Он отвечает за циркуляцию воды в системе. Этот электрический насос, который непрерывно забирает воду, является сердцем системы. Насосы, используемые в системах водоподготовки, могут быть оснащены сетями 220 В и иметь различную производительность (литры в час).
Жидкостное охлаждение для компьютеров
В конце прошлого века появились первые автомобили, что стало важной вехой в технологическом прогрессе и мобилизации людей. Их двигатели поначалу были примитивными, маломощными, шумными, с воздушным охлаждением. Но уже через десятилетие, при большей мощности и более сбалансированной работе, двигатели внутреннего сгорания стали охлаждаться гораздо эффективнее с помощью жидкостного охлаждения. Этот способ охлаждения миллионов двигателей является стабильной особенностью все более комфортабельных автомобилей. Первые компьютеры не имели проблем с охлаждением своих процессоров. Потом у них появились радиаторы. Позже они приобрели небольшие вентиляторы. Что мы имеем сейчас? Сегодня цена средств охлаждения процессоров для топовых процессоров уже приближается к цене процессоров младших моделей. Мощность современных холодильников, размер, вес, скорость вращения двигателя и диаметр вентилятора значительно увеличились. Обработка материалов и качество становятся все более важными. Холодильники прошлого обладали огромной вместимостью, но сегодня они с трудом справляются со своей задачей. Увеличивать мощность вентиляторов становится все труднее, поскольку размеры и вес процессора уже достигли критической цены. По мере увеличения вычислительной мощности современные процессоры потребляют все больше и больше энергии. Большая его часть вырабатывается в виде тепла. Этот непрерывный тепловой поток может быть отведен только от ограниченных участков ядра процессора. Производители пытаются бороться с энергопотреблением и тепловой индукцией путем снижения напряжения питания и технических стандартов. Более низкие микрометровые нормы производства действительно снижают энергопотребление, но они также уменьшают поверхность чрева самого сердечника, что приводит к увеличению плотности теплового потока. Кроме того, выделяется меньше тепла, но сомнительно, что температура внутри ядра на небольших участках снизится. По мере увеличения степени заполнения и уменьшения поверхности микросхемы становится все труднее отводить тепло от поверхности микросхемы. Здесь уже есть конкретные материалы и теплоносители. Постоянное увеличение тактовой частоты означает, что тепловая индукция процессора впоследствии неизбежно возрастет. Для процессоров, работающих на частотах выше 2 ГГц, рекомендуются охладители с бронзовыми теплоотводами или, по крайней мере, бронзовыми подошвами с алюминиевыми теплоотводами. Что скрывается за медью? Серебро; Голдинг? Или что-то другое;
Независимо от того, сколько процессоров может охладить холодильник, устраняет ли это тепло? Ответ очевиден — она поглощает его в системных блоках. Здесь тепло от видеокарты устраняет нагрев, жесткие диски, оптические диски и холодильники чипсета. Однако все эти устройства охлаждаются одним и тем же воздушным блоком системы, который сам нагревается. Цикл термальной синагоги закрыт. Температура внутри корпуса компьютера теперь не менее важна, чем нагрев внутренних устройств. В результате происходит интенсивная принудительная вентиляция всего блока системы. Более старые карманы были оснащены одним местом для фронтального вентилятора, и производители уделяли мало внимания вентиляционным отверстиям перед ними, но теперь в стандартном кармане есть два или три вентилятора. Кроме того, в продаже появляется множество «вееров», веерных дисков для приема, 5,25″. Теперь это аксиома: покупайте корпус большего размера, чтобы обеспечить лучшую циркуляцию воздуха. Корпус кейса будет использоваться — используйте его — для циркуляции воздуха. Кроме того, в стандартном кармане не предусмотрена специальная организация дыхательных путей. Эффективность вентиляции зависит от конкретной конфигурации компьютера, а также от внутренней нагрузки на канал связи и пространство для карт расширения. Процессоры и другие устройства охлаждаются воздухом изнутри процессора и корпуса. Эффективность работы воздухоохладителя напрямую зависит от температуры воздуха внутри системного блока. Необходимо обеспечить тщательную вентиляцию внутреннего корпуса. Однако трудно обеспечить приток воздуха. Правильное направление из-за устройств, кабелей и внутренних препятствий, которые мешают потоку воздуха. Воздух смешивается в корпусе, хотя на самом деле он циркулирует по своему собственному пути. Если корпус воздушного охлаждения специально разработан с компактными элементами и чистыми трубопроводами, типичными для серверов, то проблемы организации и поперечных сечений также очень напряженные. Вентиляторы во внутренних блоках направляют воздух, который опускается в тепло под постоянным давлением. Фактический участок пересечения трубопровода должен быть сопоставим с размером вентилятора. Следует предусмотреть широкие внутренние воздушные каналы. Эти линии должны обладать достаточной пропускной способностью для рассеивания тепла и доступа холодного воздуха. В случае жидкостного охлаждения ситуация кардинально отличается. Хладагент циркулирует в изолированном пространстве — по шлангам малого диаметра. В отличие от воздуховодов, жидкостные линии могут иметь практически любую форму и направление. Они занимают гораздо меньший объем, чем дыхательные пути с такой же или гораздо большей эффективностью.
Достоинства жидкостного охлаждения
Принципиальная разница между воздушным и жидкостным охлаждением заключается в том, что вместо воздуха через радиатор процессора или другое холодное устройство прокачивается жидкость. Вода или другая подходящая охлаждающая жидкость обладает хорошей теплопроводностью и высокой теплоемкостью. Выделяющаяся жидкость обеспечивает гораздо лучшую теплоотдачу, чем воздушный поток. Это не только обеспечивает более низкую температуру для охлаждаемых аксессуаров, но и сглаживает резкие колебания температуры для устройств, работающих в режиме чередования функций. Типичный жидкостный радиатор CPU намного меньше любого используемого сегодня кулера. Небольшие радиаторы с теплообменником могут быть сопоставимы по размерам с большим процессорным холодильником, но в отличие от последнего, теплообменник может быть расположен более свободно в менее критичных областях системного блока или вынесен за его пределы. Трубы не занимают много места в корпусе и не загораживаются всеми теми гребнями и выступами, которые важны для воздушного потока. Правильно спроектированная система жидкостного охлаждения не только более эффективна, чем воздушный холодильник, но и более компактна. Возможно, именно поэтому жидкостное охлаждение было впервые принято производителями ноутбуков в качестве важной функции. С жидкостным охлаждением центральные системы могут быть легко организованы. Основной блок жидкостного охладителя расположен вне системного блока и может быть соединен только двумя гибкими трубками, а жидкий хладагент поступает ко всем приборам в охладителе. Встроенное жидкостное охлаждение решает проблему охлаждения горячих устройств, как процессоров, так и жестких дисков, чипов видеокарт и МБ, и повышает температуру всего системного блока. Охлаждение внутренних приборов с помощью обычных холодильников пропускает горячий воздух в системный блок, вызывая перегрев других компонентов, в то время как жидкостное охлаждение — это совершенно другая ситуация. Тепло транспортируется вместе с жидкостью по трубам к охладителю в теплообменнике, где оно минует внутренности компьютера. Это обеспечивает лучшую тепловую среду внутри системного блока, и необходимость в такой сильной общей вентиляции помещения отпадает. Простой, тихий вентилятор с большим диаметром и низкой скоростью вращения может легко охладить радиаторы в теплообменнике. Кроме того, вентилятор охлаждает не только жидкость в радиаторах, но и систему в системном блоке, из которого забирается воздух.
Рынок влажного охлаждения начинает отмечать заметное восстановление. Причины этого очевидны. Качество и сложность конструкций мокрого охлаждения растет, но стоимость снижается. Менее чем за 100 долларов теперь можно приобрести полный комплект для эффективной системы жидкостного охлаждения. Учитывая, что приличный бронзовый охладитель сегодня стоит около 20-40 долларов, это не такие уж большие деньги. Очевидно, оно того стоит, когда даже такие гиганты «холодильной» индустрии, как Thermaltake, уже предлагают свой набор жидкостей для процессоров… Исходя из конструктивного назначения, имеет смысл разделить их на два типа систем жидкостного охлаждения: 1. Системы, в которых охлаждающая жидкость передается от насоса как отдельного механического узла. 2. насосы — системы мокрого охлаждения, в которых используется специальный хладагент, проходящий через жидкую и газовую фазы в процессе теплообмена.
Жидкостная система с помпой
Схема работы этого холодильного агрегата показана на рисунке 1. Принцип его работы эффективен и прост и ничем не отличается от систем охлаждения, обычно используемых в автомобилях. Жидкость (в большинстве случаев дистиллированная вода) закачивается в холодильник охлаждаемого аппарата с помощью специального насоса. Все компоненты соединяются с диаметром 6-12 мм. Проходя через процессорный холодильник и, возможно, другие устройства, жидкость проходит через трубы в холодильнике-теплообменнике, который рассеивает горячий воздух, а затем охлаждает его. Система закрыта, и жидкость постоянно циркулирует.
Такое же соединение, но в определенном виде, показано на рисунке 2 для «железа». В качестве примера используется продукт coolflow. Здесь хорошо видны все элементы мокрой конструкции. В этом случае система предназначена только для охлаждения процессора. Компактный радиатор с одним вентилятором идеально монтируется на передней панели корпуса без каких-либо особенностей конструкции. Насос совмещен с резервуаром для регулирующей жидкости. Стрелки указывают на движение холодной и горячей жидкости.
Рис. 2 Принципиальная схема с примером CoolingFlow Space 2000.
Схема расположения системы жидкостного охлаждения в корпусе лучше всего показана на рис. 3. Это холодильник с теплообменником увеличенного размера с двумя вентиляторами, установленными на задней стенке специально изготовленной рамы. Эта система охлаждения имеет большую зону защиты питания и, помимо процессора, при необходимости может охлаждать и другие компоненты компьютера. Однако сегодня более распространены системы жидкостного охлаждения с теплообменником и одним вентилятором.
Однако установка в доме целой системы жидкостного охлаждения имеет ряд недостатков. Во-первых, могут возникнуть проблемы с компоновкой, особенно самых мощных, поскольку типовые корпуса изначально не были рассчитаны на размещение таких конструкций. Установка особо эффективного жидкостного охлаждения требует либо специальной рамы, либо специального внешнего блока жидкостного охлаждения. Только виды, показанные на рисунке 4. Этот агрегат включает в себя насос, нагревательный элемент теплообменника, три вентилятора, электронную систему управления и цифровой индикатор температуры. Эта конструкция полностью автономна. Единственным компонентом, расположенным внутри корпуса компьютера, является жидкостный радиатор, соединенный с устройством гибкими трубками и датчиками температуры. Само устройство удобно расположено в верхней части корпуса компьютера.
Рисунок.
Самым важным компонентом системы охлаждения компьютера является радиатор процессора. В случае жидкостного охлаждения этот элемент приобретает удобный и компактный вид. Совсем не редкость рассматривать жидкостный холодильник с небольшим процессором, тем более что первый превосходит второй по производительности, по сравнению с размерами типичного воздушного холодильника. См. диаграммы 5 и 6 для оценки типов жидкостных охладителей CPU и расположения двухпроцессорных систем.
Резервуары для воды обычно располагаются в нижней части корпуса компьютера для поддержания устойчивого положения и предотвращения перелива воды на материнскую плату в случае неожиданной утечки. Что касается самой воды, то рекомендуется дистиллированная вода, в которую иногда добавляют небольшое количество спирта или автомобильного хладагента.
Структура систем жидкостного охлаждения
Для многих не секрет, что водоохладители бывают открытые (изготавливаемые по индивидуальному заказу) и закрытые (решения для технического обслуживания, готовые охлаждать определенные типы аксессуаров). И если с последним все понятно, то первую категорию можно построить в соответствии с тремя основными принципами
Параллельные цепи. Все компоненты оснащены одним насосом, который всасывает хладагент в чиллер. Вода охлаждается через решетку холодильника, где она подходит к утюгу, с которого снимается тепловая энергия. Горячая жидкость перекачивается обратно в резервуар, и процесс повторяется с нуля. Схема выглядит следующим образом.
Цепь с последовательным соединением. Элементы также являются холодными и очень эффективными, но для этого требуется мощный насос и очень вращающаяся турбина, которая может быстро охладить холодильник. Схема прилагается. Существуют комбинированные или двухконтурные нагреватели, которые можно собрать вместе. Принцип работы основан на непрерывном методе, но каждый контур направлен на одну железу. Очень дорогие системы, как в строительстве, так и в обслуживании. Владельцы высоких стандартов в погоне за максимальной производительностью не видят в таких решениях ничего постыдного.
Ключевые элементы СВО
Давайте разберемся, что за это отвечает, объяснив принципы охлаждения компьютера.
- Теплообменник – главный элемент, который вбирает в себя все тепло при нагреве процессора, видеокарты и прочих горячих железок;
- Помпа – механизм, который гоняет хладагент по контуру СВО. Некий аналог можно наблюдать в аквариуме для рыбок – принцип работы практически идентичный;
- Трубопровод – канал, по которым гоняется водичка от помпы к комплектующим и радиатору. И так по кругу;
- Переходники, фитинги и соединители – элементы, соединяющие конструкцию СВО;
- Расширительный бачок – резервуар, в котором находится жидкость, не активная в данный момент. Несмотря на тот факт, что контур закрыт и жидкость испариться не может, бачок нужен для того, чтобы спрятать в него помпу, которая при работе на свежем воздухе элементарно выходит из строя;
- Теплоноситель (он же жидкость, хладагент, дистиллят) – теплопроводящая субстанция, которая и охлаждает железо;
- Радиатор – конструкция, в которой остывает горячая вода, проходя через тонкие капилляры из меди или латуни;
- Кулер – вертушка, продувающая ребра радиатора.
Зная это, вам будет легче ориентироваться, если возникнет идея создания собственной системы Air -Cooler.
Плюсы и минусы водянки
Дай угадаю… После просмотра на YouTube видеороликов о кастомизированных топовых компьютерах с водяным охлаждением многие решили сделать то же самое сами, пусть и с FX 4300 или Core i5 2500k. Давайте развеем ваши сомнения.
- Относительно компактные размеры кулеров, что позволяет организовать СВО даже в компактном корпусе с мощным железом. Практика показывает, что вставить всеми любимый Noctua NH-D14 в стандартный корпус равносильно издевательством над башней – она просто не даст закрыть боковую крышку.
- Вода в качестве охладителя значительно повышает эффективность системы. Насколько я помню, среди автомобилей воздухом охлаждается лишь Запорожец, но в плане стабильности работы двигателя у него не все так просто.
- Возможность охладить одной водянкой сразу несколько комплектующих. Тут без комментариев – действительно удобное решение.
- Очень сложная организация водянки как таковой. Если кулер взял и поставил, то СВО нужно продумывать чуть ли не пошагово, чтобы не ошибиться с установкой радиаторов, длиной трубок, мощности помпы и т.д.
- Вода из-под крана не годится для охлаждения. Здесь можно использовать либо дистиллят, либо специальный хладагент, который продается в компьютерных магазинах, а он не дешевый.
- Опасность протечки. От системы можно и нужно ждать подвоха в самый неподходящий момент. Жидкость хоть и является диэлектриком, но коротнуть может на раз-два.
- Стоимость. О да, хорошая обслуживаемая водянка обойдется минимум в 500-600 баксов, не считая дополнительных расходников. Так что решайте сами.
