COMPUTER LIFE

Водные процедуры (1 часть)

Автор: Сергей Бучин

Между двумя крайностями, экстремальными и привычными системами охлаждения, есть середина — водяное охлаждение. Эти установки (по крайней мере, модели с замкнутым циклом, то есть не подключенные к водопроводу, а гоняющие внутри себя один и тот же объем воды) не способны остудить процессор ниже температуры окружающей среды, однако все равно более эффективны, нежели воздушное охлаждение.

В простейшем случае такая система состоит из:
- ватерблока, являющегося, собственно, теплообменником «процессор — вода»,
- насоса, перегоняющего воду через всю систему,
- расширительного бачка — резервуара,
- радиатора (возможно, оснащенного активным воздушным охлаждением), который горячую воду превращает в холодную.

Как видите, ничего сложного. По сути, такая система выступает посредником между процессором и воздушной системой охлаждения, однако эффективность этого «посредника» может быть очень и очень высока, во-первых, благодаря хорошим «охлаждающим» свойствам воды (имеются в виду, конечно же, ее теплофизические свойства, такие как теплоемкость, а также особенности теплообмена при обтекании чего-либо водой, однако у меня нет никакого желания перегружать статью терминами из области тепломассообмена), а во-вторых, потому, что радиатор отдален от процессора и практически не ограничен в весе и размере.

Не так давно на российский рынок стали-таки просачиваться серийные системы водяного охлаждения с замкнутым циклом стоимостью меньше 150 долларов. Пока таких систем всего две. Первой стала 3R System Poseidon WCL-02, произведенная корейской компанией 3R System (3rsystem.co.kr), а затем и известная своими кулерами компания Thermaltake (www.thermaltake.com) предложила собственное решение — систему Aquarius II Liquid Cooling

3R System Poseidon WCL-02

Poseidon WCL-02 состоит всего из четырех элементов. Самый важный элемент, который, будучи выполнен неграмотно, может свести на нет эффективность всей системы, — ватерблок. Он полностью алюминиевый, изготовлен прессованием и предназначен для установки на процессоры Socket A или Socket 370. Конечно, лучше, чтобы он был медным — все же теплопроводность у меди выше…

Качество обработки основания нареканий не вызывает. Однако внешний вид — не главное в ватерблоке. Гораздо важнее внутреннее устройство: вода омывает множество длинных и тонких стержней, благодаря чему многократно увеличивается площадь поверхности теплообмена.

Ватерблок крепится к процессору посредством разборной клипсы, которая опирается сразу на три лапки. Правда, клипса довольно жесткая, и повредить процессор при установке или снятии блока — раз плюнуть, так что будьте аккуратнее. Кроме того, запаситесь термопастой — в поставку она не входит.

В комплект входит также адаптер для установки блока на Socket 478, однако к нему почему-то не прилагается никакого крепления — придется или делать свои клипсы, или дорабатывать адаптер с помощью напильника под стандартную рамку от боксового кулера. Это, во-первых, потеря времени, а во-вторых, денег, потому что первое крепление вы обязательно сломаете.

Второй теплообменник — воздушно-водяной — поначалу производит куда лучшее впечатление. Внешне он похож на автомобильный радиатор, да и конструктивно практически его повторяет. Между двумя крупными (диаметр каждой — около 20 мм) алюминиевыми трубками с перегородками, в одну из которых впаяны входной и выходной штуцеры, проложено девять более мелких трубок, а соседние трубки соединены между собой алюминиевыми же ребрами (вернее, одним ребром-гармошкой). Все это позволяет увеличить площадь теплообмена.

В пластиковом кожухе радиатора достаточно крепежных отверстий, так что разместить его в нужном месте корпуса будет нетрудно. Для охлаждения радиатора предусмотрен вентилятор диаметром 80 мм, вращающийся со скоростью 2500 об./мин. и издающий ощутимый шум. К счастью, скорость вращения можно снизить практически без ущерба для охлаждения.

Третий основной элемент системы — насос и бачок с водой. Я не случайно назвал их одним элементом, хотя конструктивно это две разные вещи. Дело в том, что в Poseidon WCL-02 используется насос погружного типа, такой как в аквариумах. Впрочем, почему «такой как»? 3R System действительно взяла готовое решение — обычный аквариумный насос KSP-1000 производства Hyub Shin. Любителям рыбок и прочей плавающей живности эта надежная, качественная и недорогая марка хорошо известна. Насос работает от сети 220 В 50 Гц, качает воду из бачка и подает ее вверх, в выходной патрубок. При достойном небольшом энергопотреблении (7 Вт) он способен прокачать 600 литров воды за час и поднять водяной столб на 0,9 м. Правда, все это в теории, на практике же производительность заметно ниже из-за гидравлического сопротивления системы. На нижней части насоса есть четыре присоски, которыми он крепится ко дну резервуара.

Питание насоса, как я уже говорил, осуществляется от сети 220 В. Производитель, дабы вы не делали лишних движений, вложил в коробку еще и реле, которое реагирует на появление напряжения +12 В и включает насос. Запаситесь часовой отверткой — без нее вы вряд ли подключите насос к реле. Также рекомендую проложить между концами проводов насоса маленький кусочек резины или изоляционной ленты — неизолированные концы находятся близко друг от друга, ничто не помешает им соприкоснуться и вывести из строя что-нибудь нужное, например реле.

Кстати, а что будет, если насос вдруг выйдет из строя? Да ничего не будет, если, конечно, ваша материнская плата оборудована хоть какой-нибудь системой защиты процессора от перегрева, не важно, с каким временем реакции — доли секунды или десяток секунд. Емкость ватерблока такова, что даже если циркуляция воды прекратится и источник тепла мощностью 50 Вт (то есть процессор) начнет подогревать воду в ватерблоке, времени, которое потребно для доведения воды до кипения, вполне хватит, чтобы отреагировала любая, даже самая тормозная система. Да и не услышать, что насос перестал работать, сложно.

Забегая вперед, скажу, что я все-таки провел «аварийную остановку» насоса. За полторы минуты температура неторопливо доползла до 90 градусов, и система благополучно отключилась. Установите в BIOS Setup «Shutdown temperature», и можете спать спокойно.

Поскольку многие компьютеры питаются от источников бесперебойного питания, 3R System не стала прикреплять вилку к проводам, а просто вложила ее в коробку. Захотите — прикрутите вилку и вставите ее в розетку, нет — подключите систему непосредственно к выходам ИБП.

Резервуар вмещает около 600 мл воды (лучше, понятное дело, использовать дистиллированную, которая продается в любом автомагазине, — обычная вода содержит соли, которые, во-первых, могут стать причиной коррозии, а во-вторых, будут оседать в каналах теплообменников). Загерметизировать бачок полностью вряд ли получится. Если вы случайно опрокинете его, вода будет течь по проводу питания насоса, однако небольшой перекос протеканием не грозит — стык крышки и корпуса замечательно герметизируется с помощью прилагающейся прокладки.

Соединяются все элементы с помощью резинового шланга. Длину каждой соединительной трубки вы определяете сами и отрезаете нужный кусок от прилагающегося двухметрового. Шланга хватит для любого корпуса, еще и останется. Разумеется, чем короче трубки, тем меньше гидравлическое сопротивление всей системы и тем выше ее эффективность. Хотя, конечно же, львиная доля приходится на теплобменники, и сопротивлением лишних 10 см трубки можно пренебречь.

Диаметр штуцеров и материал шланга подобран так, что никаких течей в системе нет даже без использования хомутов, однако я все же рекомендую зажать ими хотя бы самые важные соединения.

К попавшему к нам экземпляру WCL-02 инструкция не прилагалась, однако даже без нее монтаж не составляет труда, так как он действительно понятен интуитивно. От насоса вода отправляется в радиатор, затем — в ватерблок и из ватерблока — в расширительный бачок, где смешивается с уже успевшей чуть-чуть остыть водой. Перепутывать порядок нежелательно, хотя криминала в том, что вода прямо из резервуара пойдет в ватерблок, а оттуда в радиатор и резервуар, нет никакого. При наличии необходимых инструментов и навыков вы вряд ли потратите на сборку системы больше получаса.

Насос шумит. Точнее, не столько шумит, сколько вибрирует. К счастью, в коробке нашелся кусок клейкого поролона, и после установки на него насоса вибрация стала раздражать гораздо меньше. Шумит также вентилятор, но его скорость, как я уже говорил, можно понизить. По мере нагревания воды (а процесс этот достаточно долгий и занимает около часа, в зависимости от начальных условий) и заполнения всех полостей теплообменников крышка и стенки резервуара все больше запотевают, а насос выделяет все меньше воздушных пузырей.

Кстати, реальная цифра расхода отличается от теоретической в шесть раз — за шесть минут насос с подключенными к нему теплообменниками почти опустошил десятилитровое ведро, следовательно, в час он прокачивает около 100 литров воды. Исходя из этого можно сделать некоторые выводы об общем гидравлическом сопротивлении системы.

Инерционность системы огромна. Оно и понятно — теплоемкость воды такова, что те 600 мл, которые гоняет через ватерблок насос, процессор будет греть очень долго, около получаса (при мощности процессора около 70 Вт, разнице температур 45 градусов и отсутствии каких-либо тепловых потерь из системы в окружающую среду), даже если их вовсе не охлаждать. Поэтому после запуска CPUBurn можно смело идти пить чай, много чая, потому что стационарный режим (тот, при котором параметры системы не зависят от времени) наступает только через пару часов.

Очень интересный параметр, позволяющий судить о том, насколько эффективен теплообменник, — разница температур горячей и холодной трубок теплообменников. Ввести термопару в резиновый шланг трудновато, поэтому результаты измерений имеют довольно большую погрешность, однако выводы все равно можно сделать. Разница температур двух трубок ватерблока — около 5 градусов, радиатор же охлаждает воду на 7–8 градусов. При этом холодный поток радиатора горячее воздуха где-то на 10 градусов, а горячий поток ватерблока холоднее процессора в среднем градусов на 15.

Вот задачка: есть радиатор, сверху на него нужно прилепить вентилятор. Как лучше его прицепить: чтобы он выдувал воздух на радиатор или чтобы всасывал воздух через него? Я специально опросил десять пользователей, и каждый говорил мне: «Да это же очевидно! Конечно, выдувать! Скорость большая, и все такое…»

Как известно, у каждой задачи есть «очевидное» простое решение, которое зачастую является неверным. Оказывается, лучше все-таки всасывать воздух через радиатор — температура процессора в этом случае ниже температуры в случае «очевидном» на 4 градуса. Разумеется, этому есть объяснение: во-первых, вентилятор меньше радиатора, и при выдувании воздушного потока «диаметром» (простите за утрирование) 80 см задействуется далеко не вся площадь радиатора, а во-вторых, при всасывании воздуха изменяется характер потока — он становится более беспорядочным, а значит, улучшается теплообмен. А большая скорость в данном случае не плюс, а минус — воздух просто не успевает «подобрать» тепло с ребер. Конечно, если бы ребра были чуть изогнуты, то радиатор был бы еще эффективнее, но тогда и стоил бы он заметно дороже из-за более сложной технологии изготовления.

Кстати, на те же четыре градуса возрастает температура, если замедлить вентилятор до 1500 об./мин., при этом шум падает очень сильно, практически до нулевого уровня.
Теперь давайте посмотрим на вторую систему водяного охлаждения.

Блок охлаждения CPU
Материал: Алюминий
Габариты, мм: 72x62x12
Радиатор
Материал: Алюминий
Габариты, мм: 102x134x44
Вентилятор: 80 мм, 2500 об/мин
Насос
Модель: Hyob Shin KSP-1000
Тип: Погружной
Производительность, л/час: 600
Высота подъёма воды, мм: 900
Питание: 220 В, 50 Гц
Мощность, Вт:7
Резервуар
Материал: Пластик
Габариты, мм: 85x100x105
Комплектация: Ватерблок, крепление блока, адаптер для Socket 478, радиатор, вентилятор, насос, реле включения насоса, резервуар, резиновая трубка 2м, саморезы, хоиуты.
Общий вес системы, кг: 1,7
Цена, $: 120

Источник: http://www.homepc.ru

http://clife.nm.ru


Copyright ©   Computer Life, clife@nm.ru