PC 用の DIY 水冷システム: 推奨事項とステップバイステップの説明。コンピューターが過熱しています - 冷却する方法自分でできる PC の水冷

PC の組み立てと構成に関しては、さまざまなコンピューターフォーラムやストアで膨大な数の迷信が飛び交っています。それらの中には、約 10 年前に確かに真実だったものもあれば、最初からすでに間違っていたものもあります。そして今日は、システムユニット全体とビデオカードとプロセッサーの両方の冷却システムに関連する神話についてお話します。

誤解 1: クーラー用に付属の放熱グリスを捨てて、通常の放熱グリスを使用する必要がある

はいといいえ。すべてはクーラーのクラスによって異なります。たとえば、通常のアルミニウム製ラジエーターと小型ファンで構成される単純なクーラーの場合、KPT-8 レベルのシンプルなサーマルペーストが提供されます。そして、それ以上は必要ありません。とにかく、そのようなクーラーはせいぜい Core i3 を冷却するだけであり、その熱放散 (約 30 W) を考慮すると、サーマルペーストの熱伝導特性は特別な役割を果たしません。高価なもの（液体金属であっても）を含むサーマルペーストを使用しても、体温が下がるのはせいぜい数度です。つまり、ゲームにはろうそくの価値はありません。一方、同じ Noctua の、5 本の銅ヒートパイプとニッケルメッキを備えた高価なクーラーを使用する場合は、少なくとも Arctic MX-2 レベルの、かなり優れた放熱ペーストが提供されます。したがって、ここでも、サーマルペーストをより優れたもの（または同じ液体金属）に変更すると、温度は再びわずかに下がります。しかしその一方で、このようなクーラーは通常オーバークロック用に使用されるため、数度の温度が重要になる可能性があります。しかし、一般に、供給されている放熱グリスが不良であるというのは誤解であり、その冷却クラスには優れているのです。

誤解 2: 2 つのファンのうち、速度の高い方が効果的です。

非常に面白い迷信ですが、根本的には真実ではありません。ファンの最も重要な特性は、1 分あたりの最大回転数やブレードの形状、さらにはサイズではなく、ファンが作り出す空気の流れ、つまり、ファンが 1 回あたりに送り出す空気の量です。単位時間。この指標が高いほど、ファンの動作効率が高くなります。したがって、ここではファン速度は関係ありません。多くの場合、1000 rpm の 120 mm ファンは、1500 rpm の 80 mm ファンよりも多くの空気流を生成します。したがって、これは明らかな迷信です。2 つのファンのうち、空気の流れが多い方が効果的です。

誤解 3: 銅製ヒートパイプとプロセッサカバーとの直接接触は、カバーとクーラーのアルミニウムベースとの接触よりも優れています。

もうそれほど単純ではありません。まず、このようなクールなベースを見た場合、それを採用すべきではありません。

なぜ？答えは簡単です。ヒートパイプ間に隙間があるため、熱の除去が効果がなく、その結果、接触面積がプロセッサーのカバーの面積よりも大幅に小さくなります。これがタワークーラーであり、通常は「熱い」Core i7 または Ryzen を冷却するために使用されるという事実を考慮すると、クーラーベースとプロセッサーカバーが完全に接触している場合よりも高い温度が得られます (懐疑的な人のために - 移動する場合は ASUS であっても) Nvidia ビデオカードの 900 シリーズから 1000 シリーズまでは、まさにこの理由から、ヒートパイプと GPU クリスタルとの直接接触を拒否しました)。

つまり、アルミベースにヒートパイプを通した方が良いということでしょうか？デザインは次のようになります。

はいといいえ。問題は、2 つの金属 (この場合は銅とアルミニウム) 間の接触点にはある程度の熱抵抗があることです。そして、この抵抗を減らすためには、2 つの金属の接触を可能な限り密にする必要があります (銅管をアルミニウムで完全に囲むか、さらにはんだ付けする必要があります)。この場合、プロセッサカバーとベースの接触が最も完全になり、2 つの金属の接合部での熱伝達が良好になります。

誤解 4 - クーラーとプロセッサーのベースを研磨すると、それらの間の熱伝達が改善される

理論的には、すべてが正しいです。表面が滑らかであればあるほど、隙間が少なくなり、接触が緊密になり、したがって熱伝達が良くなります。しかし、重要なのは、自宅で表面を滑らかにすることは絶対にできないということです。さらに、おそらく、ある場所では多く縫い、他の場所では少なくするため、接触が悪化するだけです（「それはできません）」目で見てうまくトリミングすることが可能です。」）まあ、現代のクーラーはすでに磨かれているので、特別な研削盤を使ってもこれ以上磨くのは難しいでしょう。したがって、この神話は古代人によるものである可能性があります。確かに、クーラーの出現の夜明けには、クーラーの研磨には多くの要望が残されていました。しかし、今はそうではありません。

誤解 5 - 液体金属ははんだと性質が似ているため、可能な場合でも不可能な場合でも使用する必要があります

はい、確かに、液体金属の熱伝導特性は、サーマルペーストの熱伝導特性よりも一桁優れている場合があり、実際にはんだと効率が似ています。しかし、これにはいくつかの重要な特徴があります。まず、電流を伝導します。したがって、それを広げる（というよりもこする）ときは、基板のコンポーネントに付着しないように注意してください。 GPU チップ上の液晶のサーマルペーストを交換するときは、これに特に注意してください。多くの場合、その隣には小さなコンポーネントがたくさんあり、それらのショートがビデオカードの故障につながる可能性があります。

したがって、LM を使用する場合は、同じワニスを使用してボードの近くのすべてのコンポーネントを絶縁します。

そして、液体金属の2つ目の特徴は、ガリウムが含まれていることです。この金属はアルミニウムを破壊することで有名なので、クーラー基板がまさにそのようなものである場合は使用できません。銅、ニッケル、銀などの金属については問題ありません。最後の特徴は、空冷クーラーと一緒に使用するのは無意味であるということです。実際には、優れたサーマルペーストを ZhM に置き換えても、温度は 2 ～ 3 度しか低下しないことがわかっています。しかし、水冷を使用すると、さらに大きな違いが得られます。

誤解 6: 水冷は常に空冷より優れています

理論的にはそうです。水はプロセッサーからラジエーターへ熱を効果的に奪います。ラジエーターの面積は、多くの場合、クーラーよりも優れた水冷クーラーの方が大きくなります。はい、水滴には通常 1 つではなく 2 つのファンがあるため、空気の流れも大きくなります。しかし、Intel の最新のプロセッサでは、カバーの下に「サーモクッション」があり、興味深い効果が観察できます。クーラーを使用すると過熱し、高価な水滴を使用すると過熱することがよくあります。ここでの問題は、プロセッサーのカバーの下にある工場出荷時の粗悪なサーマルペーストでは、クリスタルから 130 ～ 140 W しか除去できないことです。上位 10 コアプロセッサの熱放散が 200 W に近づくことがよくあるという事実を考慮すると (特にオーバークロック中)、熱放散の問題は冷却システムに依存せずに過熱します。これは、熱放散の問題がそれ以前にあるためです。、プロセッサーカバーの下にあります。したがって、水冷システムが常に空冷システムよりも優れているとは限りません。したがって、トップエンドの水冷 Core i9 が負荷時に最大 100 度まで発熱する理由には驚かないでしょう。

誤解 7: ケースクーラーは多ければ多いほど良い

よくある誤解です。インターネットには、オウムの照明が付いた 3 ～ 4 個のクーラーがケースに取り付けられている写真がたくさんあります。実際には、これは役に立たないだけでなく、妨げにもなります。問題は、どのケースも密閉されたかなり狭い空間であり、クーラーを使用するとその中に一定の空気の流れが生じることです。また、クーラーがたくさんあって、しかも風向きがバラバラだと、ケース内で風地獄が起こり、最終的には温風がうまく排出されなくなることもあります。したがって、クーラーを2つだけ取り付けるのが最善ですが、正しくは、フロントパネルでは送風のために機能し、後部では送風のために機能します。すると、ケース内に 1 つのきれいな空気の流れが形成されます。

さらに、噴射用冷却器の空気流量と排気用冷却器の空気流量が等しくなければならないことを考慮する価値があります。疑問が生じます。なぜ前面パネルに吹き込みクーラーがあり、背面に吹き出しクーラーがあり、その逆がないのですか? 答えは簡単です。通常、システムユニットの背面は前面よりも埃が多いからです。そのため、背面カバーの吹き込み式クーラーは単にケース内に埃を吸い込むことになり、これは良くありません (そうです、それが唯一の理由であり、プロセッサーのファンがその方向に回転しているということではありません)。

誤解 8 - 負荷がかかっている場合、冷却効果を高めるためにファン速度を最大に設定する方が良い

理論的には、繰り返しますが、すべてが正しいです。回転数の増加 > 空気の流れの増加 > ラジエーターからの熱の除去効率の向上 > プロセッサーの温度の低下。ただし、実際には、最大ファン速度と最大速度の半分の速度でのプロセッサ温度の差は、多くの場合、わずか数度です。なぜこうなった？答えは簡単です。空気は最適な冷却剤ではないため、空気流量が多いほど増加は少なくなります。そのため、多くの場合、ファン速度を最大値の 50 ～ 70% に設定して、静音性と温度のバランスを適切に保つことができます。

ご覧のとおり、通説はたくさんあるので、PC を組み立てるときは注意してください。一見論理的に見える結論が完全に間違っている場合もあります。

誰が何と言おうと、多くのユーザーはパーソナルコンピューターの冷却システムの改善を考えたことがあるでしょう。そして主な基準に加えて、 温度の低下コンポーネントはもちろん、 ノイズ減少. 水冷システム効率的な冷却を実現し、騒音レベルを大幅に低減するための最良のオプションです。しかし、単純なコンピューターマニアを怖がらせ、彼の大切な目標である価格を達成することを妨げる重大な欠点が 1 つあります。
はい、工場システムの価格は考えられるすべての限界を大幅に超えていますが、水冷システムのすべてのコンポーネントを詳しく見て、最小限の費用で実際に動作する同様のシステムを作成してみましょう。

SVO Zalman RESERATOR 2の価格は$340から。同じ「実質」価格で便利でコンパクトな外部システム。

ラジエーター有名企業とは美しさとコンパクトさが異なり、ケースにファンを取り付けるシステムがすでに装備されています。価格は50ドルから。

プロセッサー ウォーターブロックプロセッサーからの熱伝達を向上させる銅ベースと、さまざまなソケットへの取り付けに便利です。

同じ銅ベースの最もシンプルなウォーターブロック。この商品の価格は「常緑樹」25本からとなります。

ウォーターポンプ- システムの主要コンポーネントの 1 つであり、それがなければ水はどこにも流れず、何も冷却されません。ポンプには水中ポンプと外部ポンプの 2 種類があります。外付けのものは高価ですが、追加のタンクは必要ありません。価格は 45 ドルから…境界を設定するのは少し難しいです。

膨張タンク- システム全体を簡単に充填して空気を除去できるコンポーネント。利点に加えて、欠点も 1 つあります。それは、漏れのリスクが追加され、システムユニットのコンポーネントが故障する可能性があることです。価格は20ドル以上。
単純に計算すると、140ドルに消耗品の10〜20ドルを加えた、完全なセットの合計150〜160ドルのきちんとした金額が得られます。この金額は非常に多額であり、システムユニットの他の要素 (ビデオカード、ノースブリッジとサウスブリッジ、RAM など) を冷却するために追加コストが必要になることを考えると、さらに金額が増加し、200 ドルを少し超える可能性があります。
水冷の代わりに、効率的な空冷システムや受動的冷却システムを使用することもできます。しかし、高品質の空冷システムのコストにも多くの要望が残されていますが、パッシブ冷却システムと同様に、ほとんどの場合、かなりのサイズと重量になるため、追加の締め付けや固定が必要になりますが、それ自体は重要ではありません。とても便利。
作成に進みましょう SVO。まず、何を冷却するのか、そして最終的に何を取得したいのかを決める必要があります。このケースで最も多くの熱を発生し、冷却が必要な主なコンポーネントは、もちろん、プロセッサーとビデオカードです (アイドル時はそれぞれ 45 度、70 度)。ビデオカードにはパッシブ冷却システムが装備されており、70度は多すぎますが、まだウォーターブロックを設置せず、近い将来に設置することが決定されました。（これについては次回の記事で必ず書きます）。
水冷の必要性を判断するもう 1 つの基準は、標準システムから発せられる騒音です。ここには、プロセッサ、ビデオカード、電源、サウスブリッジ、その他の要素など、多くのオプションがあります。システムを電源に設置するのは非常に複雑な作業であるため、新しい電源を変更しないことにしました (古い電源は、まさにこのシステムを設置しようとして失敗した犠牲者でした)。
したがって、主な主要なテスト対象は Athlon 64 X2 3600+ プロセッサであると決定し、水冷システムの製造に直接進みます。
最も難しいものから始めましょう ウォーターブロック。主な問題は、それが作られる材料にあります。幸運にも直径 40 mm の銅製の丸材を見つけることができました。このデザインは熱伝達の点で最も効率的ではありませんが、手持ちのものでウォーターブロックを作成し、それをウォーターブロックに変更することにしました。より成功するオプション。

銅の加工は簡単な作業ではないので、これらの部品の製造に尽力してくれた友人のターナーに特に感謝します。壊れたカッターは最初の年金で間違いなくプレゼントします)))
継手はホームセンターで購入し、その直径に基づいて PVC ホースも購入しました。

ウォーターブロックを組み立てるとこんな感じになります。完全に密閉するために、蓋は 0.5 kW のはんだごてを使用して「ガラス」にはんだ付けされ、フィッティングは瞬間接着剤 (シアクリラン) で接着されました。当初、継手はシリコンシーラントで密閉されていましたが、期待に応えられず、漏れ始めました。

プロセッサーの表面と直接接触しているウォーターブロックの下部は、この状態では明らかに適切ではないため、さらにサンディングして磨く必要がありました。

これでウォーターブロックの準備は完了です。プロセッサのサイズが40 x 40 mmであるため、直径は40 mm弱で、完全にはカバーできません。しかし、これは怖いことではありません。放熱プレートの下に隠れているプロセッサコアのサイズはわずか約 16 x 16 mm であり、ウォーターブロックが覆われていない部分は私たちにとって特別な役割を果たしません。

次のステップは、 ウォーターポンプ。ここではすべてが非常に簡単です。「ウォーターワールド」などの名前の店に行きます。またはあなたの裁量で他の店に行きます。主なことは、水族館用のフィルターを販売していることです。最大のパフォーマンスと圧力を実現するフィルターを選択します。私たちは、アトマン社が製造した水深 0.85 メートル、最大生産性 600 リットル/時間の潜水艦のコピーに遭遇しました。もちろん、そのようなパラメータについて話す価値はありませんが、250〜280リットル/時間で十分です。

費用はわずか9ドルでした。次にポンプを社外品にして振動をなくす必要がありました。ここでもフィッティングが 2 つ必要でしたが、

圧力管と吸込管にぴったりとフィットするように、エッジがわずかに研磨されています。

ウォーターブロックと同様に、フィッティングはシアクリランで接着されています。

いくつかの簡単な操作の後、水中ポンプは外部ポンプに変わりました。振動の問題は未解決のままです。

底部のゴム製吸盤を取り外し、プレートをネジで固定します。プレートを大きな孔の発泡ゴムに接着し、それを底板に接着します。

フィルターから外した吸盤に底板を取り付けていきます。
ポンプをオンにして聞きます-沈黙と実質的に振動はありません（水を使用するとさらに静かになります）。別の問題が解決されました。どうぞ。
ラジエーター– ほぼすべての車の暖房システムが適しています。もちろん銅製のものを購入するのが理想的ですが、価格は 20 ドルからです。中古品を探すことはできますが、漏れないという保証は誰もしてくれません。当初、GAZ-66車の「ストーブ」からラジエーターを見つけましたが、一日中はんだ付けして穴を増やした後、新しいものを購入することにしました。

VAZ 2101-07 の暖房システムラジエーターを自動車部品店で購入しました。

確かに、それはアルミニウムの管で作られていますが、10ドルというコストが大きな役割を果たしました。

ラジエターのサイドパーツはプラスチック製です。一見したところ、強度にはあまり期待できませんが、システム内に圧力はほとんどかかりません。重要なことは、ラジエーターがその主なタスクである冷却に対処することです。

金具の取り付けも問題ありませんでした。穴を少し開けたら、プラスチックにネジを切りながら、継手をねじ込むだけです。

信頼性をさらに高めるために、フィッティングは密閉されています。

膨張タンク– ラジエーターは水平位置に設置され、上部フィッティングの上にあるチューブは水で完全に満たされないため、この部分を完全に放棄することにしました。膨張タンクの役割を果たします。
追加の空気の流れがないとプロセッサーの温度を許容範囲内に保つことができないため、ラジエーターの冷却を忘れないでください。私たちの場合、少し先を見据えて、低電源 (3V) で動作する 120 mm クーラー 1 つで十分であることが判明し、ノイズはまったく発生しませんでした。
システムを完全に組み立てて燃料を補給しましょう。システム内の水位の充填と監視を容易にするために、垂直チューブの付いたティーが回路に挿入されました。将来的には、このティーは取り外され、燃料補給は上部のラジエーターフィッティングを通じて行われる予定です。このシステムには、水中の生物の出現を防ぐ少量の石鹸を加えた蒸留水が補充されました。

完成した組み立てられたシステムは次のようになります。補充は非常に簡単です。垂直チューブに水を注ぎ、ポンプをオンにして、空気が完全に抜けるまで徐々に水を加えます。チューブにマークを付け、システムを数日間、できれば 1 週間稼働させて、気密性と信頼性を完全に検証します。
それでは、まとめてみましょう結果。 25 ドル強を費やして、事実上騒音を発生させず、十分なパフォーマンスを維持しながら、プロセッサーを冷却する冷却システムを組み立てました。この予備により、将来ビデオカードと電源に追加のウォーターブロックを取り付けることができるようになり、コンポーネントをわずかにオーバークロックすることもできるようになる可能性があります。
次の記事では、これらすべてについて、および限界を超えずにシステムユニットに SVO を取り付けることについて書いていきます。

コンピュータで最もエネルギーを消費する部分はプロセッサであり、特に周囲温度が高い場合には、発生した熱エネルギーを除去することが緊急の課題となります。動作の安定性と耐久性だけでなく、そのパフォーマンスもプロセッサの加熱温度に依存しますが、プロセッサメーカーは通常、この温度について沈黙しています。

大多数のコンピューターでは、プロセッサ冷却システムは基本的な物理法則を無視するように設計されています。プロセッサーのラジエーターから出る熱気をクーラーが吸い込むのを防ぐスクリーンがないため、システムクーラーは短絡モードで動作します。その結果、プロセッサ冷却システムの効率は 50% を超えることはありません。さらに、システムユニット内の他のコンポーネントやアセンブリによって加熱された空気によって冷却が行われます。

場合によっては、追加のクーラーがシステムユニットの後壁に取り付けられることがありますが、これは最良の解決策ではありません。追加のクーラーは、電源クーラーと同様に、システムユニットから環境に空気を送り込むように機能します。その結果、両方のクーラーが別々に動作する場合、つまり一方がシステムユニットに空気を吸い込み、もう一方が空気を押し出すと、両方のクーラーの効率が大幅に低下します。その結果、追加の電力が消費され、最悪の場合、追加の音響ノイズが発生します。

プロセッサ冷却システムの提案された設計には上記の欠点がなく、実装が容易で、プロセッサとその結果としてマザーボードの他のコンポーネントに高い冷却効率を提供します。このアイデアは新しいものではなく単純であり、プロセッサーのラジエーターを冷却するための空気はシステムユニットの外側、つまり部屋から取り入れられます。

ブランドの古いシステムユニットの冷却システムの設計を見つけたとき、コンピューターのプロセッサーの冷却システムを改善することにしました。

残っているのは、この部品をシステムユニットに固定し、プロセッサークーラーに接続することだけです。パイプの長さが足りないため、ポリエチレンテープを撚ってチューブ状にしてパイプを長くする必要がありました。チューブの直径は、プロセッサークーラー本体にしっかりとフィットすることを考慮して選択されました。テープの剥がれを防ぐため、ホッチキスを使用して金属金具で固定します。

システムは、セルフタッピングネジを備えた自作の 2 つのコーナーを使用してシステムユニットの後壁に固定されます。コーナーの辺の長さにより、クーラーの中心に対する正確な位置決めが実現されます。

このシンプルな設計により、システムユニットからプロセッサ冷却システムへの熱気の流れを実質的に排除することが可能になりました。

私のシステムユニットのカバーにはすでに穴が開いていたので、作業が簡単になりました。しかし、自分で穴を開けるのは難しくなく、クーラーの中心点をサイドカバーに投影し、コンパスを使ってチューブの直径より少し小さい円を描く必要があります。直径 2.5 ～ 3 mm のドリルを使用して、穴の円周線の全長に沿って 3.5 mm 刻みで穴あけします。穴あけポイントにはコアで事前にマークを付ける必要があります。次に、直径 4 mm のドリルでドリルで穴を開けます。できた穴の端を丸ヤスリで仕上げます。残っているのは装飾グリルを取り付けることだけですが、必須ではありません。

ペットボトルをエアダクトとして使用することもできます。適切な直径がない場合は、より大きな直径を取り、縦に切って糸で縫います。ここでは高い気密性は必要ありません。小さなネジでチューブをクーラー本体に直接固定することもできます。主なことは、プロセッサ冷却システムに外部から空気を供給することです。

温度測定により、Pentium 2.8 GHz プロセッサー用に作成された冷却システムの効率が高いことがわかりました。プロセッサー負荷 10%、周囲温度 20°C では、プロセッサー温度は 30°C を超えず、ヒートシンクに触れると冷たかったです。同時に、クーラーは最低速度でラジエーターを効果的に冷却しました。

水冷システムは、高温になったコンピューターコンポーネントから熱を除去する非常に効率的な手段として長年使用されてきました。

冷却の質はコンピューターの安定性に直接影響します。過剰な熱によりコンピューターがフリーズし始め、過熱したコンポーネントが故障する可能性があります。高温は要素ベース (コンデンサー、超小型回路など) に有害であり、ハードドライブの過熱はデータの損失につながる可能性があります。

コンピューターのパフォーマンスが向上するにつれて、より効率的な冷却システムを使用する必要があります。空冷システムは伝統的なものと考えられていますが、空気は熱伝導率が低く、大量の空気流により多くの騒音が発生します。強力なクーラーはかなり大きな騒音を発しますが、それでも許容範囲内の効率を提供します。

このような状況では、水冷システムの人気が高まっています。空冷に対する水冷の優位性は、熱容量 (水では 4.183 kJ kg -1 K -1、空気では 1.005 kJ kg -1 K -1) と熱伝導率 (水では 0.6 W/(m K)、空気の場合は 0.024 ～ 0.031 W/(m K))。したがって、他のすべての条件が同じであれば、水冷システムは常に空冷システムより効率的です。

インターネット上では、大手メーカーの既製の水冷システムに関する資料や、自家製の冷却システムの例 (一般に、後者の方が効率的です) に関する資料が数多く見つかります。

水冷システム (WCS) は、熱を伝達する冷却剤として水を使用する冷却システムです。熱を空気に直接伝達する空冷とは異なり、水冷システムでは熱は最初に水に伝達されます。

SVOの動作原理

コンピューターを冷却するには、加熱されたコンポーネント (チップセット、プロセッサーなど) から熱を取り除き、放散する必要があります。従来の空気冷却器には、これらの機能の両方を実行するモノリシックラジエーターが装備されています。

SVO では、各部分が独自の機能を実行します。水ブロックは熱を除去し、他の部分は熱エネルギーを放散します。 SVO コンポーネントの接続の概略図を以下の図に示します。

ウォーターブロックは回路に並列または直列に接続できます。同一のヒートシンクがある場合は、最初のオプションが推奨されます。これらのオプションを組み合わせてパラレル/シリアル接続を行うこともできますが、最も正しい方法は、ウォーターブロックを順番に接続することです。

熱の除去は次のスキームに従って行われます。液体はリザーバーからポンプに供給され、さらに PC コンポーネントを冷却するユニットに送られます。

この接続の理由は、最初の水ブロックを通過した後の水のわずかな加熱と、チップセット、GPU、および CPU からの効果的な熱除去です。加熱された液体はラジエーターに入り、そこで冷却されます。その後、タンクに戻り、新しいサイクルが始まります。

設計上の特徴に応じて、SVO は 2 つのタイプに分類できます。

冷却剤は、別個の機械ユニットの形をしたポンプを介して循環します。
液相と気相を通過する特殊な冷媒を使用するポンプレスシステム。

ポンプ付き冷却システム

その動作原理は効率的かつシンプルです。液体 (通常は蒸留水) は、冷却されたデバイスのラジエーターを通過します。

構造のすべてのコンポーネントは、フレキシブルチューブ（直径6〜12 mm）によって互いに接続されています。液体は、プロセッサーやその他のデバイスのラジエーターを通過して熱を受け取り、チューブを通って熱交換器のラジエーターに入り、そこで冷却されます。システムは密閉されており、液体は常に内部を循環します。

このような接続の例は、CoolingFlow の製品を使用して示すことができます。ポンプと液体用のバッファタンクを組み合わせたものです。矢印は冷たい流体と熱い流体の動きを示しています。

ポンプレス水冷

ポンプを使用しない液冷システムもあります。これらは蒸発器の原理を利用し、冷却剤の移動を引き起こす方向性のある圧力を生成します。沸点の低い液体が冷媒として使用されます。進行中のプロセスの物理現象を以下の図に示します。

最初は、ラジエーターとラインは完全に液体で満たされています。プロセッサーのヒートシンクの温度が一定の値を超えると、液体は蒸気に変わります。液体が蒸気に変わるプロセスで熱エネルギーが吸収され、冷却効率が向上します。熱い蒸気が圧力を発生させます。蒸気は、特別な一方向バルブを通って、一方向にのみ排出され、熱交換器 - 凝縮器のラジエーターに流入します。そこで、蒸気が冷たい液体をプロセッサーのヒートシンクに移動させ、冷却されると液体に戻ります。したがって、ラジエーターの温度が高い間、液体と蒸気は閉じたパイプラインシステム内を循環します。このシステムは非常にコンパクトであることがわかります。

このような冷却システムの別のバージョンも可能です。たとえば、ビデオカードの場合です。

グラフィックスチップのラジエーターには液体蒸発器が組み込まれています。熱交換器はビデオカードの側壁の隣にあります。構造は銅合金で作られています。熱交換器は高速（7200 rpm）遠心ファンによって冷却されます。

SVO コンポーネント

水冷システムは、必須およびオプションの特定のコンポーネントのセットを使用します。

SVO の必須コンポーネント:

ラジエーター、
フィッティング、
ウォーターブロック、
ウォーターポンプ、
ホース、
水。

給水システムのオプションのコンポーネントは、温度センサー、貯水池、排水バルブ、ポンプとファンのコントローラー、二次水ブロック、インジケーターとメーター (流量、温度、圧力)、混合水、フィルター、バックプレートです。

必要なコンポーネントを見てみましょう。

ウォーターブロックは、加熱された要素 (プロセッサ、ビデオチップなど) から水に熱を伝達する熱交換器です。銅製のベースと、一連の留め具を備えた金属製のカバーで構成されています。

ウォーターブロックの主な種類: プロセッサー、ビデオカード用、システムチップ (ノースブリッジ)。ビデオカードのウォーターブロックには、グラフィックスチップのみをカバーするもの (「GPU のみ」) と、すべての発熱体をカバーするフルカバーの 2 つのタイプがあります。

ウォーターブロック Swiftech MCW60-R(GPU のみ):

ウォーターブロック EK ウォーターブロック EK-FC-5970(フルカバー):

伝熱面積を増やすために、マイクロチャネルとマイクロニードル構造が使用されます。性能がそれほど重要でない場合、ウォーターブロックは複雑な内部構造を持たずに作られています。

チップセットウォーターブロック XSPC X2O デルタチップセット:

ラジエーター。 SVO では、ラジエーターは水ブロック内の水から空気に熱を伝達する水空気熱交換器です。 SVO ラジエーターには、パッシブ (ファンレス) とアクティブ (ファンによって送風される) の 2 つのサブタイプがあります。

このタイプのラジエーターは効率が低いため、ファンレスのものは非常にまれに見つかります (たとえば、Zalman Reserator エアコンなど)。このようなラジエーターは多くのスペースを占有し、改造されたケースに取り付けることも困難です。

パッシブラジエーター Alphacool Cape Cora HF 642:

アクティブラジエーターは効率が良いため、水冷システムではより一般的です。静音ファンまたは静音ファンを使用すると、空気冷却器の静音または静音動作を実現できます。これらのラジエーターにはさまざまなサイズがありますが、通常は 120mm または 140mm ファンのサイズの倍数で作られています。

ラジエーター Feser X-Changer トリプル 120mm エクストリーム

コンピューターケースの後ろの SVO ラジエーター:

ポンプは電動ポンプであり、給水システム回路内の水の循環を担当します。ポンプは 220 ボルトまたは 12 ボルトで動作します。空調システム用の特殊なコンポーネントがほとんど販売されていなかったときは、220 ボルトで動作する水槽用ポンプが使用されていました。ポンプをコンピュータと同期してオンにする必要があるため、いくつかの問題が発生しました。この目的のために、コンピュータの起動時にポンプを自動的にオンにするリレーが使用されました。現在では、12 ボルトで動作する、コンパクトなサイズと優れた性能を備えた特殊なポンプが登場しています。

コンパクトポンプレイン DDC-1T

最新のウォーターブロックは水圧抵抗係数がかなり高いため、水族館のポンプでは最新のウォータークーラーをフル稼働させることができないため、特殊なポンプを使用することをお勧めします。

ホースまたはチューブも、水がコンポーネントからコンポーネントへと流れる水処理システムの必須コンポーネントです。ほとんどの場合、PVC ホースが使用されますが、場合によってはシリコンが使用されます。ホースのサイズは全体的なパフォーマンスに大きな影響を与えません。細すぎる (8 mm 未満) ホースを使用しないことが重要です。

蛍光Feser管:

継手は、ホースを給水コンポーネント（ポンプ、ラジエーター、ウォーターブロック）に接続するための特別な接続要素です。フィッティングは、SVO コンポーネントにあるネジ穴にねじ込む必要があります。あまり強くねじ込む必要はありません（レンチは必要ありません）。ゴム製のシールリングにより気密性が確保されます。ほとんどのコンポーネントは付属品なしで販売されています。これは、ユーザーが希望のホースの継手を選択できるようにするために行われます。最も一般的なタイプの継手は、コンプレッション (ユニオンナットを使用) とヘリンボーン (継手を使用) です。継手は真っ直ぐで角度があります。継手はネジの種類によっても異なります。コンピュータの SVO では、G1/4 インチ規格のスレッドがより一般的ですが、G1/8 インチや G3/8 インチのスレッドはそれほど多くありません。

コンピューターの水冷:

Bitspower のヘリンボーンフィッティング:

Bitspower 圧縮継手:

水も SVO の必須成分です。蒸留水（蒸留により不純物を除去したもの）を補充するのが最善です。脱イオン水も使用されますが、蒸留水と大きな違いはなく、製造方法が異なるだけです。さまざまな添加剤を含む特別な混合物または水を使用できます。ただし、水道水やボトル入りの水を飲料水として使用することはお勧めできません。

オプションのコンポーネントは、それなしでも SVO が確実に動作し、パフォーマンスに影響を与えないコンポーネントです。これらにより、SVO の操作がより便利になります。

リザーバー (膨張タンク) は、ほとんどの水冷システムに存在しますが、水冷システムのオプションのコンポーネントとみなされます。リザーバーシステムは補充がより便利です。貯水池内の水の量は重要ではなく、水処理システムの性能には影響しません。タンクの形状もいろいろあり、設置のしやすさから選んでいます。

Magicool チューブラータンク:

排水栓は給水系回路内の水を排水するのに便利です。通常は閉じており、システム内の水を排水する必要があるときに開きます。

クーランス排水栓：

センサー、インジケーター、メーター。防空システム用のさまざまなメーター、コントローラー、センサーが数多く製造されています。その中には、水温、圧力、水流の電子センサー、ファンの動作を温度と調整するコントローラー、水の動きのインジケーターなどが含まれます。圧力センサーと水流センサーは、給水システムのコンポーネントをテストするように設計されたシステムでのみ必要です。これは、この情報は平均的なユーザーにとってまったく重要ではないためです。

AquaCompute の電子流量センサー:

フィルター。一部の水冷システムには回路内にフィルターが組み込まれています。システムに侵入したさまざまな小さな粒子 (ほこり、はんだの残留物、堆積物) を濾過して除去するように設計されています。

水添加剤およびさまざまな混合物。水以外にも、各種添加剤を使用することができる。腐食から保護するように設計されているものもあれば、システム内でのバクテリアの増殖や水の変色を防ぐように設計されているものもあります。また、水、防食添加剤、染料を含む既製の混合物も製造します。水処理システムの生産性を向上させる既製の混合物がありますが、それらによる生産性の向上はわずかしかありません。水ベースではないが、特殊な誘電性液体を使用する水処理システム用の液体を見つけることができます。このような液体は電気を通さないので、PC コンポーネントに漏れてもショートを引き起こすことはありません。蒸留水も電流を通しませんが、こぼれて PC の埃っぽい部分に付着すると、導電性を示す可能性があります。十分にテストされた SVO は漏れがなく、十分な信頼性があるため、誘電性の液体は必要ありません。添加剤の指示に従うことも重要です。過剰に注ぐ必要はありません。これは悲惨な結果につながる可能性があります。

緑色蛍光染料:

バックプレートは、ウォーターブロック固定によって生じる力からマザーボードまたはビデオカードの PCB を解放し、PCB の曲がりを軽減して破損のリスクを軽減するために必要な特別な取り付けプレートです。バックプレートは必須のコンポーネントではありませんが、SVO では非常に一般的です。

Watercool のブランドバックプレート:

二次水ブロック。場合によっては、発熱の低いコンポーネントに追加の水ブロックが取り付けられることがあります。これらのコンポーネントには、RAM、パワートランジスタ、電源回路、ハードドライブ、サウスブリッジが含まれます。水冷システムのこのようなコンポーネントのオプションは、それらがオーバークロックを改善せず、追加のシステム安定性やその他の顕著な結果を提供しないことです。これは、そのような要素の発熱が低いことと、それらに水ブロックを使用することが効果がないためです。このようなウォーターブロックを設置することのプラスの面は、外観としか言えませんが、デメリットは、回路内の油圧抵抗が増加し、それに応じてシステム全体のコストが増加することです。

EK Waterblocks のマザーボード上のパワートランジスタ用ウォーターブロック

CBO の必須およびオプションのコンポーネントに加えて、ハイブリッドコンポーネントのカテゴリもあります。 1 つのデバイスで 2 つ以上の CBO コンポーネントを表すコンポーネントが販売されています。そのようなデバイスの中には、ポンプとプロセッサーウォーターブロックのハイブリッド、内蔵ポンプとリザーバーを組み合わせた空気冷却器用のラジエーターなどが知られています。このようなコンポーネントは占有スペースを大幅に削減し、設置がより便利になります。ただし、このようなコンポーネントはアップグレードにはあまり適していません。

給湯システムの選択

CBO には、外部、内部、組み込みの 3 つの主なタイプがあります。これらは、コンピュータケースに対する主要コンポーネント (ラジエーター/熱交換器、リザーバー、ポンプ) の位置が異なります。

外部水冷システムは別個のモジュール (「ボックス」) の形式で作成され、PC ケース自体のコンポーネントに取り付けられたウォーターブロックにホースを使用して接続されます。外部水冷システムのハウジングには、ほとんどの場合、ファン付きのラジエーター、リザーバー、ポンプが含まれており、場合によってはセンサー付きのポンプ用電源も含まれています。外部システムの中でも、Reserator ファミリの Zalman 水冷システムはよく知られています。このようなシステムは別個のモジュールとしてインストールされ、その利便性は、ユーザーが自分のコンピュータのケースを修正または変更する必要がないという事実にあります。唯一の不便な点はそのサイズであり、たとえ短い距離であっても、たとえば別の部屋にコンピュータを移動することがさらに難しくなります。

外部パッシブ CBO Zalman Reserator:

内蔵冷却システムはケースに組み込まれており、ケースと一緒に販売されます。このオプションは、SVO 全体がすでにハウジングに取り付けられており、外側にかさばる構造がないため、最も使いやすいです。このようなシステムの欠点としては、コストが高いことと、古い PC ケースが役に立たなくなることが挙げられます。

内部水冷システムは完全に PC ケースの内側に配置されています。場合によっては、内部冷却システムの一部のコンポーネント (主にラジエーター) がケースの外面に取り付けられることがあります。内部防空システムの利点は持ち運びの容易さです。輸送時の液抜きの必要がありません。また、内部 SVO をインストールする場合、ケースの外観が損なわれることはなく、改造する場合、SVO はコンピュータのケースを完璧に装飾することができます。

オーバークロックされたオレンジプロジェクト:

内部水冷システムの欠点は、取り付けが難しく、多くの場合シャーシの変更が必要になることです。また、内部の SVO により体に数キログラムの重量が加わります。

SVOの計画と設置

水冷は空冷とは異なり、設置前に計画を立てる必要があります。結局のところ、液体冷却には考慮しなければならない制限がいくつかあります。

設置中は常に利便性を念頭に置く必要があります。 SVO およびコンポーネントをさらに使用する際に問題が発生しないように、空き領域を残しておく必要があります。水チューブがハウジング内およびコンポーネント間を自由に通過する必要があります。

また、液体の流れは何によっても制限されるべきではありません。冷却剤が各ウォーターブロックを通過すると、冷却剤が加熱されます。この問題を軽減するために、並列冷却経路を備えた回路が検討されています。このアプローチにより、水の流れにかかるストレスが軽減され、各コンポーネントの水ブロックは他のコンポーネントによって加熱されない水を受け取ります。

Koolance EXOS-2 キットはよく知られています。 3/8 インチの接続チューブで動作するように設計されています。

CBO の場所を計画するときは、まず簡単な図を描くことをお勧めします。紙に図面を書いたら、実際の組み立てと設置を開始します。システムのすべての部品をテーブル上に配置し、必要なチューブの長さをおおよそ測定する必要があります。短くしすぎず、余裕を持たせてカットするのがおすすめです。

準備作業が完了したら、ウォーターブロックの設置を開始できます。プロセッサーの後ろのマザーボードの裏側には、プロセッサーの Koolance 冷却ヘッドを固定するための金属ブラケットがあります。この取り付けブラケットには、マザーボードとの短絡を防ぐためにプラスチック製のガスケットが付いています。

次にマザーボードのノースブリッジに取り付けられているヒートシンクを取り外します。この例では、チップセットがパッシブラジエーターを使用して冷却される Biostar 965PT マザーボードを使用しています。

チップセットヒートシンクを取り外すときは、チップセットのウォーターブロック固定要素を取り付ける必要があります。これらの要素を取り付けた後、マザーボードを PC ケースに戻します。新しい放熱ペーストを薄い層で塗布する前に、プロセッサとチップセットから古い放熱ペーストを必ず取り除いてください。

この後、ウォーターブロックがプロセッサーに慎重に取り付けられます。強く押し付けないでください。力を加えるとコンポーネントが損傷する可能性があります。

次に、ビデオカードでの作業が行われます。既存のラジエーターを取り外し、ウォーターブロックに交換する必要があります。ウォーターブロックを取り付けたら、チューブを接続し、ビデオカードを PCI Express スロットに挿入できます。

すべてのウォーターブロックを取り付けたら、残りのすべてのパイプを接続する必要があります。最後に接続するのは、SVO の外部ユニットにつながるチューブです。水の流れの方向が正しいことを確認してください。冷却された液体は最初にプロセッサーの水ブロックに流れ込む必要があります。

これらの作業がすべて完了したら、タンクに水を注ぎます。タンクは説明書に指定されているレベルまでのみ充填してください。すべての留め具を注意深く監視し、漏れのわずかな兆候があれば、すぐに問題を解決してください。

すべてが正しく組み立てられており、漏れがない場合は、冷却剤をポンプで注入して気泡を取り除く必要があります。 Koolance EXOS-2 システムの場合、マザーボードに電力を供給せずに、ATX 電源の接点を短絡し、ウォーターポンプに電力を供給する必要があります。

しばらくこのモードでシステムを動作させた後、コンピューターを慎重に一方向または反対方向に傾けて気泡を取り除きます。すべての気泡が抜けたら、必要に応じて冷却剤を追加します。気泡が見えなくなったら、システムを完全に起動できます。これで、インストールされた SVO の有効性をテストできます。 PC の水冷は一般ユーザーにとってはまだ珍しいものですが、その利点は否定できません。

既製のキットに基づいて初めて完全な水冷システムを組み立ててから 1 年以上が経過しました (参照)。 1 か月後 (新しいプラットフォーム上で)、システムは大幅に最新化されました。ノースブリッジとビデオカードが冷却回路に組み込まれ、プロセッサーのウォーターブロックも交換されました。しかも、このウォーターブロックはすべて自分で作りました。システムユニットの主要な要素が非常に優れていたにもかかわらず、熱い: コア電圧 1.85V の Athlon Throughbred-B1700+@2800+ プロセッサー、オーバークロックされた GeForse 4 Ti 4600 ビデオカード、ペルチェ素子を備えたノースブリッジを備えたシステムは、南国の夏の暑さのテストに見事に合格しました。室温32度でもプロセッサコア温度は55度を超えなかった。

2 台目のコンピューターが必要になったとき、主に以前のアップグレードで残ったものを使って組み立てられました。残念ながら残っている建物はミニタワーです。しかし、普通のクーラーでは全く入らなかったので、こうする事にしました。

1 つの重要な状況がなければ、すべてが無意味に見えるでしょう。一度静かな水冷コンピューターに慣れてしまうと、将来的にこの習慣をやめるのはまったく不可能です。そこで、静かでありながら効率的な水冷システムを作成したいという願望が生まれました。

なぜまだマーマンなのですか？これにはたくさんの理由があります。どの冷却システムでも、最終的な (熱放散) デバイスはファン付きのラジエーターであるため、システムのノイズパラメーターは次の値によって決まります。 重要なこと、ラジエーターのフィン（プレート、ピンなど）を吹き抜ける空気の流れの速度。また、同じ騒音レベルで除去する必要がある熱出力が大きくなるほど、必要なラジエーターとファンのサイズも大きくなります。

この顕著な例は、Zalman CNPSA-Cu クーラーです。入手可能な中で最高の (そして手頃な価格であるだけでなく) 正しいデザイン): 寸法 – 109x62x109mm; 重量 – 770g; ファン – 92mm; プレート面積 - 3170平方センチメートル。静音モードと通常モードでの速度、騒音レベル、熱抵抗: それぞれ 1350 rpm と 2400 rpm。 20 dB と 25 dB (ちなみに、オーバークロックする場合、静音モードは受け入れられません。25 dB や 20 dB でさえあまり静かではありません)、0.27 と 0.2K/W。これらの数字は将来役立つので覚えておきましょう。また、これや同様のクーラーが、最大 90 ～ 100 W の熱放散を備えた最新のプロセッサにのみ必要であると考えるべきではありません。

PC 用の DIY 水冷システム: 推奨事項とステップバイステップの説明。 コンピューターが過熱しています - 冷却する方法 自分でできる PC の水冷