Система водяного охлаждения очень похожа на ту, что применяется в автомобилях, просто немного побольше – там тоже есть радиатор (чаще всего не один), кулер, охлаждающая жидкость и т.д. Но у автомобиля есть одно преимущество – солидный встречный поток холодного воздуха, который играет ключевую роль в охлаждении системы во время движения.
В случае с компьютером, отводить тепло приходится тем воздухом, который есть в комнате. Соответственно, чем больше размеры радиатора и количество кулеров, тем лучше. А так как хочется минимум шума, то эффективное охлаждение будет достигаться в основном за счет поверхности радиатора.
Я предварительно остановился на мнении «повесить сзади радиатор на 2-3 секции – его более чем хватит!», но как только взглянул на корпус, оказалось, что все не так-то просто. Во-первых, для трехсекционного радиатора там оказалось маловато места (если крепить радиатор на то отверстие, куда предполагается установка выдувного кулера корпуса), а во-вторых, даже если бы и хватило, то никак не получилось бы открыть сам корпус – мешалась бы «дверь» системного отсека.
В общем, вариантов установки радиатора в корпус Thermaltake Level 10 я насчитал минимум четыре – все они возможны, на каждый потребовалось бы разное количество времени и у каждого были бы свои плюсы и минусы. Перейду сразу к тому, что устраивал меня больше всех.
Этим вариантом оказалось достаточно необычное решение – может быть не самое на первый взгляд красивое, но действительно практичное. Это установка радиатора на задней стороне корпуса через специальный регулируемый переходник с механизмом типа «ножницы».
Плюсы:
+ Ничего не пришлось сверлить
+ Возможность повесить ЛЮБОЙ радиатор
+ Отличная продуваемость
+ Не перекрывался доступ к разъемам материнской платы
+ Минимальная длина шлангов, минимум изгибов
+ Конструкция съемная и транспортабельна
Минусы:
— Не самый презентабельный внешний вид
— Открыть дверь системного отсека теперь не так просто
— Достаточно дорогой переходник
Суть в следующем – в отверстия для крепления к корпусу заднего выдувного кулера вставляются 4 «конусных гвоздя», на которые вешается специальная рамка. Конструкция (рис. 22) этой рамки такова, что ее длинна может изменяться путем подкручивания фиксаторов, а снимается она смешением двух частей ее корпуса Рамка металлическая и очень прочная – в этом я убедился, когда на пробу повесил 3-секционный (на 3 кулера) радиатор. Ничего не болтается и не качается, все висит намертво, но в «разжатом» случае дверь вполне себе открывалась – такой вариант меня полностью устраивает!
Рис. 22. монтажная рамка Koolance Radiator Mounting Bracket
Радиаторов на выбор было огромное количество, но я остановился на Swiftech MCR320-DRIVE. Его преимущество в том, что он объединяет в себе сразу три компонента – радиатор (MCR320 QP Radiator для трех 120мм кулеров), резервуар для жидкости и помпу высокого давления (MCP350 Pump, полный аналог «обычной» помпы Laing DDC). По сути, с таким радиатором для СВО потребуется докупить только водоблоки, шланги и прочие мелочи, которые были приобретены заранее. Помпа работает от 12В (от 8 до 13.2), издавая шум 24~26 dBA. Максимальное создаваемое давление составляет 1.5бар, что примерно равно 1.5 «атмфосферам».
Для радиатора было три кулера-претендента – Noctua, Be Quiet и Scythe. В итоге остановились на индонезийских (с японскими корнями) Scythe Gentle Typhoon (рис. 23) (120мм, 1450 об/мин, 21 dBA) – эти вертушки не первый день пользуются большим спросом у многих пользователей. Они очень тихие, а качество балансировки подшипников просто удивляет – кулер будет неестественно долго крутиться даже от самого легкого прикосновения. Срок службы составляет 100000 часов при 30°C (или 60000 часов при 60 °C), чего хватит для морального устаревания данного компьютера.
Рис. 23. Куллер Scythe Gentle Typhoon
Примерив получившуюся конструкцию к системному блоку – выглядело это очень необычно (рис. 24). Но при этом очень удобно – чтобы залезть внутрь корпуса (или снять систему охлаждения), достаточно нажать одну «кнопку» и вся конструкция, фактически, уже отсоединена. Сжимаем монтажную рамку и имеем полный доступ к внутренностям – там более чем просторно, ведь мы туда ничего не громоздили. Может быть я выбрал и описал не самый удобный вариант, но если учесть, что после сборки компьютера залезать внутрь практически не придется, а хорошее охлаждение гораздо важнее, то я считаю свое решение правильным.
Рис. 24. Установленный радиатор на системный блок
Полная сборка СВО
Дело осталось за малым – установить все компоненты, «обвязать водой» и протестировать получившийся компьютер.
Начинаем с установки фитингов.
Фитинги – соединительная часть трубопровода, устанавливаемого для разветвления, 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. Фитинги, соединяющие концы труб одинакового диаметра, называются прямыми, фитинги, скрепляющие концы труб разного диаметра, — переходными.
В зависимости от назначения фитинги подразделяются на:
· отводы, углы — служат для изменения направления трубопровода на 45, 90 или 120°.
· тройники и коллекторы — обеспечивают ответвление в одном направлении от магистральной трубы.
· крестовины — обеспечивающие ответвление в двух направлениях от основной трубы
· муфты — предназначены для соединения одинаковых труб на прямом участке.
· переходники — сгоны, ниппели, футорки, «американки», соединяют трубы разного типа.
· заглушки, пробки, колпаки — используют для герметичной заделки концов труб.
· штуцеры — обычно используется для соединения с гибким шлангом.
· другие элементы.
В основном, металлические фитинги из черных металлов изготавливаются из ковкого чугуна, стали, а фитинги из цветных металлов изготавливают из латуни, иногда из меди. При производстве фитингов применяют и другие металлы, но много реже. Существуют пластмассовые фитинги, применяемые, в основном, для труб из пластиков, например, полипропилена. В моем случае фитинги (рис. 25) металлические.
Рис. 25. Установка фитингов
Помимо фитингов, в два отверстия водоблока видеокарты были установлены специальные заглушки (рис. 26).
Рис. 26. Схема установки фитингов и заглушек
После этого нужно было продумать маршрут, по которому будет идти вода. Правило простое – от менее к более нагретому. Соответственно, «выход» радиатора соединяется сперва с водоблоком материнской платы, из него выход на процессор, затем в видеокарту и уже потом обратно на вход в радиатор, остужаться. Так как вода одна на всех, то температура всех компонентов в результате будет примерно одинаковой – именно из этих соображений делают многоконтурные системы и именно по этой причине не имеет смысла подключать к одному контуру дополнительные источники тепла, такие как жесткие диски, оперативку и т.д.
Роль шланга досталась красному Feser Tube (ПВХ, рабочая температура от -30 до +70°C, давление на разрыв 10МПа), для нарезки которого использовался специальный хищный инструмент (рис. 27).
Рис. 27. Нарезка шланга Feser Tube
Ровно отрезать шланг – может быть и не так сложно, но очень важно! Почти на все шланги были надеты специальные пружины против изгибов и изломов шланга (минимальный радиус петли шланга становится равным ~3.5см).
На каждый шланг (с обеих сторон) в области фитинга нужно установить по «хомуту» – мы использовали красивые Koolance Hose Clamp. Устанавливаются они с помощью обычных плоскогубцев (с грубой мужской силой), поэтому нужно действовать аккуратно, чтобы случайно не задеть чего-нибудь (рис. 28).
Рис. 28. Установка и крепление шлангов
Пришло время поработать над соединением «внутреннего мира» с «внешним». Для того, чтобы иметь возможность снять радиатор-резервуар-помпу (например, для открытия корпуса или для транспортировки), устанавливаем на трубки так называемые «быстросъемы» (быстросъемные клапаны), принцип действия которых очень прост. Когда мы поворачиваем соединение (как у BNC-коннекторов), отверстие в трубке закрывается-открывается, благодаря чему разобрать «водянку» можно меньше чем за минуту, без всяких луж и прочих последствий.
Так выглядят уже установленные на шланги «быстросъемы» (Рис. 29).
Рис. 29. Установленные «быстросъемы»
Включение и работа
После того, как все компоненты системы были соединены, подошло время к «leak-тесту» (тест на протечку) – в радиатор была залита охлаждающая жидкость (дважды дистиллированная вода Nanoxia HyperZero красного цвета, с антикоррозийными и антибиологическими присадками) – в контур вошло порядка 500 мл.
Т.к. нельзя исключать вероятность того, что к компонентам компьютера что-то было подсоединено не так, было решено отдельно проверить работу самой системы водяного охлаждения. Для этого все провода (от кулеров и от помпы) были подсоединены, а в 24-пиновый разъем блока питания вставлена скрепка – для «холостого хода». На всякий случай внизу положил салфеток, чтобы малейшую течь было легче обнаружить.
Честно сказать, до этого мне приходилось видеть СВО (помимо интернетов) только на различных выставках и конкурсах, где было очень шумно; поэтому я подсознательно готовился к «журчанию ручья», но уровень шума приятно удивил – по большей части было слышно только работу помпы. Первоначально присутствовали «шипящие» звуки – из-за пузырьков воздуха, находящихся внутри контура (их было видно в некоторых местах шлангов). Для решения этой проблемы была открыта пробка резервуара-радиатора – от циркуляции потока воздух постепенно вышел и система стала работать еще тише. После долива жидкости пробка была закрыта и компьютер поработал еще минут 10. Шума от кулера блока питания и от трех на радиаторе не было слышно вообще, хотя их воздушные потоки давали о себе знать.
Протестировав систему охлаждения и работу компьютера целиком, запускаем утилиты для диагностики Everest, где на одной из вкладок находим показания датчиков температуры: 30°C были справедливы для всех компонентов системы – CPU, GPU и материнской платы – что ж, очень приятные цифры. Равенство цифр вызвало предположение о том, что охлаждение в режиме простоя ограничено комнатной температурой, ведь ниже нее температуры в обычной водянке быть не может. В любом случае гораздо интересней посмотреть, какая ситуация будет при нагрузке. 15 минут «офисной работы» и температура видеокарты поднялась до 35°C.
Начинаем проверку CPU, для чего используем программу OCCT 3.1.0 – спустя достаточно продолжительное время в режиме 100% нагрузки, максимальная температура процессора составила 38°C, а температура ядер 49-55°C соответственно. Температура материнской платы составляла 31°C, северного моста — 38°C, южного — 39°C. Кстати, это очень примечательно, что у всех четырех ядер процессора была практически равная температура – судя по всему, это заслуга именно водяного блока, который отводит тепло равномерно со всей поверхности крышки процессора. 50+ градусов для 4-ядерного Intel Core i7-930 с TDP в 130Вт – на такой результат едва способен хоть один стоковый воздушный кулер. А если и способен, то шум от его работы при этом вряд ли кому-то понравится (интернет есть информация о температуре данного процессора в 65-70 градусов с кулером Cooler Master V10 – тот, что с элементом Пельтье).
Видеокарту по привычке прогревал программой FurMark 1.8.2 (в простонародье «бублик») – вряд ли на скорую руку можно было придумать что-то более ресурсоемкое и информативное (рис. 30).
Рис. 30. Тесты установленного оборудования
Помимо «Эвереста» так же была установлена программа EVGA Precision 2.0 (рис. 31). На максимально доступном разрешении (с максимальным сглаживаниями) был запущен стресс-тест с ведением лога температуры – уже минуты через 3 температура видеокарты устоялась на отметке в 52 градуса! 52 градуса в нагрузке для топовой (на данный момент) видеокарты NVIDIA GTX 480 на архитектуре Fermi – это не просто здорово, это замечательно!
Рис. 31. Тест при помощи EVGA Precision 2.0
Для сравнения, температура видеокарты в нагрузке со штатным кулером может доходить до 100 градусов, а с хорошим нереференсным – до 70-80.
В общем, температурный режим в полном порядке – в нагрузке кулеры выдувают из радиатора практически холодный воздух, а сам радиатор еле теплый.
Система работает практически бесшумно, при этом есть отличный потенциал для апгрейда и разгона компьютера.
Расходы
Стоимость всех деталей на выходе составила 32 039 руб. Столь высокая цена в данном случае вызвана тем, что использовались fullcover-водоблоки для очень горячих элементов, все тепло от которых нужно рассеивать соответствующим радиатором. Для более простых систем подобные решения просто не понадобятся, так же можно обойтись и без декоративных накладок и всяких быстросъемных клапанов – в таких случаях можно запросто уложиться и в половину стоимости. Цена среднестатистической СВО составляет 12-15 тысяч рублей, что в 4-5 раз превышает стоимость действительно хорошего процессорного кулера.
Ниже приведен полный список и цена на товары, использованные для сборки данной СВО.
5110 руб. — Водоблок EK FB RE3 Nickel на материнскую плату
3660 руб. — Водоблок EK-FC480 GTX Nickel+Plexi на видеокарту
1065 руб. — Бэкплэйт EK-FC480 GTX Backplate Nickel на видеокарту
2999 руб. — Водоблок Enzotech Stealth на процессор
9430 руб. — Помпа/радиатор/резервуар Swiftech MCR320-DRIVE
2610 руб. — Два быстросъемных клапана Release Coupling
4000 руб. — Переходник Koolance Radiator Mounting Bracket
1325 руб. — Три кулера Scythe Gentle Typhoon (120мм) для радиатора
290 руб. — Четыре фитинга EK-10mm High Flow Fitting
430 руб. — Термопаста Arctic-Cooling-MX-3
400 руб. — Девять зажимов для шлангов Koolance Hose Clamp
365 руб. — Жидкость Nanoxia HyperZero
355 руб. — Шланг Feser Tube
Затраты при сборке данной СВО меня не пугают, ведь в итоге я получил достаточно мощный компьютер с необходимой системой охлаждения.
Ниже предоставлены плюсы и минусы в защиту того или иного способа охлаждения, в частности Вода и Воздух (рис. 32).
Рис. 32. Плюсы и минусы системы охлаждения.
Заключение
В данном курсовом проекте рассмотрены различные способы и системы охлаждения компьютеров, в полной мере рассмотрена и описана сборка системы водяного охлаждения. Выявлены плюсы и минусы данной сборки
Можно долго рассуждать о получившемся результате, но он мне понравился. В результате, в корпусе Thermaltake Level 10 мне удалось собрать более чем производительный компьютер, который еще долгое время будет актуальным. Более того, почти без проблем установилась полноценная система водяного охлаждения, которая помимо хорошего охлаждения так же придает очень представительный вид компьютеру. Говоря о температурном режиме, можно смело говорить и о солидном потенциале для разгона – сейчас, даже в нагрузке, система охлаждения работает далеко не на пределе своих возможностей.
Список использованной литературы
1. Д. Бардиян. 500 типичных проблем и их решений при работе на ПК. 2009 год. 416 стр. PDF-формат.
2. С.В. Глушаков, А.С. Сурядный, Т.С Хачиров. Персональный компьютер. 6-изд. 2010 год. 482 стр. PDF-формат.
3. Макарский Д.М. 100 способов ускорить работу компьютера, о которых должен знать каждый. 2016 год. 224 стр. PDF-формат.
4. Таненбаум Э., Остин Т. Архитектура компьютера. 6-е изд. 2013 год. 816 стр. PDF-формат.
5. Ревич Ю. 1001 совет по обустройству компьютера 2012 год. 384 стр. PDF-формат.
6. Степаненко О.С. Сборка компьютера 2009 год. 544 стр. PDF-формат.
7. TechnoFresh.ru [Электронный ресурс] //: Режим доступа: https://www.technofresh.ru/technics/choice/Cooling.html/, свободный;
8. IXBT.com [Электронный ресурс] //: Режим доступа: https://www.ixbt.com/,свободный;
9. COMP-WEB [Электронный ресурс] //: Режим доступа: https://comp.web-3.ru/,свободный;
10. GoodKomp.com Электронный ресурс] //: Режим доступа: https://www.goodkomp.com/page/sistema-ohlazhdenija-kompjutera/, свободный;
11. Ю.М. Платонов, Ю.Г. Уткин. Диагностика зависания и неисправностей компьютера. Руководство пользователя. 2001 год. 320 стр. PDF-формат.
Приложение А