Система жидкостного охлаждения

Установка охладителя

Сборка и проектирование вашей системы начинается с выбора охладителей или водоблоков – приспособлений, которые будет крепиться непосредственно к нагревающимся компонентам ПК – центральному процессору, чипсету и процессору видеокарты. Они должны быть не только необходимых размеров, но также должны соответствовать отводимой мощности и иметь правильное расположение крепежа, учитывающие посадочные места на материнке и плате видеокарты.

Уже на этом этапе необходимо определиться с конструкцией всей системы в целом: типе и рассеиваемой мощности радиатора, скорости течения хладагента, мощности помпы и способе отвода хладагента за пределы корпуса. Здесь возникает масса технических вопросов, главный из которых – величина рассеиваемой на радиаторе мощности.

Инструменты для работы

Для сборки компонентов системы охлаждения понадобятся следующие инструменты:

• отвёртка для крепления водоблоков к нагревающимся элементам;
• гаечный ключ для подключения фитингов к водоблокам;
• специальные ножницы для резки трубок, по которым будет двигаться хладагент;
• плоскогубцы для крепления хомутами трубок к фитингам.

Фитинги – это своеобразные переходники между водоблоком и трубкой с хладагентом. Они жестко прикручиваются к охладителю одним концом, а на второй их конец надеваются трубки, затягивающиеся хомутами.

Установка охладителя на ЦП

Пожалуй, самый простой этап сборки СВО – это её установка на процессор. Водоблоки для процессора обладают стандартными размерами и точками крепления, соответствующими тому или иному типу сокета. Необходимо просто смазать поверхность процессора термопастой, установить на него водоблок и зафиксировать его при помощи болтов и отвёртки. После чего к водоблоку прикручиваются два фитинга.

Установка охладителя на видеокарту

В целом, эта процедура повторяет то, что делалось на центральном процессоре, с той лишь разницей, что охладитель видеокарты должен иметь хороший контакт не только с её процессором, но и с памятью и системой её электропитания – примерно десятком полевых транзисторов, называющихся также мосфетами.

Обычно, такие охладители выпускаются под конкретную модель видеокарты и их площадь покрывает все необходимые элементы, нуждающиеся в охлаждении. Процессор непосредственно контактирует с охладителем через тонкий слой термопасты, а чипы памяти и мосфеты получают тепловой контакт благодаря специальной термопрокладке, идущей в комплекте с водоблоком.

Установка насоса

Насос для подачи хладагента или помпа устанавливается одновременно с расширительным бачком или резервуаром. Резервуар необходим для обеспечения термического расширения охлаждающей жидкости и для содержания в себе её некоторого запаса. Оба компонента располагаются внутри корпуса. Никаких особенностей или нюансов монтажа при этом нет. Главное – надёжное крепление всей конструкции внутри корпуса.

Соединение шлангами

Когда будут установлены все компоненты внутри корпуса ПК, их соединяют шлангами. Предварительно необходимо при помощи ножниц нарезать шланги нужной длины. И здесь есть определённая сложность, заключающаяся в правильной последовательности соединения компонентов. Хладагент начинает своё движение от помпы к охлаждающимся компонентам, от менее горячего к более горячему.

Шланги присоединяются к фитингам при помощи хомутов. Выход трубки с видеокарты присоединяется к одному из фитингов приспособления, выводящего хладагент из корпуса к рассеивателю. Второй фитинг этого приспособления замыкает круг СВО в корпусе, подключением шланга к оставшемуся фитингу помпы.

Подготовка насоса к работе

Подготовка насоса к работе заключается в подключении к нему электропитания напряжением в +12 В от источника питания при помощи предусмотренного конструкцией разъёма.

⇡#Радиатор EK — CoolStream RAD XTX 360 и вентиляторы GELID Silent 120

Вместе с радиатором поставляются два комплекта винтов и инструкция, предупреждающая о возможном повреждении радиатора при использовании некомплектных винтов:

Разработанный специально для энтузиастов, радиатор EK-CoolStream RAD XTX 360 предназначен для систем с очень высоким уровнем тепловыделения сразу нескольких компонентов. Выглядит он следующим образом:

Как видите, радиатор довольно большой. Его размеры составляют 400х130х64 мм. Подробнее с ними можно ознакомиться по следующему чертежу:

Весит EK-CoolStream RAD XTX 360 почти полтора килограмма (1496 граммов, если точнее). И это без вентиляторов и жидкости. Массивная штука. 

Конструкция радиатора классическая для этого типа — он состоит из двух алюминиевых боковин, между которыми расположены 13 медных каналов с припаянной между ними медной перфорированной «гребёнкой»:

Толщина рабочего тела радиатора равна 50 мм, а благодаря большому расстоянию между рёбрами медной гребёнки он должен оптимально справляться с охлаждением хладагента как в высокоскоростных, так и в низкоскоростных режимах работы вентиляторов. Всего на EK-CoolStream RAD XTX 360 можно установить шесть вентиляторов шириной и длиной 120 мм. Их толщина ограничена только производителями самих вентиляторов и длиной крепёжных винтов.

Сверху радиатора есть отверстие, которое можно использовать для заливки или слива охлаждающей жидкости:

В нижней части расположены два отверстия для фитингов с резьбой G 1/4:

Добавим, что радиатор рассчитан на давление 1 бар и что при отдельной покупке EK-CoolStream RAD XTX 360 будет стоить 94,96 евро.

Выглядят они вполне обычно — чёрная рамка и чёрная семилопастная крыльчатка с классическими лопастями:

При изучении наклейки на статоре выясняется, что оригинальным производителем вентиляторов является хорошо известная нам с вами компания GELID:

Скорость вращения всех трёх «вертушек» постоянна — она заявлена на отметке 1600 об/мин, хотя, по данным мониторинга, она составила 1460 об/мин. PWM-управлением или какими-либо другими методиками регулирования скорости они не оснащены. Кроме того, нет в комплекте и единого кабеля для подключения всех трёх вентиляторов к одному разъёму питания и мониторинга. Это, пожалуй, единственный недостаток всей системы. Но не будем забегать вперёд. Добавим, что срок службы гидродинамических подшипников вентиляторов заявлен на отметке 50 000 часов, или более 5,7 года непрерывной работы.

Водоблок EK-Supremacy

Сам водоблок выглядит просто, но в то же время красиво — на полупрозрачной акриловой крышке вырезаны девять кругов, в одном из которых приклеен логотип компании-производителя:

Основание закрыто бумажной наклейкой, оберегающей его от случайных царапин и повреждений. Качество обработки контактной поверхности основания великолепное:

Шестигранный Г-образный ключик, входящий в комплект поставки водоблока, поможет полностью разобрать его:

Водоблок состоит из медного основания, стальной анодированной пластины и уже упомянутой здесь акриловой крышки. Последняя имеет довольно интересную конфигурацию с регулируемой высотой центральной впускной секции:

Между крышкой и медным основанием через дополнительную прокладку устанавливаются ламели разной толщины. По умолчанию там стоит ламель под номером J1, толщиной 0,8 мм — если можно так выразиться, универсальная. Однако для процессоров конструктива LGA1155/1156 рекомендуется заменить её ламелью номер J2, толщиной 1,0 мм, а для конструктива LGA2011 необходимо применять самую тонкую версию этой прокладки с номером J3, толщиной всего 0,7 мм:

Таким образом инженеры EKWB регулируют высоту подачи охлаждающей жидкости в рабочее тело водоблока и площадь концентрации хладагента на входе в рёбра водоблока.

Что касается структуры основания водоблока, то она микроканальная, выполненная в лучших традициях систем жидкостного охлаждения:

Качество прорезанных в водоблоке каналов очень высокое, а их количество равно 54.

Добавим, что контактная поверхность основания водоблока исключительно ровная, и вина за неравномерность отпечатка на нём теплораспределителя нашего процессора целиком лежит на самом выпуклом теплораспределителе:

EK-Supremacy можно приобрести и отдельно за 59,95 евро.

Что выбрать?

Теперь мы рассмотрим важные факторы, которые необходимо учитывать, прежде чем делать выбор между воздушным и жидкостным охлаждением.

Водяное и воздушное устройства охлаждения

Эффективность охлаждения

В этом нет никаких сомнений, водяное охлаждение намного эффективнее и мощнее, чем воздушная система, в первую очередь потому что гораздо больший объем
жидкого хладагента может циркулировать быстрее.

Тем не менее, более важный вопрос, который нужно рассмотреть, — нужна ли вам эта дополнительная охлаждающая способность. Для процессора который работает на
заводских тактовых частотах, воздушного устройства будет достаточно. Даже если планируется легкий разгон, жидкостное охлаждение все равно не
требуется, если процессор действительно не доведен до предела.

Цена

В то время как жидкостное охлаждение повсеместно более эффективно, преимущество воздушной системы в том, что оно гораздо доступнее. Это в основном связано
с более низкими производственными затратами, а разница в ценах может измеряться сотнями долларов.

Удобство

Если у вас нет опыта работы с компьютерным оборудованием, то обнаружите, что установка и поддержание настройки жидкостного оборудования практически невозможны.

С другой стороны, воздухоохладитель прост и удобен — вы устанавливаете его на место, извлекаете его время от времени, чтобы выдуть пыль, и он как новый.

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.

Ватерблок

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 EK Waterblocks EK-FC-5970(Фулкавер):

Ватерблок EK Waterblocks EK-FC-5970

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:

XSPC X2O Delta Chipse

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:

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 СВО за компьютерным корпусом:

Радиатор СВО

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

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:

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″.

Подробно о ключевых элементах водяного охлаждения

Радиатор охлаждения

Радиатор — панель из металлических трубок небольшого диаметра, покрытых для увеличения площади теплоотдачи алюминиевым или медным «оперением». В сущности, оперение, это многократно сложенная лента из металла. Общая суммарная площадь ленты достаточно велика, а значит, радиатор может отдать в атмосферу в единицу времени достаточно много тепла.

Самый уязвимый элемент конструкции двигателя — турбокомпрессор (турбина), работающая на крайне высоких оборотах. При перегреве разрушение крыльчатки и подшипников вала практически неизбежно 

Таким образом, разогретая жидкость внутри радиатора циркулирует сразу по всем многочисленным тонким трубкам и охлаждается достаточно интенсивно. В крышке заливной горловины радиатора предусмотрен предохранительный клапан, отводящий пары и избыток жидкости, расширяющейся при нагреве.

В радиаторе автомобиля с автоматической коробкой передач предусмотрен второй, независимый контур, в котором охлаждается трансмиссионная жидкость.

Расширительный бачок

Расширительный бачок служит для компенсации расширения жидкости при повышении температуры. В зависимости от конструкции системы бачок может быть «простым» или «сложным». «Простой» бачок представляет из себя емкость для сбора излишков расширившейся от нагрева жидкости. К нему через крышку подведена резиновая трубка, другим концом присоединенная к патрубку в верхнем бачке радиатора. 

В более сложном варианте бачок — полноправная часть системы охлаждения. Он находится под давлением, и отводящий клапан вмонтирован в крышку бачка. В этом случае в бачке всегда должна быть жидкость, чтобы при падении температуры двигателя в радиатор не попадал воздух. Для контроля на стенку бачка, находящегося под давлением, наносят метки Min и Max. 

Водяной насос, или помпа

Водяной насос обеспечивает циркуляцию охлаждающей жидкости в системе. Как правило, это центробежный насос, в котором давление создает расположенная внутри корпуса на центральной оси крыльчатка с лопастями сложной формы.

Термостат 

Термостат — устройство, поддерживающее постоянную температуру в блоке цилиндров. Он не позволяет жидкости не только перегревать двигатель, но и переохлаждать его в зимний период. С его помощью регулируется объем охлаждающей жидкости, которая проходит через радиатор.

Вентилятор системы охлаждения

В ряде случаев набегающего потока воздуха может быть недостаточно для эффективного обдува радиатора. Для обеспечения отвода тепла в автомобильной системе охлаждения предусмотрен вентилятор. В автомобилях с задним приводом и продольным расположением двигателя нередко применяется механический вентилятор, который приводится в движение ремнем от переднего шкива коленвала. Скорость вращения лопастей регулирует термомуфта (разновидность вискомуфты), к которой привинчена крыльчатка.

Если прикрепить крыльчатку вентилятора к шкиву без термомуфты, при раскручивании двигателя свыше 3000 оборотов лопасти крыльчатки отломятся

В переднеприводных (и большинстве современных заднеприводных) автомобилях используется электрический вентилятор. Он соединен с диффузором, который привинчен к крепежным элементам, расположенным по контуру радиатора. Преимущество электрического вентилятора в возможности гибко управлять его работой при помощи контроллера, руководствующегося показаниями датчика температуры ОЖ.

Вспомогательные элементы

Жидкостная система охлаждения включает в себя и типовые элементы управления: электронный блок, датчик температуры и т.д., а также приспособления для слива жидкости. Жидкость приходится сливать, к примеру, для ремонта двигателя.               

Как мы «докатились» до жидкого металла?

Локальные эксперименты в российском офисе ASUS показывали, что замена термопасты с заводской на Thermal Grizzly Kryonaut дает снижение температуры центрального процессора в диапазоне 7-10 градусов по Цельсию. Лично для меня жидкий металл в качестве термоинтерфейса всегда стоял в стороне, поскольку при отрицательных температурах использовать его достаточно сложно. Из-за частых заморозок-разморозок образуется ледяной нарост, который начинает отжимать стакан для жидкого азота от крышки процессора, и в какой-то момент жидкий металл «отклеивается» от основания азотного стакана и перестает передавать ему тепло с теплораспределительной крышки

Если вовремя не обратить внимание на характерный звук и выросшую дельту температур на основании стакана (там будут отрицательные температуры) и ядрах процессора (там будут положительные температуры), то все закончится очень печально. В лучшем случае «умрет» только процессор, а в худшем случае утащит за собой что-то еще

В случае же использования термоинтерфейса жидкого металла в домашнем компьютере или ноутбуке на каждый день тоже есть определенные риски и сложности, с которыми инженерам ROG пришлось бороться под натиском локальных офисов.

Объединившись с другими странами, мы смогли убедить штаб-квартиру начать тестирование жидкого металла в качестве термоинтерфейса в системах охлаждения ноутбуков еще в 2018 году. Правда, нам пришлось столкнуться с рядом бюрократических трудностей. Одним из самых курьезных моментов стал ответ инженеров, что они не могут купить жидкий металл в Тайване. Но я-то прекрасно знал, что у коллег из департамента материнских плат жидкий металл есть в наличии, поэтому мы продолжили воевать «с системой».

Решив проблему «нежелания», мы столкнулись с другой проблемой. Ведь наносить жидкий металл на поверхность кристалла не так уж и просто, а в рамках массового производства это практически невозможно. В итоге жидкий металл дебютировал в 2019 году в ROG Mothership, в выпущенном ограниченным тиражом в 1000 экземпляров.

Если собрать все трудности с жидким металлом вместе, то я бы выделил следующие:

• сложность нанесения

• жидкий металл проводит ток

• коррозия металлов, контактирующих с термоинтерфейсом

• стоит дороже термопасты

На протяжении следующего года инженеры ROG решали вышеперечисленные проблемы.

Жидкий металл наносится специальным станком при помощи силиконовой кисти.

Для нанесения жидкого металла в масштабах массового производства был создан специальный станок, который позволял решить, пожалуй, самую главную и сложную задачу — равномерное нанесение термоинтерфейса по поверхности кристалла процессора. В нашем случае используется жидкий металл от Thermal Grizzly, отличающийся от других производителей на рынке пониженной концентрацией олова в составе, что делает его более эффективным. На начальных этапах процесс тестирования жидкого металла был настолько засекречен, что первые партии термоинтерфейса Thermal Grizzly покупались на рынке у нескольких продавцов, а не напрямую у производителя, чтобы не допустить утечек информации.

Важно помнить, что жидкий металл проводит ток, поэтому меры предосторожности очень важны. На первом этапе на заводе используется специальная пластина, которая закрывает собой все вокруг кристалла процессора и принимает на себя излишки жидкого металла. С помощью специальной силиконовой кисти жидкий металл будет распределяться по всей поверхности кристалла

Надо отметить, что даже подбор материала для этой кисти был не таким простым, было испробовано около 30 различных материалов и выбор остановился на силиконе, который не деформирует нанесенный слой

С помощью специальной силиконовой кисти жидкий металл будет распределяться по всей поверхности кристалла. Надо отметить, что даже подбор материала для этой кисти был не таким простым, было испробовано около 30 различных материалов и выбор остановился на силиконе, который не деформирует нанесенный слой.

Добавляем еще немного ЖМ для создания безупречного контакта между кристаллом и радиатором СО

На следующем этапе пластина убирается и с помощью своего рода «шприца» на поверхность кристалла добавляется несколько капель жидкого металла, которые должны будут занять все свободное пространство между кристаллом и радиатором системы охлаждения для эффективного теплообмена. После этого устанавливается система охлаждения. В коротком видео можно посмотреть подробности процесса:

Из чего состоит охлаждающая система мотора?

• Радиатор,
• Верхний шланг радиатора,Нижний шланг радиатора,
• Помпа,
• Термостат,
• Электрический вентилятор,
• Термо-таймер,
• Радиатор.

Радиатор является наиболее важной частью механизма охлаждения. Охлаждающая смесь, прошедшая через двигатель, прокачивается через трубки радиатора и охлаждается в течение следующего цикла

Шланги радиатора

Система охлаждения мотора имеет несколько резиновых шлангов, которые перемещают жидкость из одного места в другое. Эти шланги радиатора необходимо заменить, прежде чем они станут хрупкими и треснутыми.

Помпа

Водяной насос прокачивает охлаждающую жидкость через систему. В большинстве двигателей насос оснащен ременным приводом, за исключением некоторых гоночных автомобилей, которые используют электрические водяные насосы.

Термостат

Автомобильный двигатель не всегда поддерживает одинаковую температуру и его запуск в холодную погоду занял бы целую вечность, если бы он оставался при одинаковой температуре. Термостат контролирует поток охлаждающей жидкости через систему охлаждения, а охлаждающая жидкость охлаждает двигатель. Термостат действует как клапан, который контролирует поток охлаждающей жидкости. Внутри находится воскообразное вещество, которое размягчается при определенном температурном пороге, открывая клапан и позволяя охлаждающей жидкости свободно течь.

Электрический вентилятор

Современные автомобили имеют вентилятор для основного или дополнительного охлаждения. Если автомобиль движется медленно, чтобы создать достаточный поток воздуха для охлаждения двигателя, вентилятор всасывает воздух через радиатор.

При этом вентилятор может быть механическим (приводится в движение от вращения двигателя) и создавать силу для перемещения воздуха через радиатор в жарких условиях или во время стоянки автомобиля. Система имеет датчик, который определяет повышение температуры антифриза и дает команду вентилятору работать.

Охлаждающая жидкость

Это транспортное средство, которое отводит тепло от двигателя через охладительную систему в атмосферу. Свойства антифриза становятся важными в холодную погоду — ведь если использовать простую воду, она быстро замерзнет, расширится и повредит множество компонентов.

Водяной насос

Этот компонент способствует циркуляции антифриза по всей системе. Чаще всего водяной насос приводится в движение цепью, либо ремнем газораспределительного механизма двигателя), но вместо этого на некоторых автомобилях установлен водяной насос с электронным управлением.

Двигатель

Двигатель имеет несколько внутренних проходов и портов, через которые идет охлаждающая смесьь, поглощая тепло и отводя его. Антифриз выходит из блока цилиндров/головки двигателя через различные шланги, которые переносят охлаждающую жидкость к другим частям системы.

Сердечник нагревателя

Это еще один компонент, имеющий множество мелких ребер, которые рассеивают тепло. Однако это тепло используется для обогрева пассажирского салона (если это необходимо), и поступает в кабину через вентилятор/двигатель вентилятора.

Датчики

Система охлаждения обычно имеет два датчика: датчик температуры антифриза и измеритель уровня охлаждающей жидкости. Датчик температуры контролирует тепло охлаждающей жидкости и обнаруживает перегрев. Измеритель уровня контролирует количество антифриза в системе (если оно падает слишком низко, это может привести к перегреву).

Также система охлаждения также имеет различные трубки, которые помогают переносить охлаждающую жидкость от одного основного компонента к другому с конечной целью поддержания температуры двигателя в безопасном рабочем диапазоне (и предотвращения повреждения двигателя).

Как работают устройства охлаждения?

Воздушное охлаждение

Радиатор воздушного охлаждения процессора

Функционирование воздухоохладителя довольно просто. Он опирается на два ключевых компонента:

• Вентилятор
• Радиатор

Радиатор изготовлен из материалов с высокой теплопроводностью, чаще всего из алюминия или комбинации алюминия и меди. Его цель — отводить тепло от процессора,
но теплоотвод может поглощать лишь столько тепла, сколько потребуется для отвода тепла.

То, что делает вентилятор, это постоянно вращается, чтобы холодный воздух проходил через радиатор, предотвращая его перегрев.

Водяное охлаждение

Устройство жидкостного охлаждение

Водяная система более сложная, и включает в себя больше деталей, чем воздушная:

• Насос
• Радиатор
• Шланги
• Вентилятор

В то время как воздушное охлаждение зависит от воздуха, циркулирующего через радиатор, жидкостная система использует аналогичный подход — только он
использует жидкость вместо воздуха.

Вода (или любая другая жидкая охлаждающая жидкость) прокачивается через шланги, которые соединяются с компонентом, который нуждается в теплоотводе, который в
данном случае является процессором. Но просто его циркуляция не достаточна, и жидкость нуждается в своей форме радиатора.

Именно в этом заключается роль радиатора в установке жидкостного охлаждения. И чтобы он не перегревался, у нас есть вентилятор, который удерживает над ним
холодный воздух.

Системы воздушного охлаждения

Пассивная

Если плотность теплового потока (тепловой поток, проходящий через единицу поверхности) не превышает 0,5 мВт/см², перегрев поверхности устройства относительно окружающей среды не превысит 0,5 °C (обычно — макс. до 50—60 °C), такая аппаратура считается нетеплонагруженной и не требует специальных схем охлаждения.
На компоненты с превышением этого параметра, но с относительно низким тепловыделением (чипсеты, транзисторы цепей питания, модули оперативной памяти), как правило, устанавливаются только пассивные радиаторы.

Также, при не очень большой мощности чипа или при ограниченной вычислительной ёмкости задач, достаточно бывает только радиатора, без вентилятора.

Различные профили радиаторов

Принцип работы заключается в непосредственной передаче тепла от нагревающегося компонента на радиатор за счёт теплопроводности материала или с помощью тепловых трубок (или их разновидностей, таких, как термосифон и испарительная камера). Радиатор излучает тепло в окружающее пространство тепловым излучением и передаёт тепло теплопроводностью окружающему воздуху, что вызывает естественную конвекцию окружающего воздуха. Для увеличения излучаемого радиатором тепла применяют чернение поверхности радиатора.

Наиболее распространенный тип систем охлаждения в настоящее время. Отличается высокой универсальностью — радиаторы устанавливаются на большинство компьютерных компонентов с высоким тепловыделением. Эффективность охлаждения зависит от эффективной площади рассеивания тепла радиатора, температуры и скорости проходящего через него воздушного потока.

Поверхности нагревающегося компонента и радиатора после шлифовки имеют шероховатость около 10 мкм, а после полировки — около 5 мкм. Эти шероховатости не позволяют поверхностям плотно соприкасаться, в результате чего образуется тонкий воздушный промежуток с очень низкой теплопроводностью. Для увеличения теплопроводности промежуток заполняют теплопроводными пастами.

Пассивное воздушное охлаждение центрального и графического процессоров требует применения специальных (и довольно больших) радиаторов с высокой эффективностью отвода тепла при низкой скорости проходящего воздушного потока и применяется для построения бесшумного персонального компьютера.

Активная

Основная статья: Кулер

Для увеличения проходящего воздушного потока дополнительно применяют вентиляторы (совокупность его и радиатора именуют кулером). На центральный и графический процессоры устанавливаются преимущественно кулеры.

Также, на некоторые компьютерные компоненты, в частности, жёсткие диски, установить радиатор затруднительно, поэтому они принудительно охлаждаются за счёт обдува вентилятором.

Лучшие воздушные системы охлаждения компьютера

Это устройства для видеокарт, процессоров, корпусов и чипсетов. Их охлаждающее действие происходит главным образом за счет вентилятора, который крутится на разной скорости, в зависимости от нагрева узлов, и остужает металлические части.

В дополнение используются приставные радиаторы, контактирующие с деталями компьютера, чтобы эффективней забирать тепло.

Be quiet Pure Rock (BK009) — лучший для процессора

Это эффективная система охлаждения компьютерного процессора ввиду наличия четырех трубок диаметром 6 мм каждая, которые присоединяются к теплозабирающей пластине, накладываемой на ЦПУ, и отводящих температуру в просторный радиатор с вентилятором диаметром 120 мм.

Последний имеет большой потенциал для продувания благодаря мощности 1,44 Вт и воздушном давлении 1,25 мм, но его габариты не мешают установке видеокарт под ним на материнской плате.

Плюсы:

• совместим со всеми процессорами Intel на базе чипсета 1151 и AMD 2+, 3+, FM1, 2+;
• в комплекте прилагается дополнительная рамка к платформе AMD (ничего докупать не нужно);
• радиатор собран из алюминия, а трубки из меди, что идеально для забора тепла;
• вентилятор способен вращаться на скорости до 1500 об/мин;
• внутри имеется подшипник скольжения;
• негромкая работа кулера на разных скоростях от 19 до 26 дБ;
• в радиаторе встроено 48 пластин для отвода температуры от трубок;
• лопасти нагнетают поток воздуха 87 CFM, 51,4 м3/ч;
• потребление питания 12 В и 0,12 А;
• вентилятор рассчитан на работу в течение 80000 часов при эксплуатации при температуре 25 градусов;
• легко охлаждает i5 при разгоне до 4,6 ГГц до 40-45 градусов;
• компактные габариты 87х121х155 мм не мешают другим узлам на чипсете.

Минусы:

• провод для подвода питания 22 см может быть неудобен в некоторых случаях (большие корпуса и удаленный разъем);
• на платах AMD нужны модули оперативной памяти ниже 33 мм, поскольку первые два слота перекрываются креплением радиатора (остальные слоты позволяют установить любые размеры ОЗУ).

Arctic Cooling Accelero Twin Turbo 3 – лучший для видеокарты

Эта модель подходит для всех типов графических адаптеров Nvidia и Radeon, чтобы обеспечивать их длительную работу при серьезной нагрузке по видео. Корпус воздушной системы охлаждения состоит из прочной пластиковой рамки и двух вентиляторов диаметром 92 мм каждый.

На обратной стороне имеется пять трубок для совмещения с крепежной пластиной и отвода тепла в тонкий радиатор. Лопасти закрыты стильной решеткой, что будет эффектно смотреться в полупрозрачном системном блоке.

Плюсы:

• рассеиваемая мощность 250 Вт;
• скорость вращения лопастей регулируется пользователем (принудительно) или системой (автоматически), и выставляется от 900 до 2000 об/мин;
• тонкий корпус 53 мм не занимает много места на материнской плате;
• в комплекте коннектор для подключения питания 4 pin;
• понижение температуры видеокарты в потоке 34 градуса, а при максимальной нагрузке 78 градусов (на Nvidia GTX 560);
• тихая работа кулера 25 дБ;
• в наборе монтажные детали под любую видеокарту.

Минусы:

• нет дополнительной подсветки;
• на некоторых совместимых моделях приходится подпиливать платы (сам пластик) и углы радиатора, чтобы вставить устройство;
• стоимость 3500 рублей;
• после установки может потребоваться дополнительное охлаждение на цепи питания.

Zalman ZM-F3 SF — лучший для корпуса

Этот вентилятор является лучшей системой охлаждения для корпуса компьютера ввиду стоимости 350 рублей и эффективных отростков на лопастях, которые напоминают акульи плавники.

Такая технология позволяет захватывать и нагнетать еще больше воздушной массы, чем при аналогичной скорости вращения, но с гладкими лопастями. Еще это предотвращает вибрации и шум от работы.

Устройство крепится на задней стенке системного блока и может быть в черном или прозрачном исполнении.

Плюсы:

• 9 лопастей кулера;
• по 4 акульих плавника на каждой лопасти для предотвращения турбулентности;
• 120 мм диаметр вентилятора;
• легкое вращение на подшипнике скольжения;
• мягкие силиконовые крепления не дают корпусу тарахтеть при работе;
• рассчитан для использования в течение 50000 часов;
• легка масса 125 г;
• тонкий корпус 25 мм не будет выступать чрезмерно за габариты системного блока или забирать место внутри;
• стоимость всего 350 рублей;
• уровень шума 23 дБ;
• легкое подключение к большинству ПК благодаря коннектору 3 pin;
• охлаждает корпус при работе браузера до 35 градусов.

Минусы:

• содействует захвату пыли и натягиванию ее внутрь корпуса;
• разгон вращения до 1200 об/мин;
• тонкий пластик требует аккуратной установки (если перетянуть крепление, то может лопнуть ушко).