Водяное охлаждение для видеокарты своими руками

Поскольку системы водяного охлаждения интересны большому количеству компьютерных энтузиастов, то мы решили написать специальную серию статей, посвященных системам водяного охлаждения компьютеров. В этой серии статей мы постараемся рассказать об о всех аспектах водяного охлаждения для компьютеров, в частности мы расскажем о том, что такое система водяного охлаждения, из чего она состоит и как работает. Также мы затронем такие популярные вопросы, как сборка системы водяного охлаждения и обслуживание системы водяного охлаждения и многие смежные темы.

Конкретно в данной статье мы расскажем вам про системы водяного охлаждения компьютеров в общем, что они из себя представляют, их принципе работы, составных частях и т.д.

Принцип работы системы водяного охлаждения

В системе водяного охлаждения компьютера тепло, вырабатываемое процессором (или другим тепловыделяющим элементом, например графическим чипом), передается воде через специальный теплообменник, называемый ватерблоком. Нагретая таким образом вода, в свою очередь, переноситься в следующий теплообменник — радиатор, в котором тепло из воды передается воздуху и выходит за пределы компьютера. Движение воды в системе осуществляется с помощь специального насоса, который, чаще всего, называют помпой.

Превосходство систем водяного охлаждения над воздушными объясняется тем, что вода имемет более высокие, чем у воздуха, теплоемкость (4,183 кДж·кг-1·K-1 у воды против 1,005 кДж·кг-1·K-1 у воздуха) и теплопроводность (0,6 Вт/(м·K) у воды против 0,024—0,031Вт/(м·K) у воздуха), что обеспечивает более быстрый и эффективный отвод тепла от охлаждаемых элементов и, соответственно, более низкие температуры на них. Соответственно, при прочих равных условиях, водяное охлаждение всегда будет более эффективным, чем воздушное.

Эффективность и надежность систем водяного охлаждения доказана временем и применением в большом количестве различных механизмов и устройств, нуждающихся в мощном и надежном охлаждении, например двигателях внутреннего сгорания, мощных лазерах, радиолампах, заводских станках и даже АЭС :).

Зачем компьютеру водяное охлаждение

Благодаря своей высокой эффективности, используя систему водяного охлаждения можно добиться как более мощного охлаждения, которое положительно скажется на разгоне и стабильности системы, так и более низкого уровня шума от компьютера. При желании также можно собрать систему водяного охлаждения, которая позволит работать разогнанному компьютеру при минимуме шума. По этой причине системы водяного охлаждения в первую очередь актуальны для пользователей особо мощных компьютеров, любителей мощного разгона, а также людей, которые хотят сделать свой компьютер тише, но в тоже время не хотят идти на компромиссы с его мощностью.

Довольно-таки часто можно увидеть геймеров с трех и четырех чиповыми видео подсистемами (3-Way SLI, Quad SLI, CrossFire X), которые жалуются на высокие температуры работы (более 90 градусов) и постоянный перегрев видеокарт, которые при этом создают очень высокий уровень шума своими системами охлаждения. Иной раз кажется, что системы охлаждения современных видеокарт проектируются без учета возможности их использования в мультичиповых конфигурациях, что приводит к плачевным последствиям, когда видеокарты устанавливаются вплотную одна к другой — холодный воздух для нормального охлаждения им просто неоткуда черпать. Не спасают и альтернативные системы воздушного охлаждения, ведь всего несколько доступных на рынке моделей обеспечивают совместимость с мультичиповыми конфигурациями. В такой ситуации именно водяное охлаждение способно решить проблему — радикально понизить температуры, улучшить стабильность и повысить надежность функционирования мощного компьютера.

Компоненты системы водяного охлаждения

Компьютерные системы водяного охлаждения состоят из определенного набора компонентов, которые можно условно разделить на обязательные и необязательные, которые устанавливаются в СВО по своему желанию.

К обязательным компонентам системы водяного охлаждения компьютера относятся:

  • ватерблок (минимум один в системе, но можно и больше)
  • радиатор
  • помпа
  • шланги
  • фитинги
  • вода

Хотя данный список и не является исчерпывающим, к необязательным можно отнести такие компоненты как:

  • резервуар
  • термодатчики
  • контролеры помпы и вентиляторов
  • сливные краны
  • индикаторы и измерители (потока, давления, расхода, температуры)
  • второстепенные ватерблоки (для силовых транзисторов, модулей памяти, жестких дисков и т.д.)
  • присадки к воде и готовые водные смеси
  • бэкплейты
  • фильтры

Для начала мы рассмотрим обязательные компоненты, без которых СВО попросту не может работать.

Ватерблок

(от англ. waterblock) — это специальный теплообменник, с помощь которого тепло от греющегося элемента (процессора, видео чипа или иного элемента) передается воде. Обычно, конструкция ватерблока состоит из медного основания, а также металлической или пластиковой крышки и набора креплений, которые позволяют закрепить ватерблок на охлаждаемом элементе. Ватерблоки существуют для всех тепловыделяющих элементов компьютера, даже для тех, которым они не очень-то и нужны :), т.е. для элементов, установка ватерблоков на которые не приведет к каким-либо существенным улучшениям показателей, кроме температуры самого элемента.

Высокоэффективный процессорный ватерблок Watercool HeatKiller 3.0 CU

Высокоэффективный процессорный ватерблок Watercool HeatKiller 3.0 CU

К основным типам ватерблоков можно смело отнести процессорные ватерблоки, ватерблоки для видеокарт, а также ватерблоки на системный чип (северный мост). В свою очередь, ватерблоки для видеокарт также бывают двух типов:

  • Ватерблоки, закрывающие только графический чип — так называемые «gpu only» ватерблоки
  • Ватерблоки, закрывающие все нагревающиеся элементы видеокарты (графический чип, видеопамять, регуляторы напряжения и т.д.) — так называемые фулкавер (от англ. fullcover) ватерблоки

Популярный gpu-only ватерблок Swiftech MCW60-R

Фулкавер ватерблок EK Waterblocks EK-FC-5970

Хотя первые ватерблоки обычно делались из довольно-таки толстой меди (1 — 1.5 см), в соответствии с современными тенденциями в ватерблокостроении, для более эффективной работы ватерблоков их основания стараются делать тонкими — чтобы тепло быстрее передавалось от процессора к воде. Также, для увеличения поверхности теплопередачи, в современных ватерблоках, обычно, применяют микроканальную или микроигольчатую структуру. В тех же случаях, когда производительность не столь критична и не ведется борьба за каждый отыгранный градус, например на системном чипе, ватерблоки делают без изощренной внутренней структуры, иногда с простыми каналами или вообще плоским дном.

Универсальный чипсетный ватерблок XSPC X2O Delta Chipset

Несмотря на то, что ватерблоки сами по себе являются не очень то и сложными компонентам, чтобы детально раскрыть все моменты и нюансы, связанные с ними, нужна отдельная статья, посвященная им, которую мы напишем и постараемся опубликовать в ближайшем будущем.

Радиатор

. Радиатором в системах водяного охлаждения называют водно-воздушный теплообменник, который передает воздуху тепло воды, набранное в ватерблоке. Радиаторы систем водяного охлаждения подразделяются на два подтипа:

  • Пассивные, т.е. безвентиляторные
  • Активные, т.е. продуваемые вентиляторами

Безвентиляторные (пассивные) радиаторы для систем водяного охлаждения встречаются сравнительно редко (например, радиатор в СВО Zalman Reserator) из-за того, что, помимо очевидных плюсов (отсутствие шума от вентиляторов), данный тип радиаторов отличается более низкой эффективностью (по сравнению с активными радиаторами), что характерно для всех пассивных систем охлаждения. Помимо низкой производительности, радиаторы данного типа, обычно, занимают много места и редко помещаются даже в модифицированные корпуса.

Пассивный радиатор Alphacool Cape Cora HF 642

Продуваемые вентиляторами (активные) радиаторы являются более распространенными в компьютерных системах водяного охлаждения так как обладают намного более высокой эффективностью. При этом, в случае использования тихих или бесшумных вентиляторов, можно добиться, соответственно, тихой или бесшумной работы системы охлаждения — основного преимущества пассивных радиаторов. Радиаторы данного типа бывают самого разного размера, но размер большинства популярных моделей радиаторов идет кратным к размеру 120 мм или 140мм вентилятора, то есть радиатор на три 120 мм вентилятора будет обладать размером примерно в 360 мм в длинну и 120 мм в ширину — для простоты, радиаторы такого размера, обычно, называют тройными или 360 миллиметровыми.

Тройной радиатор Feser X-Changer Triple 120mm Xtreme

Не смотря на то, что редко в каких компьютерных корпусах есть места для установки радиаторов водяного охлаждения большего чем 120 мм размера, для настоящего моддера установить радиатор не составит труда. В данный момент, на нашем сайте размещен всего один гайд про установку радиатора для СВО, но в дальнейшем мы планирует увеличить количество таких гайдов, в которым мы подробно расскажем про различные способы установки радиаторов СВО в компьютерные корпуса.

Установка радиатора СВО за компьютерным корпусом

Помпа

— это электрический насос, ответственный за циркуляцию воды в контуре системы водяного охлаждения компьютера, без которого СВО бы попросту не работала. Помпы применяемые в системах водяного охлаждения бывают как работающие от 220 вольт, так и от 12 вольт. Ранее, когда в продаже редко можно было встретить специализированные компоненты для СВО, энтузиасты, в основном, использовали аквариумные помпы, которые работали от 220 вольт, что создавало определенные трудности так как помпу необходимо было включать синхронно с компьютером — для этого, чаще всего, применяли реле, которое включало помпу автоматически при старте компьютера. С развитием систем водяного охлаждения стали появляться специализированные помпы, например Laing DDC, которые обладали компактными размерами и высокой производительностью, при этом питались от стандартных компьютерных 12 вольт.

Мощная и компактная помпа Laing DDC-1T

Поскольку современные ватерблоки обладают довольно-таки высоким коэффициентом гидросопротивления, что является платой за высокую производительность, то с ними рекомендуется применять специализированные мощные помпы, так как с аквариумной помпой (даже мощной) современная СВО не полностью раскроет свою производительность. Особо гнаться за мощностью, применяя в одном контуре по 2 — 3 последовательно установленные помпы или используя циркуляционный насос от системы домашнего отопления, тоже не стоит так как это не приведет к росту производительности системы в целом, ведь она, в первую очередь, ограничена максимальной теплорассеивающей способностью радиатора и эффективностью ватерблока.

Как и с некоторыми другими компонентами СВО, описать все нюансы и особенности помп, используемых в сво, а также перечислить все рекомендации по выбору помпы в данной статье будет проблематично, поэтому в будущем мы планируем сделать это в отдельной статье.

Шланги

или
трубки
, как бы их не называли :), также являются одним из обязательных компонентов любой системы водяного охлаждения, ведь именно по ним вода течет от одного компонента СВО к другому. Чаще всего, в компьютерной системе водяного охлаждения применяются шланги изготовленные из ПВХ, реже из силикона. Несмотря на популярные заблуждения, размер шланга не оказывает сильного влияния на производительность СВО в целом, главное не брать слишком тонкие (внутренний диаметр, которых меньше 8 миллиметров) шланги и все будет ОК

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 4 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: