьких и компактных к сожалению нужны вентиляторы, ну, или более изощрённые методы :) Здесь применимы все многолетние технологии обычного воздушного охлаждения. Учитываем сопротивление воздуху, делаем короб-воздуховод (до 40% прироста потока!), берём 120-мм тихий брэндовый кулер – короче, всё как обычно. Если хочется напрягать мозг, то ищем/измеряем сопротивление радиатора, потом ищем в datasheet производителя вентиля кривую давления от потока и считаем, наберётся ли необходимое количество CFH (по-нашенски кубиков в минуту). Немного теории читаем здесь , в частности про последовательное и параллельное включение вентилей.
Из более сложных систем – двухконтурное охлаждение, т.е. радиатор отдаёт тепло не окружающему воздуху, а второму контуру. Например, фонтанирующее охлаждение – фонтанчик во втором контуре вполне эффективно охлаждает радиатор и увлажняет воздух в комнате. Пример эффективной самодельной системы – здесь . Ещё вариант – большой аквариум, только рыбок покупайте теплолюбивых тропических :) И на закуску – криогеника во вторичном контуре, вполне себе разумный вариант для спортсмена-оверклокера.
С радостью буду экспериментировать с холодильниками Пельтье, как только увижу нормальный расчёт с обоснованием такого метода, в сравнении с обычной грамотной водянкой.
Сухой остаток
Водоблок любит быстрый турбулентный поток воды. Радиатор любит медленный и с малым давлением. Гидросопротивление системы в любом случае зло. Активное охлаждение компактного радиатора – хороший способ повысить эффективность всей системы.
Нужен баланс, баланс во всём. Долго думать, аккуратно считать и не скупиться на хорошие компоненты. Ну и раз пошла такая пьянка, то надо делать водяное охлаждение винтов, БП, памяти и мышки :) Надеюсь, в следующей статье это всё уже будет "в железе".
Дмитрий Ножнин (WildMaN)
Ждём Ваших комментариев в специально созданной ветке конференции.
Подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен или telegram-канал @overclockers_news - это удобные способы следить за новыми материалами на сайте. С картинками, расширенными описаниями и без рекламы.
Система водяного охлаждения отводит тепло от нагретых элементов при помощи воды. Жидкость поглощает избыток энергии, проходит через радиатор, где остывает и процесс повторяется. За счет большей теплопроводности относительно воздуха, вода охлаждает быстрее, чем обычный кулер, при этом водяное охлаждение практически бесшумное.
Кому подойдет водяное охлаждение?
Для работы с легкими приложениями, периодического просмотра фильмов и серфинга в Интернете будет достаточно воздушного кулера. Если же вы работаете с графикой, занимаетесь 3D-моделированием, моддингом, разгоном и играете в требовательные игры –охлаждение жидкостью позволит использовать всю мощность ПК по максимуму.
Водоблок на GPU
Водоблоки для видеокарт делятся на два основных типа - водоблок закрывающий только чип и водоблок с полным покрытием, обеспечивающий отвод тепла сразу от всех критически важных компонентов видеоадаптера. Основание таких водоблоков имеет сложную структуру, что способствует более эффективному отводу тепла.
Радиаторы
Радиатор в системе жидкостного охлаждения необходим для отвода тепла из контура охлаждения в атмосферу. Для этого на него как правило устанавливается один или несколько вентиляторов большого диаметра. Размер радиатора определятся мощностью, которую нужно удалить из контура охлаждения.
Кому подойдет водяное охлаждение?
Для работы с легкими приложениями, периодического просмотра фильмов и серфинга в Интернете будет достаточно воздушного кулера. Если же вы работаете с графикой, занимаетесь 3D-моделированием, моддингом, разгоном и играете в требовательные игры –охлаждение жидкостью позволит использовать всю мощность ПК по максимуму.
Водоблок на CPU
Водоблок CPU - это теплообменник, передающий тепло от процессора охлаждающей жидкости. Водоблок для процессора состоит из металлического основания, непосредственно контактирующего с теплораспределителем процессора, и крышки с отверстиями для включения его в контур СВО. Для достижения максимальной производительности внутренняя поверхность основания имеет сложную структуру.
Преимущества водяного охлаждения
Основные плюсы СВО • Непревзойденная эффективность. Температурный режим безупречно стабилен: ресурсоемкая обработка графики, объемное моделирование, огромный объем игровых вычислений – при любых нагрузках исключены перегрев и зависания. • Безопасный оверлокинг. Даже при комплексном разгоне компонентов, система не потеряет своей стабильности. • Снижение шума. Циркуляция жидкости происходит практически беззвучно. При небольших нагрузках можно добиться полной тишины, но и в режиме максимальной загрузки система работает намного тише обычных кулеров. • В корпусе меньше пыли. Пыль засасывается в корпус при работе вентиляторов и может вывести из строя элементы на платах. При водяном охлаждении в системный блок попадает меньше пыли – компьютер прослужит дольше. • Эксклюзивный дизайн компьютера за счет оригинальных идей наших инженеров. В HYPERPC могут превратить стандартный системник в авторский концепт, у которого нет аналогов.
Фитинги
Фитинг (англ. fitting, от fit — прилаживать, монтировать, собирать) — соединительная часть трубопровода, устанавливаемая в местах его разветвлений, поворотов, переходов на другой диаметр, а также при необходимости частой сборки и разборки труб. Фитинги служат и для герметичного перекрытия трубопровода и прочих вспомогательных целей.
Схема водяного охлаждения ПК
Схема водяного охлаждения (СВО) 1. Помпа — насос для поддержания циркуляции жидкости. Без помпы невозможно запустить СВО. 2, 3. Ватерблоки (от англ. waterblock) на центральный процессор и видеокарту — эти теплообменники нужны для передачи тепла от элемента воде. 4. Радиатор, в котором происходит охлаждение воды за счет потока воздуха от вентиляторов. 5. Резервуар — нужен для компенсации избытка давления при расширении жидкости, для удаления воздуха из системы и дозаправки.
Хладоген
Охлаждающая жидкость (хладагент, теплоноситель) предназначена для переноса тепла от водоблоков, нагреваемых компонентами системы, к радиаторам, рассеивающим его в атмосферу. В отличие от обычной воды, специализированные жидкости обладают большей эффективностью и не приводят к коррозии компонентов СЖО. Охлаждающие жидкости могут быть разных цветов, в том числе и с флюоресцентными добавками.
Из чего состоит водяное охлаждение
Контур
Контур систему жидкостного охлаждения представлен трубками или шлангами соединяющими все ее компоненты в единый механизм. Для максимизации эффективности всей СВО крайне важно правильное проектирование контура и наши инженеры вкладывают весь свой многолетний опыт в решение этой задачи. Так же контур может быть одним из ключевых элементов дизайна всей системы.
Резервуар и помпа
Помпа представлет из себя электронный насос обеспечивающий циркуляцию охлаждающей жидкости в контуре системы охлаждения.
Резервуар служит для аккумуляции воздуха из контура охлаждения и обеспечения запаса жидкости. Также он служит для выравнивания давления – это необходимо так как жидкость при нагревании расширяется. Помпа и резервуар могут быть выполнены в виде единого устройства, либо же являться отдельными узлами СЖО.
Читайте также: