Система водяного охлаждения для ПК своими руками: рекомендации и пошаговая инструкция. Компьютер перегревается — как охладить Водяное охлаждение для пк своими руками

По различным компьютерным форумам и магазинам бродит огромное число мифов, связанных со сборкой и настройкой ПК. Некоторые из них действительно были правдивыми лет эдак 10 назад, а некоторые уже изначально были неверны. И сегодня мы поговорим о мифах, которые связаны с системами охлаждения как системного блока целиком, так и видеокарты и процессора по отдельности.

Миф первый: комплектную термопасту к кулеру нужно выкидывать и брать нормальную

И да и нет. Все зависит от класса кулера: к примеру, если вы берете простенький кулер, который состоит из обычного алюминиевого радиатора и небольшого вентилятора, то вам и положат в комплекте простую термопасту уровня КПТ-8. И большего вам и не нужно: все равно такой кулер охладит ну максимум Core i3, а при его тепловыделении (порядка 30 Вт) теплопроводящие свойства термопасты не играют особой роли, и смена комплектной термопасты на что-то дорогое (даже на жидкий металл) снизит вам температуру от силы на пару градусов - то есть игра свеч не стоит. С другой стороны, если вы берете дорогой кулер от той же Noctua, с 5 медными теплотрубками и никелерованием, то вам и положат в комплекте достаточно хорошую термопасту, как минимум уровня Arctic MX-2. Так что и здесь смена термопасты на лучшую (или на все тот же жидкий металл) снизит температуру опять же несильно. Но, с другой стороны, обычно такие кулеры берутся под разгон, так что пара градусов может быть критичной. Но в общем и целом то, что комплектная термопаста плохая - это миф: она хорошая для своего класса кулера.

Миф второй: из двух вентиляторов эффективнее тот, у которого обороты выше

Достаточно забавный миф, который в корне не верен. Самой важной характеристикой вентилятора является отнюдь не его максимальное число оборотов в минуту, и не форма лопастей, и даже не размер - а воздушный поток, который он создает: то есть объем воздуха, который прокачивает такой вентилятор в единицу времени. И чем выше этот показатель - тем эффективнее будет работать вентилятор. И поэтому скорость вентилятора тут роли не играет: 120 мм вертушка на 1000 об/м зачастую создает больший воздушный поток, чем 80 мм вертушка на 1500 об/м. Так что это - однозначный миф: из двух вентиляторов эффективнее тот, у которого больше воздушный поток.

Миф третий: прямой контакт медных теплотрубок с крышкой процессора лучше, чем контакт крышки с алюминиевым основанием кулера

Тут все уже не так просто. Во-первых, если мы видим такое основание кулера, то его брать не стоит:

Почему? Ответ прост - отвод тепла будет неэффективен, так как между теплотрубками есть зазоры, и в итоге площадь контакта будет существенно меньше площади крышки процессора. С учетом того, что это башенный кулер и его обычно используют для охлаждения «горячих» Core i7 или Ryzen - мы получим большие температуры, чем при полном контакте основания кулера с крышкой процессора (для скептиков - даже ASUS при переходе от 900ой серии видеокарт Nvidia к 1000ой отказалась от прямого контакта теплотрубок с кристаллом GPU именно по этой причине).

То есть, алюминиевое основание с проходящими через него теплотрубками - лучше? Конструкция выглядит так:

И да и нет. Проблема в том, что место контакта двух металлов - в данном случае меди и алюминия - обладает некоторым термическим сопротивлением. И чтобы снизить это сопротивление, контакт двух металлов должен быть наиболее плотным (медные трубки должны быть полностью окружены алюминием, а еще лучше - впаяны в него). Вот в таком случае и контакт крышки процессора с основанием будет наиболее полным, и теплопередача на стыке двух металлов будет хорошей.

Миф четвертый - шлифовка основания кулера и процессора улучшит теплопередачу между ними

В теории - все верно: чем ровнее поверхности, тем меньше в них зазоров, тем плотнее будет контакт и, значит, тем лучше будет теплопередача. Но вот суть в том, что дома вы ровнее поверхности точно не сделаете, более того - скорее всего из-за того, что местами вы стешите больше, а местами меньше - вы только ухудшите контакт («на глазок» хорошо стесать не получится). Ну и современные кулеры уже отполированы так, что даже на специальной шлифовальной машинке вы вряд ли сделаете полировку лучше. Так что этот миф можно отнести к древним - да, действительно, на заре появления кулеров их полировка оставляла желать лучшего. Но сейчас это не так.

Миф пятый - так как жидкий металл по своим свойствам схож с припоем, его нужно использовать везде, где только можно и нельзя

Да, действительно, теплопроводящие свойства жидкого металла, бывает, на порядок лучше, чем у термопаст, и действительно схожи по эффективности с припоем. Но у него есть несколько важных особенностей: во-первых, он проводит ток. Так что при его намазывании (хотя скорее - втирании) следите за тем, чтобы он не попадал на компоненты платы. Особенно тщательно следите за этим, когда меняете термопасту на ЖМ на кристалле GPU - рядом с ним зачастую находится много мелких компонентов, закорачивание которых может привести к выходу видеокарты из строя:

Так что при использовании ЖМ заизолируйте все ближайшие компоненты платы при помощи того же лака.

И вторая особенность жидкого металла - в его составе есть галлий. Металл примечателен тем, что он разрушает алюминий, так что если у вас подложка кулера именно такая - использовать его нельзя. С медью, никелем, серебром и прочими металлами - проблем нет. Ну и последняя его особенность - не имеет смысла использовать его с воздушным кулером: практика показывает, что замена хорошей термопасты на ЖМ снижает температуру всего на 2-3 градуса. А вот с водяным охлаждением можно добиться и более существенной разницы.

Миф шестой: водяное охлаждение всегда лучше воздушного

В теории - да: вода эффективно отводит тепло от процессора к радиатору, площадь которого у хороших водянок зачастую больше, чем у кулеров. Да и вентиляторов на водянках обычно все же два, а не один, так что воздушный поток также получается большим. Но вот с современными процессорами от Intel, где под крышкой «терможвачка», можно наблюдать интересный эффект: что с кулером они зачастую перегреваются, что с дорогущей водянкой. Тут уже проблема в том, что плохая заводская термопаста под крышкой процессора может отвести от его кристалла всего 130-140 Вт. С учетом того, что тепловыделение топовых 10-ядерных процессоров зачастую приближается и к 200 Вт (особенно при разгоне) - мы получаем перегрев, который не зависит от системы охлаждения, так как проблема с теплоотводом находится еще до нее, под крышкой процессора. Так что водяная система охлаждения далеко не всегда будет лучше воздушной, и поэтому не стоит удивляться, почему это с топовой водянкой Core i9 греется до 100 градусов под нагрузкой.

Миф седьмой: чем больше корпусных кулеров, тем лучше

Достаточно популярное заблуждение: в интернете полно картинок, где на корпус нацеплено 3-4 кулера с попугайной подсветкой. На практике это не только не поможет, но и будет мешать. Проблема в том, что любой корпус - это замкнутое достаточно узкое пространство, и любой кулер будет создавать в нем определенный воздушный поток. И когда кулеров много, да и еще дуют в разные стороны - внутри корпуса будет твориться ветряной ад, и в итоге может получиться так, что теплый воздух не будет толком выводиться. Поэтому лучше всего нацепить только два кулера, но правильно: на передней панели он работают на вдув, на задней - на выдув. Тогда внутри корпуса будет создаваться один четкий воздушный поток:

Причем стоит учитывать то, что воздушный поток кулера на вдув должен быть равен воздушному потоку кулера на выдув. Возникает вопрос - а почему на передней панели кулер на вдув, а на задней - на выдув, а не наоборот? Ответ банален - сзади системника обычно более пыльно, чем спереди. Так что кулер на вдув на задней крышке просто втягивал бы пыль внутрь корпуса, что нехорошо (да-да, причина только в этом, а не в том, что дескать вентилятор процессора крутится именно в эту сторону).

Миф восьмой - при нагрузке лучше выставлять максимальные обороты вентилятора для лучшего охлаждения

В теории опять же все верно: больше обороты > больше воздушный поток > эффективнее отвод тепла от радиатора > ниже температуры процессора. Однако на практике зачастую разница в температуре процессора при максимальных оборотах вентилятора, и при половине от максимальных оборотов - всего несколько градусов. Почему так происходит? Ответ прост: воздух - не самый лучший теплоноситель, и поэтому чем выше воздушный поток - тем меньше от этого прирост. Так что зачастую можно установить скорость вращения вентилятора на 50-70% от максимума, и получить хороший баланс тишины и температуры.

Как видите - мифов достаточно много, так что при сборке ПК будьте аккуратны: бывает так, что, казалось бы, логичное умозаключение может быть в корне неверным.

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.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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.

Прошло больше года с тех пор, как я собрал свою первую законченную систему водяного охлаждения на базе готового комплекта (смотри ). Месяц спустя (на новой платформе) систему значительно модернизировал – в контур охлаждения включил северный мост и видеокарту, а также заменил процессорный ватерблок. Причём все эти ватерблоки изготовил сам. Несмотря на то, что основные элементы системного блока были достаточно жаркими : процессор Athlon Thoroughbred-B1700+@ 2800+ с напряжением питания ядра 1.85В, разогнанная видеокарта GeForse 4 Ti 4600 и северный мост с элементом Пельтье, система с честью прошла испытание южной летней жарой. Даже при температуре воздуха в комнате 32 градуса температура ядра процессора не превышала 55 градусов.

Когда возникла необходимость во втором компьютере, то собирался он, в основном, из того, что осталось от предыдущих модернизаций. К сожалению, оставшийся корпус – минибашня. Но, поскольку в неё нормальный воздушный кулер не лез никаким боком, то пришлось сделать это .

Всё, казалось бы, ничего, если бы не одно немаловажное обстоятельство – привыкнув единожды к тихому компьютеру с водяным охлаждением, в дальнейшем от этой привычки отказаться просто невозможно. Так и возникло желание: создать тихую и при этом эффективную систему водяного охлаждения.

Почему же всё-таки водяного? Тому есть достаточно причин. Поскольку в любой системе охлаждения оконечным (собственно теплоотводящим) устройством является воздушный радиатор с вентилятором, то шумовые параметры системы определяются величиной и, главное , скоростью воздушного потока, обдувающего рёбра (пластины, штыри и т.д.) радиатора. И чем большую тепловую мощность необходимо отвести при одинаковом уровне шума, тем больший размер радиатора и вентилятора необходим.

Яркий тому пример – кулер Zalman CNPSA-Cu - лучший из доступных (и не только из доступных - он имеет правильную конструкцию): размеры – 109х62х109мм; масса – 770г; вентилятор – 92мм; площадь пластин – 3170 квадратных сантиметров; обороты, уровень шума и тепловое сопротивление в тихом и нормальном режимах соответственно: 1350 и 2400 об/мин; 20 и 25 дБ (при разгоне, кстати, тихий режим недопустим, а 25 и даже 20дБ - это ещё не очень тихо) и 0.27 и 0.2К/Вт. Запомним эти цифры, в дальнейшем они нам пригодятся. И не следует думать, что этот, и ему подобные кулеры, необходимы только для новейших процессоров с тепловыделением до 90 – 100Вт.