В этой статье я постараюсь рассказать о своей попытке изготовить систему водяного охлаждения для процессора в домашних условиях. При этом опишу основные моменты и технические тонкости на примере собственного опыта. Если вам интересно подробное иллюстрированное руководство по изготовлению, сборке и установке такой системы, то добро пожаловать под кат.
Трафик, много картинок! Видео процесса изготовления в самом низу.
Мысль о создании более эффективного охлаждения домашнего компьютера у меня зародилась в процессе поиска способа повысить производительность своего компьютера с помощью «разгона» процессора. Разогнанный процессор потребляет в полтора раза больше мощности и соответственно греется. Главный ограничитель покупки готовой – цена, покупка в магазине готовой системы водяного охлаждения вряд ли обойдется дешевле ста долларов. Да и в обзорах бюджетные системы жидкостного охлаждения не особо хвалят. Так было решено сделать простейшую СВО самостоятельно и с минимальными затратами.
Теория и сборка
Основные детали
- Водоблок (или теплообменник)
- Центробежный водяной насос (помпа) мощностью 600 литров/ч.
- Радиатор охлаждения (автомобильный)
- Расширительный резервуар под теплоноситель (воду)
- Шланги 10-12 мм;
- Вентиляторы диаметром 120мм (4 штуки)
- Источник питания для вентиляторов
- Расходные материалы
Водоблок
Основная задача водорблока это быстро забрать у процессора тепло и передать его теплоносителю. Для данных целей наиболее подходит медь. Возможно изготовление теплообменника и из алюминия, но его теплопроводность (230Вт/(м*К)) вдвое меньше меди (395,4 Вт/(м*К)). Также немаловажно устройство водоблока (или теплообменника). Устройство теплообменника представляет собой один или несколько непрерывных каналов, проходящих через весь внутренний объем водоблока. При этом важно максимально увеличить поверхность соприкосновения с водой и избежать застоев воды. Для увеличения поверхности обычно используют частые надрезы на стенках водоблока или устанавливают мелкие игольчатые радиаторы.
Я не пытался сделать что-то сложное, поэтому начал делать простую ёмкость для воды с двумя отверстиями для трубок. За основу был взят латунный соединитель для труб, а основанием стала медная пластина толщиной 2 миллиметра. Сверху в такую же пластину вставляются две медные трубки диаметра шланга. Всё запаивается оловянно-свинцовым припоем. Делая водоблок побольше я сначала не задумывался о его весе. В собранном виде со шлангами и водой на материнской плате будет висеть более 300 грамм, и для облегчения пришлось использовать дополнительные крепления для шлангов.
- Материал: медь, латунь
- Диаметр штуцеров: 10 мм
- Пайка: Оловянно-свинцовый припой
- Способ крепления: винтами к креплению магазинного кулера, шланги крепятся хомутами
- Цена: около 100 рублей
Выпиливание и пайка
Помпа
Помпы бывают внешние или погружные. Первая лишь пропускает ее через себя, а вторая ее выталкивает, будучи в нее погружена. Здесь использована погружная, помещается в ёмкость с водой. Внешнюю найти не удалось, искал в зоомагазинах, а там только погружные аквариумные помпы. Мощность от 200 до 1400 литров в час цена от 500 до 2000 рублей. Питается от розетки, мощность от 4 до 20 ватт. На твёрдой поверхности помпа сильно шумит, а на поролоне шум незначителен. В качестве резервуара для воды использовалась банка, вмещающая в себя помпу. Для присоединения силиконовых шлангов были использованы стальные хомуты на винтах. Для лёгкого надевания и снятия шлангов можно использовать смазку без запаха.
- Максимальная производительность - 650 л/ч.
- Высота подъема воды – 80 см
- Напряжение – 220В
- Мощность – 6 Вт
- Цена - 580 рублей
Радиатор
Насколько качественным будет радиатор, во многом определит эффективность всей системы водяного охлаждения. Тут использован автомобильный радиаторсистемы отопления (печка) от девятки, куплен старый на барахолке за 100 рублей. К сожалению, интервал между пластинами в нём оказался меньше миллиметра, поэтому пришлось вручную раздвигать и сжимать пластины по нескольку штук, чтобы слабые китайские вентиляторы смогли продуть его насквозь.- Материал трубок: медь
- Материал ребер: алюминий
- Размер: 35х20х5 см
- Диаметр штуцеров: 14 мм
- Цена: 100 рублей
Обдув
Обдувается радиатор двумя парами 12 см вентиляторами спереди и сзади. Запитать 4 вентилятора от системного блока во время проверки не представилось возможным, поэтому пришлось собрать простой блок питания на 12 вольт. Вентиляторы были соединены параллельно, и подключены с учётом полярности. Это важно, иначе с большой вероятностью вентилятор можно испортить. У кулера 3 провода: черный (земля), красный (+12В) и желтый (значение скорости).
- Материал: китайский пластик
- Диаметр: 12 см
- Напряжение: 12 В
- Ток: 0.15 А
- Цена: 80*4 рублей
Хозяйке на заметку
Цель снижения шума я не ставил из-за стоимости вентиляторов. Так вентилятор за 100 рублей изготовлен из чёрного пластика и потребляет 150 миллиампер тока. Именно такие я использовал для обдува радиатора, дует слабо, зато дешёвый. Уже за 200-300 рублей можно найти намного более мощные и красивые модели с потреблением 300-600 миллиампер, но на максимальных оборотах они шумные. Это решается силиконовыми прокладками и антивибрационными креплениями, но для меня решающее значение играла минимальная стоимость.Блок питания
Если готового под рукой нет, можно собрать простейший из подручных материалов и микросхемы, которая стоит меньше 100 рублей. Для 4 вентиляторов необходим ток 0,6 А и немного про запас. Микросхема даёт примерно 1 ампер при напряжении от 9 до 15 вольт в зависимости от модели. Можно использовать любую модель, выставляя 12 вольт переменным резистором.
- Инструменты и паяльник
- Радиодетали
- Микросхема
- Провода и изоляция
- Цена: 100 рублей
Установка и проверка
Аппаратная часть
- Процессор: Intel Core i7 960 3.2 ГГц / 4.3 ГГц
- Системная плата: ASUS Rampage 3 formula
- Блок питания: OCZ ZX1250W
- Термопаста: АЛ-СИЛ 3
Программное обеспечение
- Windows 7 x64 SP1
- Prime 95
- RealTemp 3.69
- Cpu-z 1.58
Особо долго тестировать не пришлось, т.к. результаты не приближались даже к возможностям воздушного кулера. Радиатор СВО обдувался пока только двумя китайскими вентиляторами из 4х возможных и ещё не были раздвинуты шире пластины для лучшего продува. Так в режиме экономии энергии и нулевой загрузке температура процессора на воздухе примерно 42 градуса, а на самодельной СВО 57 градусов. Запуск теста prime95 на 4 потока (50% загрузка) прогревает до 65 градусов на воздухе и до 100 градусов за 30 секунд на СВО. При разгоне результаты ещё хуже.
Была предпринята попытка сделать новый водоблок с более тонкой (0,5 мм) медной пластиной основания и почти втрое более вместительный внутри, правда из тех же материалов (медь + латунь). В радиаторе раздвинуты пластины для лучшего продува и добавлено ещё два вентилятора, теперь их 4 штуки. В этот раз в режиме экономии энергии и нулевой загрузке температура процессора на воздухе примерно 42 градуса, а на самодельной СВО примерно 55 градусов. Запуск теста prime95 на 4 потока (50% загрузка) прогревает до 65 градусов на воздухе и до 83 градусов на СВО. Но при этом вода в контуре начинает довольно быстро нагреваться и уже через 5-7 минут температура процессора достигает 96 градусов. Это показания без разгона.
Собирать СВО было, конечно интересно, но применить её для охлаждения современного процессора не удалось. В старых компьютерах отлично справляется штатный кулер. Может быть я подобрал некачественные материалы или неправильно изготавливал водоблок, но собрать СВО менее, чем за 1000 рублей в домашних условиях мне не представляется возможным. Почитав обзоры бюджетных готовых СВО, имеющихся в магазинах я не надеялся, что моя самоделка будет лучше хорошего воздушного кулера. Для себя сделал вывод, что не стоит экономить в будущем на комплектующих для СВО. Когда решусь покупать СВО для разгона, однозначно буду собирать её сам из отдельных деталей.
Видеоролик
Введение
Ещё несколько лет назад водяное охлаждение считалось экстримом в мире моддинга. Системы обычно состояли из самостоятельно собранных пользователем блоков с редкими алюминиевыми деталями. Сегодня же, в 2005 году, водяное охлаждение стало весьма ценной и доступной, хотя всё ещё экзотической технологией. С помощью компаний вроде Koolance, Danger Den и Swiftech массовое производство компонентов систем водяного охлаждения открыло дверь даже для не слишком опытных моддеров.
Для водяного охлаждения существует две основные сферы применения: бесшумные компьютеры и экстремальный "разгон". Любителям бесшумных ПК водяное охлаждение позволяет избавиться от громких вентиляторов, в то же время, обеспечивая превосходный отвод тепла. Петля водяного охлаждения проходит через самые горячие участки ПК (CPU, GPU) и передаёт тепло на теплообменник. В результате компоненты не так сильно нагреваются, что создаёт неплохой потенциал для "разгона".
Проектируем общий вид системы
Перед тем, как начать выбирать компоненты, следует спроектировать вашу систему. Главное, что нужно продумать, - как разместить все компоненты внутри вашего корпуса.
Ниже мы привели список компонентов, которые используются в типичной системе водяного охлаждения.
- Головки охлаждения: передают тепло от системных компонентов жидкости.
- Насос: заставляет жидкость циркулировать по трубкам.
- Теплообменник: рассеивает в воздух тепло, полученное от жидкости.
- Вентилятор и кожух: помогают продувать воздух через теплообменник.
- Резервуар: нужен для заполнения системы жидкостью и удаления из неё пузырьков.
- Трубки: по ним течёт жидкость.
Будь ваша система полностью заключена в корпус (здесь "средняя башня" не подойдёт) или вы будете использовать внешний теплообменник, вы должны всё предварительно продумать. Водяное охлаждение - это не тот проект, который можно дорабатывать по ходу. Если вы что-то упустите, то во время сборки системы потратите намного больше времени и денег.
Головки охлаждения
Выбор нужных головок охлаждения обычно не представляет труда. Всё попросту упирается в деньги. Посетите несколько сайтов, предлагающих головки охлаждения, и решите, какая из них лучше всего вам подойдёт. Обратите внимание, из какого материала изготовлена головка (обычно медь) и подойдёт ли она для диаметра ваших трубок. Некоторые сайты продают головки, изготовленные из серебра, а не из меди. Несмотря на очевидный шик, реальные преимущества серебра перед медью ничтожны, так что мы не рекомендуем их покупать, даже если вы можете себе это позволить.
Если вы планируете охлаждать видеокарту, то неплохо будет взять две головки, чтобы охлаждать и GPU, и видеопамять. Большие головки, охлаждающие оба компонента, обычно трудно устанавливать, да и высота чипов на каждой карте разная. Кроме того, неправильный монтаж такой головки может привести к катастрофическим результатам. В большинстве случаев лучше всего купить головку для GPU, а к памяти прикрепить обычные радиаторы.
Купить головки охлаждения вы можете на следующих сайтах.
Насос
При выборе насоса следует учитывать несколько факторов. Для простоты мы будем рассматривать только линейные насосы, а не погружные.
Сначала нужно решить, будете ли вы питать насос от блока питания компьютера (12 В) или от розетки (220 В). Что касается производительности, то никакой разницы между двумя указанными способами нет. Преимущество 12-В насоса в том, что вы никогда не забудете его включить, так как он запускается вместе с компьютером. Недостатком будет то, что подобные насосы стоят несколько дороже сетевых вариантов. В принципе, если насос питается от сети, то для него тоже можно установить выключатель, который будет автоматически его запускать при старте компьютера. Некоторые пользователи таких насосов вообще никогда их не выключают, чтобы случайно не забыть включить насос.
При выборе насоса следует обращать внимание на такие параметры, как гидростатический напор, уровень шума, надёжность и скорость потока. Гидростатический напор очень важен - насос с большой скоростью потока, но маленьким напором не сможет прокачать жидкость через радиатор и головки охлаждения. Уровень шума насосов бывает разный, однако они редко работают громче, чем вентилятор теплообменника. Не забудьте установить прокладку между насосом и корпусом (в комплект поставки некоторых насосов прокладки уже входят). Тогда вибрация насоса не будет передаваться на корпус.
На следующих сайтах вы можете ознакомиться с популярными решениями.
Во всех системах водяного охлаждения необходимо отводить тепло от жидкости. Наиболее распространённый способ отвода тепла заключается в использовании теплообменника/радиатора. Он представляет собой змеевик, снабжённый большим количеством металлических рёбер и размещающийся снаружи или внутри корпуса компьютера. Через теплообменник пропускается жидкость, которая передаёт тепло рёбрам, а они, в свою очередь, окружающему воздуху. Конечно, существуют и более изощрённые технологии, но для большинства систем одного радиатора будет более чем достаточно.
Поскольку водяное охлаждение компьютера во многом напоминает радиатор автомобиля, вряд ли вас удивит, что самый дешёвый и наиболее эффективный способ конструкции теплообменника копирует систему охлаждения автомобиля. Однако использовать стандартный автомобильный радиатор будет практически невозможно из-за его большого размера и требований по потоку. Вместо этого энтузиасты зачастую берут так называемую сердцевину подогревателя (heater core). Наиболее популярные сердцевины для водяного охлаждения берут от 1984 Chevrolet Chevette и 1977 Pontiac Bonneville, из-за их хорошего соответствия корпусам "полная башня". Сердцевина Chevette имеет подходящую площадь поверхности для одного 120-мм вентилятора, а Bonneville достаточно большая, чтобы вместить два вентилятора. Сердцевины можно купить в любом автомагазине за $20-$30.
Перед тем, как устанавливать упомянутые сердцевины подогревателя в компьютер, необходимо сделать небольшие модификации. Нужно обрезать трубки, идущие от сердцевины, и заменить их нужными трубками. Кроме того, тщательно вычистите сердцевину подогревателя, так как в комплекте поставки она обычно бывает не такой чистой.
Для эффективного охлаждения теплообменника часто забывают о кожухе, который, по сути, является прослойкой между вентиляторами и радиатором. Стандартные вентиляторы корпуса отличаются "мёртвым пятном" в центре, поэтому кожух необходим для создания ровного воздушного потока вдоль рёбер.
Кожух очень просто сконструировать: его можно сделать из картона, листа металла или другого подручного материала. Один из самых удобных кожухов для сердцевины подогревателя Bonneville 77 можно сделать из контейнера для еды. Возьмите CD, обведите его на контейнере и вырежьте. В итоге вы получите два отверстия, идеально подходящие для 120-мм вентиляторов. Затем прикрепите вентиляторы к кожуху с помощью винтов, после чего подсоедините кожух к радиатору скотчем. Если будете вырезать свой кожух, делайте его толщиной не менее двух сантиметров: чем больше расстояние между вентиляторами и поверхностью радиатора, тем лучше.
Ниже приведены самые распространённые решения для теплообменника.
- Сердцевина подогревателя
- Black Ice
Резервуар, трубки и жидкость
Существует три способа заполнения системы водяного охлаждения. Всё зависит от размеров корпуса и от количества работы, которую вы готовы тратить на обслуживание вашей системы.
Первый метод состоит в использовании резервуара - простого контейнера с входным и выходным патрубками, а также с крышкой для заливки жидкости. Резервуар обладает несколькими преимуществами, самое важное из которых - лёгкий способ заполнения системы. Кроме того, размещение резервуара перед входным патрубком насоса гарантирует постоянную подачу жидкости в насос. Однако резервуар не понижает температуру жидкости: большое её количество означает, что она дольше будет достигать теплового баланса.
Простой и недорогой способ заполнения системы заключается в использовании T-line. При этом в водяной цикл размещается T-разветвитель, обычно перед насосом, от которого выходит трубка. Она работает в качестве небольшого резервуара, который можно наполнять с помощью воронки. Многие моддеры используют T-line не только из-за низкой цены, но также из-за того, что для этого требуется меньше пространства, чем для резервуара.
Наконец, вы можете использовать закрытый цикл, но при этом нужен погружной насос. Достаточно просто разместить насос в большом резервуаре с жидкостью и включить его. Когда система будет заполнена жидкостью, следует подключить входной патрубок насоса к трубке. Такое решение выглядит наиболее элегантным, но его труднее обслуживать.
В принципе, покупать специальные трубки на сайтах вовсе необязательно. Подойдут любые, лишь бы они имели правильный внутренний диаметр (ID), а патрубки - правильный внешний диаметр (OD).
Если будете покупать на сайтах моддеров, то там чаще всего встречаются трубки Clearflex-60 и Tygon. Основное отличие заключается в том, что трубки Tygon сертифицированы для лабораторного использования и обычно стоят чуть дороже.
Кроме того, не забывайте купить достаточное число креплений для трубок. Они бывают разных типов, берите те, которыми вам будет удобнее пользоваться.
Кроме того, к дистиллированной воде можно добавить хладагент. Опять же, вовсе необязательно покупать его на сайтах моддеров. Можно взять автомобильный хладагент. Следуйте указаниям на бутыли и создайте правильную смесь для вашей системы. Есть несколько причин использовать хладагент. Самая важная - предотвратить электрохимическую коррозию. Кроме того, хладагент предотвратит рост водорослей, да и краситель упростит обнаружение утечек.
Заключение и общие советы
Водяное охлаждение сегодня уже не такое сложное и опасное. Следуйте нашим советам, и вы не только сможете улучшить охлаждение вашей системы, но и получите немало удовольствия от работы своими руками. Конечно же, правильно собранная и должным образом украшенная система водяного охлаждения привлечёт внимание друзей на игровой вечеринке..
Ниже мы привели советы, которые будут не лишними во время сборки.
- Семь раз отмерь, один отрежь.
- Избегайте перегибов и 90-градусных углов трубок. Чем меньше трубок и изгибов, тем легче работать насосу. И всегда соединяйте входной патрубок насоса прямой трубкой, без перегибов.
- Порядок головок охлаждения в цикле не слишком сильно влияет на температуру жидкости.
- Лучше, если вентиляторы будут выдувать воздух из радиатора, а не вдувать. Такой подход тише, да и более эффективен (если, конечно, использовать кожух).
- Пусть водяной цикл проработает пару часов без компьютера - тогда вы сможете обнаружить утечки. Лучше всего, если вы обмотаете все сочленения салфетками или газетной бумагой - тогда вы предотвратите попадание жидкости на компоненты системы.
Предисловие
Согласитесь, температура 66 о С для Атлона 1000 МГц (не смейтесь, мой принцип - главное не железо, а то, что его окружает) в состоянии покоя, а при 100% загрузке 75 о С, многовато... Поэтому родился данный агрегат.
Данная СВО изначально задумывалась как внешняя - поставил ее в угол и пусть там стоит, а к компьютеру подходят только два шланга, по моему мнению, и задумкам на будущее системный блок можно напичкать чем-нибудь другим, например - неоновая подсветка, УФ подсветка, красивые круглые шлейфы, светящиеся в УФ и т.д. К сожалению, чертежи некоторых элементов не сохранились, да они и не нужны - каждый делает все под себя, отталкиваясь от тех материалов, которыми располагает. Главное принцип.
Комплектующие для СВО
Помпа - Atman-103, продается в любом зоомагазине. Устанавливается внутри расширительного бачка на стенку с помощью присосок.
Штатный выходной штуцер помпы был выброшен на помойку в связи с тем, что его диаметр не подходил под мои запросы (диаметр шлангов). Вместо него установлен самодельный с входным диаметром 16 мм, выходным 10 мм (диаметры наружные) и переходным конусом.
Радиатор - от печки автомобиля Toyota, отдал друг за две двушки пива, распитые совместно. Очищен от грязи ацетоном, изнутри промыт им же, снаружи покрашен краской из баллончика. Впускной и выпускной штуцеры заменены, опять же, на самодельные. Установлены впритирку на герметик. Получилось здорово - нигде не течет.
На радиатор устанавливаются два вентилятора, купленные в Интернет магазине - охлаждают и смотрятся здорово!
Долго думал как закрепить вентиляторы на радиаторе. Оказалось все просто - долой саморезы и сложные крепежи!!! Все гениальное (ну и скромный же я) просто…
Для крепления вентиляторов понадобилось несколько резинок (ластиков) из ближайшей канцелярской лавки и кабельные стяжки.
Резинки режутся на кубики, в крепежные отверстия вентиляторов вставляются стяжки и фиксируются теми самыми кубиками.
Затем стяжки вставляются в щели радиатора.
Закрепляем это с обратной стороны срезанными замочками с таких же стяжек. И вот что получаем
По-моему здорово… и просто!!! Расширительный бачок - пластмассовый пищевой контейнер, в моем случае круглый, но есть и другие по форме, можно найти в магазине промтоваров. Для долива жидкости в крышку бачка врезана горловина от 5-литровой бутылки с водой.
Шланги - силиконовая трубка внутренний диаметр 8 мм, купил в строительном магазине жидкостный уровень.
Устанавливаются на штуцеры с предварительным нагревом шлангов для более герметичной посадки. Места посадки обжаты хомутами из ближайшего автомагазина.
Реле - BS 115C, куплено в магазине радиотоваров. Необходимо для автоматического включения СВО одновременно с включением питания компьютера.
Система смонтирована на платформе из оргстекла, нашел в гараже, поскольку оно было сильно исцарапано, то пришлось сделать матовым. Бачок установлен на резиновые прокладки для снижения вибрации при работе помпы.
Для ввода шлангов в корпус компьютера сделана переходная панель из стандартной заглушки. На ней находятся два штуцера, вход и выход охлаждающей жидкости, и разъем для подключения питания - 12В.
К панели СВО подключается с помощью вот такого хвоста:
Обращаю особое внимание на меры безопасности при обращении с электричеством!
Все токоведущие элементы должны быть защищены от случайного попадания туда пальцев!
В общем агрегат выглядит вот так
Общие габариты системы таковы: Д270, Ш200, В160.
Водоблок изготовлен из меди марки М1. Сия медная болванка куплена на пункте приема цветмета за 200 р. Диаметр его составляет 65мм, высота 25мм. Собран он из двух частей, основания и крышки, выполненной в виде стакана с отверстиями под штуцеры. Толщина основания 5мм, на нем располагаются теплосъемные ребра шириной 2мм высотой 7мм с шагом 2мм, всего 11 ребер. Данное изделие выполнено с помощью токарного и фрезерного станков. Конструкция абсолютно герметична и проверена под давлением 4 атмосферы.
Сторона днища, прилегающая к процессору, отполирована. Для того, чтобы со временем водоблок не окислился и не потемнел (медь все таки), пришлось покрыть его тонким слоем автомобильного лака из баллончика.
Крепеж водоблока индивидуален для каждого, все зависит от типа матери и используемого процессора. Я пошел по самому простому пути. В отверстия около процессора на материнской плате установил металлические стойки (главное не забыть про диэлектрические прокладки).
Из фторопласта сделаны небольшие «уши», с помощью которых водоблок крепится на материнской плате винтами. Прелесть данного материала состоит в его прочности и простоте обработки, из инструмента понадобился только нож. И еще он немного пружинит и, следовательно, при установке на процессор не даст перетянуть винты до образования нежелательных трещин на нем.
После окончательной установки в корпус все выглядит вот таким образом:
В качестве охлаждающей жидкости используется тосол. Его плюсы - хорошая теплопередача, не цветет как вода, дополнительная смазка помпы.
Теперь смотрим температуру:
При разогреве процессора программой CPUburn в течении 30 минут достигнута максимальная стабильная температура в 41 градус. Общая стоимость системы около 600 рублей.
Иванов Станислав
stasivanov (a) mail.ru
23/07.2006
