Chłodzenie cieczą - wszystko, co musisz wiedzieć

Systemy chłodzenia cieczą stają się coraz bardziej popularne nie tylko dla entuzjastów gier, ale również dla mniej zaawansowanych użytkowników i fanów modowania. Pomimo tego, że są postrzegane jako bardziej dekoracyjne niż radiator, są to na ogół znacznie lepsze systemy chłodzenia niż radiatory.

W tym artykule zobaczymy wszystko, co musisz wiedzieć o tym komponencie komputera. Być może przekonamy cię, że posiadanie go daje dobre korzyści w przypadku posiadania potężnego komputera.

Co to jest chłodzenie cieczą i jak działa

Wszyscy znamy lub kiedykolwiek widzieliśmy naszą chłodzenie procesora, aluminiowy blok z wentylatorem na górze. Podobnie jak ten, system chłodzenia cieczą służy do usuwania ciepła z procesora i nie tylko z tego, ale także z innego sprzętu, takiego jak karta graficzna, pamięć RAM lub VRM.

Pamiętaj, że podstawa działania jest zupełnie inna niż radiator. Systemy te składają się z zamkniętego obiegu wody destylowanej lub innej cieczy, która może być użyta. Ciecz ta pozostaje w ciągłym ruchu dzięki pompie lub zbiornikowi wyposażonemu w pompę, dzięki czemu przechodzi przez różne bloki zainstalowane na sprzęcie chłodzonym. Z kolei gorący płyn przepływa przez to, co jest zasadniczo radiatorem w kształcie grzejnika, mniej więcej dużym, wyposażonym w wentylatory. W ten sposób ciecz ochładza się ponownie, powtarzając cykl w nieskończoność podczas pracy naszego sprzętu.

Podobnie jak w radiatorze, system chłodzenia cieczą opiera się na dwóch zasadach termodynamiki i jednej trzeciej mechaniki płynów.

• Przewodnictwo: przewodnictwo to zjawisko, w którym cieplejsze ciało stałe przekazuje swoje ciepło do zimniejszego ciała, które się z nim styka. Dzieje się tak między blokiem chłodzącym lub zimnym, a procesorem, IHS procesora przekazuje ciepło do bloku, przez który płyn przechodzi następnie do chłodzenia. Konwekcja: Konwekcja to kolejne zjawisko przenoszenia ciepła, które występuje tylko w płynach, wodzie, powietrzu lub parze. W takim przypadku konwekcja działa na poruszającą się wodę w obwodzie. Z jednej strony blok procesora przenosi ciepło do płynu, podnosząc jego temperaturę, az drugiej strony grzejnik usuwa to ciepło przez swoje kanały i żebra skąpane w strumieniu powietrza generowanym przez wentylatory. Przepływ laminarny: Płyny mają dwa rodzaje reżimu ruchowego, laminarny i turbulentny. W tym przypadku zawsze zakłada się, że przepływ jest laminarny, bardziej uporządkowany i że może on absorbować więcej ciepła przez konwekcję.

Pomiary i wielkości

Po podstawach operacji wygodnie jest wiedzieć, jakie są wielkości, które powinniśmy wiedzieć o składnikach chłodzenia cieczą. Podobnie jak w przypadku wentylatorów lub radiatorów, będzie coraz mniej dobrych komponentów.

• Hałas: pompa jest elementem z silnikiem, więc będzie generować hałas podczas pracy. Jest mierzony w dBA. RPM: Podobnie jak wentylatory, pompa będzie miała określone obroty na minutę. Ponadto zawsze mają kontrolę PWM lub analogową. Przepływ: przepływ płynu jest mierzony wl / h (litry na godzinę), im wyższy, tym większa wydajność chłodzenia systemu. Ciśnienie: Ciśnienie to siła wywierana przez ciecz na ścianki rur i elementy rozpraszające. Mierzy się ją w barach (barach). Wysokość pompowania: w niestandardowych systemach ważnym parametrem pompy będzie maksymalna wysokość, na której można pompować płyn. W ten sposób możemy zmontować system i zapewnić, że ciecz dotrze do najwyższych obszarów Obszar i format grzejnika: wydajność chłodnicza grzejnika zależy od maksymalnej powierzchni, którą pokrywa, zarówno pod względem grubości, jak i długości i szerokości. Mierzy się go w m2, a im więcej, tym lepiej. Przewodnictwo: wszystkie elementy, zarówno płynne, jak i blokowe, mają łączność termiczną, czyli zdolność do transportu ciepła bez oporu. Mierzy się go w W / m * K (watach na metr Kelvina). Chodzi o to, że przewodność ta jest najwyższa z możliwych w każdym elemencie. Typowe parametry wentylatorów: wśród typowych parametrów wentylatorów mamy jego ciśnienie statyczne mierzone w mmH2O i przepływ powietrza mierzony w FCM. Mamy wszystkie te informacje w artykule dla fanów: wszystko, co musisz wiedzieć.

Rodzaje chłodzenia cieczą

Na rynku możemy znaleźć głównie dwa rodzaje chłodzenia cieczą, systemy typu „wszystko w jednym” i systemy niestandardowe.

Systemy All-in-one lub AIO to w zasadzie obwody, które są już całkowicie zmontowane przez producenta ze wszystkim, co jest konieczne do zainstalowania i obsługi. Ogólnie rzecz biorąc, są one znacznie tańsze niż te, które zobaczymy, chociaż będą w stanie schłodzić procesor tylko dzięki pojedynczemu blokowi ze zintegrowaną pompą, chłodnicy i jej rur zainstalowanych w ustalony sposób i już wprowadzonego płynu.

Drugi rodzaj chłodzenia cieczą to spersonalizowany lub niestandardowy, który po odrzuceniu zrozumiemy, że będziemy musieli sami go złożyć kawałek po kawałku. W nich komponenty są dostarczane osobno i w zamówionej ilości. Na przykład 3 metry rurki, dwa zimne bloki, zbiornik, dwa grzejniki itp. W ten sposób obwód idealnie dopasowuje się do naszego podwozia, z komponentami, które chcemy schłodzić oraz z projektem, który uważamy za odpowiedni. Te niestandardowe systemy zawierają bloki do chłodzenia nawet pamięci RAM VRM lub dysków twardych.

Istnieje jeszcze trzecia metoda chłodzenia cieczą, którą jest zanurzenie. Tutaj zanurza się wszystkie elementy elektroniczne w pojemniku z płynem, który nie przewodzi prądu elektrycznego. Płyny te są na ogół olejami, które nie mają przewodności elektrycznej. W nich układ pompowy utrzymuje płyn w ruchu, dzięki czemu konwekcja jest bardziej skuteczna.

Składniki chłodzenia cieczą

Przyjrzyjmy się bliżej różnym komponentom związanym z chłodzeniem cieczą. Ogólnie rzecz biorąc, wszystkie systemy oparte są na tych samych komponentach, chociaż możemy zobaczyć pewne warianty lub większą liczbę niektórych z nich.

Płyn chłodzący

Płyn chłodzący jest elementem odpowiedzialnym za przenoszenie energii cieplnej z komponentów do chłodnicy. Zwykle należy stosować płyn o dobrej przewodności i średniej lepkości, aby uniknąć przepływu turbulentnego. Najbardziej znanym producentem płynów chłodzących jest Mayhems, który ma szeroką gamę płynów do niestandardowego chłodzenia, choć dostarcza również inne marki, takie jak Corsair, z Hydro X.

Najczęściej używane płyny pochodzą zwykle z glikolu etylenowego lub po prostu glikolu. Jest to organiczny związek chemiczny wykonany z tlenku etylenu, więc z pewnością jest toksyczny. Ma lepszą lepkość niż woda, jest bezbarwny i bezwonny, dlatego zwykle dodaje się dodatki barwiące, aby pomóc odróżnić go od wody. Związek ten miesza się z wodą destylowaną lub innymi suplementami, aby utworzyć mieszaninę, a jego temperatura wrzenia 197 makesC czyni go idealnym do płynu chłodzącego, samochodu lub tych systemów, które widzimy.

Jednak w systemach typu „wszystko w jednym” zwykle stosowanym płynem jest woda destylowana lub czysta woda, która ma dobre parametry cieplne i nie przewodzi prądu elektrycznego.

Pompa i zbiornik

Pompa jest elementem, który powoduje, że ciecz porusza się po obwodzie, jeśli nie byłoby możliwe przeniesienie ciepła z elementów elektronicznych do grzejnika. W systemach typu „wszystko w jednym” pompa zwykle znajduje się bezpośrednio w zimnym bloku, aby uprościć obwód i zoptymalizować zajmowaną przestrzeń. W tych układach zmiana płynu jest nieco bardziej skomplikowana, ponieważ musimy dobrze oczyścić układ, aby nie było w nim powietrza, które pogorszyłoby krążenie.

Z drugiej strony w niestandardowych systemach łagodzą one problem czyszczenia systemu za pomocą zbiornika, który integruje pompę. Powiedzmy, że jest jak zbiornik wyrównawczy w samochodach, element zawierający dużą ilość płynu pod ciśnieniem otoczenia, gdzie spada z góry i z dołu, pompa wprawia go ponownie w ruch. Zapobiega to również wzrostowi ciśnienia w obwodzie z powodu rozszerzania się płynu z powodu temperatury.

Na rynku zasadniczo mamy dwa rodzaje pomp do chłodzenia: D5 i DDC z różnymi wariantami. Pompy D5 są na ogół większe, chociaż układ obracania silnika jest zasadniczo taki sam w obu. Silnik z osią spoczywającą na podstawie, na której się obraca, której magnesy są zmuszane do obracania się przez uzwojenia lub cewki umieszczone w niezależnej komorze, aby nie zostały zamoczone.

Będąc większy, D5 ma większy przepływ i niższą głośność, chociaż ciśnienie płynu jest niższe. Pompy te są zwykle stosowane w niestandardowych zbiornikach systemowych. Natomiast DDC z mniejszymi, bardziej kompaktowymi pompami, które poruszają płynem pod wyższym ciśnieniem. DDC są zwykle używane w systemach typu „ wszystko w jednym” zbudowanych na zimnym bloku.

Zimne bloki

Zimne bloki lub płyty chłodzące są elementami instalowanymi bezpośrednio na elementach elektronicznych, które mają być chłodzone. Bloki te mogą mieć bardzo różne kształty i konstrukcje, chociaż stale jest wykonane z miedzi lub aluminium. Są to dwa najczęściej stosowane metale, pierwszy o przewodności od 372 do 385 W / mK w zależności od jego czystości, a drugi o 237 W / mK. Oczywiście, im wyższa przewodność, tym lepszy będzie wybór, więc oczywiste jest, że miedź jest najlepszą opcją pod względem długości, ponieważ jest ona wytwarzana jedynie przez srebro i droższe związki.

Bloki te mają solidną podstawę, która styka się z IHS CPU lub GPU, podczas gdy wewnętrznie duża liczba kanałów przepuszcza ciecz przez metal w celu gromadzenia ciepła. Bloki systemów „wszystko w jednym” są nieco bardziej złożone, ponieważ integrują tam pompę. Ponadto niektóre z nich mają nawet żeberka i wentylatory, które usuwają część ciepła już bezpośrednio z samej podstawy, zmniejszając w ten sposób pracę, którą musi wykonać grzejnik.

Dobrą rzeczą jest to, że producenci udostępniają użytkownikom bloki kompatybilne z pamięcią RAM, z VRM na płytach głównych, na przykład Asus Maximus XI Formula, lub na dyski SSD lub HDD. Możliwości są ogromne.

Pasta termiczna

Ale oczywiście między procesorem a blokiem musi znajdować się element poprawiający wymianę ciepła, a będzie to pasta termiczna. Jego działanie, zastosowanie i charakterystyka będą dokładnie takie same jak w zwykłych radiatorach, co poprawi kontakt między blokiem a procesorem.

Grzejnik

Grzejnik lub wymiennik jest elementem odpowiedzialnym za przesyłanie ciepła, które transportuje ciecz do środowiska. Jego działanie jest dokładnie takie samo, jak każdego innego grzejnika samochodowego lub klimatyzacji, jest to duża powierzchnia zawsze zbudowana z aluminium zaopatrzona w dużą liczbę kanałów, przez które przepływa gorąca woda w postaci cewki. Z kolei kanały te są połączone bardzo gęstym systemem cienkich aluminiowych żeber, które rozprowadzają ciepło po całej powierzchni.

Grzejnik nie może prawidłowo funkcjonować bez systemu wymuszonej wentylacji, dlatego wentylatory są instalowane na jego powierzchni, aby generować prąd powietrza prostopadły do ​​żeber, które zbierają ciepło przez konwekcję. Zasadniczo w grzejniku są zaangażowane dwie wymiany konwekcyjne woda-metal-powietrze.

Grzejniki stosowane w systemach chłodzenia cieczą PC mają prawie zawsze znormalizowany rozmiar, szerokość 120 lub 140 mm i różne długości w zależności od liczby wentylatorów, które będziemy montować. Może wynosić 120, 140, 240, 280, 360 lub 420 mm dla wentylatorów 1, 2 lub 3 120 mm lub 140 mm. Podobnie urządzenia wielofunkcyjne mają standardową grubość 25–27 mm, podczas gdy w niestandardowych systemach mamy bloki, które przekraczają nawet 60 mm w ekstremalnych konfiguracjach.

Fani

Wentylatory są odpowiedzialne za dostarczanie niezbędnego prądu powietrza do chłodzenia płynu przepływającego przez chłodnicę. Dla nich mamy już artykuł, w którym szczegółowo wyjaśniamy, jak to działa. Tutaj musimy pozostać przy jego wymiarach, ponieważ znajdziemy wymiary 140 mm i 120 mm.

W zależności od pojemności naszego podwozia i chłodnicy zamontujemy jedno lub drugie. Oczywiście wszystkie systemy AIO zawierają już niezbędne, ale nadal możemy wykonać dodatkową konfigurację o nazwie Push and Pull. Polega to na umieszczeniu wentylatorów po obu stronach chłodnicy, niektóre będą popychać powietrze w jego kierunku, a inne będą je zbierać i wydalać z większą prędkością. Tak naprawdę nie podwaja przepływu, chociaż w przypadku grubych grzejników może być warto.

Rurki

Ważną częścią układu chłodzenia cieczą będą rury, jak moglibyśmy przenosić płyn z jednego miejsca do drugiego bez nich? Rury, podobnie jak inne komponenty, mają zwykle standardowy przekrój 10 mm (3/8 cala) lub 13 mm (1/2 cala) dla rur elastycznych i 10 lub 14 mm dla rur sztywnych.

W przypadku systemów AIO nie powinniśmy się tym zbytnio przejmować, ponieważ mają od 40 do 70 cm długości i są w pełni zmontowane w systemie. Są one prawie zawsze wykonane z gumy i pokryte tkaniną lub nylonową siatką, aby je wzmocnić. Pozwoli to na bezpieczną obsługę bez zginania i rozłupywania.

Coś innego dotyczy systemów niestandardowych, ponieważ na początek będziemy musieli je kupić osobno, a część wewnętrzna i zewnętrzna będą kompatybilne z resztą elementów łączących. Mamy z jednej strony elastyczne rurki, które zwykle są wykonane z polichlorku winylu (PCW). Zaletą jest to, że są elastyczne i łatwe w instalacji, ponieważ dość dobrze dostosowują się do sytuacji sprzętowej, choć uważaj, ponieważ bardzo łatwo się składają. Z drugiej strony mamy sztywne rury wykonane również z PVC lub polimetakrylanu metylu, związku termoplastycznego, który będziemy musieli ogrzać, aby nadać mu odpowiedni kształt. W przypadku tego ostatniego wynik zestawień jest spektakularny.

Okucia i elementy łączące

I na koniec, mamy elementy łączące, które są używane tylko w systemach niestandardowych. Urządzenia AIO są już wyposażone we wszystko, a złącza są zwykle wykonywane przez nacisk lub z rękawami, których nie można usunąć.

Zamiast tego, aby zamontować drugi system, będziemy potrzebować łączników lub złączek w postaci łokci, rękawów lub przegródek, aby połączyć elementy. Te elementy łączące są zwykle wykonane z mosiądzu, miedzi i stopu cynku odpornych na wodę i dobrą odporność na korozję. Możemy je również znaleźć bezpośrednio w aluminium lub miedzi, a jeśli są wyjątkowo wysokiej jakości, w stali nierdzewnej.

System oświetlenia RGB

I oczywiście w układzie chłodzenia cieczą obecność oświetlenia RGB musi być priorytetem, ponieważ chodzi o to, aby nasz komputer był spektakularny. W rzeczywistości coraz więcej systemów obejmuje wentylatory RGB, a także diody LED na bloku pompy. I nie mówmy o niestandardowych, na przykład Corsair Hydro X, który ma RGB we wszystkich swoich blokach chłodzących, w zbiorniku i wentylatorach.

Większość z nich jest zarządzana bezpośrednio przez oprogramowanie lub w inny sposób jest kompatybilna z technologiami oświetlenia płyty głównej, na przykład Asus AURA Sync, MSI Mystic Light, Gigabyte RGB Fusion lub ASRock Polychrome.

Instalacja chłodzenia cieczą

W przypadku tych systemów decyzja nie jest tak prosta jak decyzja dotycząca radiatorów, ponieważ na rodzaj gniazda, dla którego jest przeznaczony, wpływa więcej czynników. W każdym razie kroki, które należy podjąć, są różne, jeśli jest to AIO lub niestandardowy system.

AIO

W urządzeniach wielofunkcyjnych zadanie będzie dość proste, ponieważ system jest w pełni zmontowany fabrycznie i musimy tylko zapewnić zgodność z miejscem, do którego jest przeznaczony. Oto czynniki, które należy wziąć pod uwagę:

• Gniazdo procesora: Oczywiście potrzebujemy bloku kompatybilnego z naszym sprzętem, chociaż praktycznie wszystkie oferują pełny zakres wsparcia dla AMD i Intela. Tylko Threadrippers są zwykle pomijane w tańszych systemach, jeśli mamy jeden z nich, musimy przestrzegać jego specyfikacji. Kompatybilność z podwoziem: posiadając radiator, potrzebujemy wystarczająco dużo miejsca na podwoziu, aby go umieścić. Ważne jest, aby sprawdzić, czy obsługuje takie mocowanie. Co zwykle wynosi 240 lub 360 mm, a minimalna grubość 50 mm to wentylator + grzejnik

Prawda jest taka, że ​​niewiele więcej, jeśli w ogóle, aby sprawdzić, czy nasza tablica ma nagłówki oświetleniowe do podłączenia fanów.

Niestandardowe chłodzenie

To już inna sprawa, ponieważ musimy całkowicie zmontować system. Jeśli chodzi o powyższe w przypadku AIO, jesteśmy w dokładnie takich samych warunkach, chociaż oczywiście musimy dbać o kompatybilność z innymi komponentami. Istnieją różne bloki dla różnych układów GPU, na przykład Nvidia RTX, GTX itp. i jeden z tych systemów ubezpieczeń, które zamierzamy wdrożyć również w naszym. Bardzo ważne będzie, aby wiedzieć, czy dany system ma bloki kompatybilne z naszym GPU. W przypadku modeli referencyjnych są one prawie zawsze dostępne, ale w przypadku kart graficznych montowanych przez marki jest to bardziej skomplikowane.

Kolejnym ważnym czynnikiem będzie wybór podwozia, ponieważ nie wszystkie z nich umożliwiają instalację zbiorników pompowych. Podobnie elastyczne rury są łatwiejsze do zainstalowania i bardziej uniwersalne, ale sztywne rury dają spektakularny wygląd.

Wreszcie musimy zbadać sposób, w jaki zamierzamy zaprojektować obwód, i istnieje kilka sposobów, które można uznać za standardowe:

Pompowanie zimnej wody:

Osobiście najbardziej lubimy. Należy zastosować schemat obwodu: Pompa -> CPU + Blok GPU -> Chłodnica -> Zbiornik -> Pompa. W ten sposób woda dociera do zbiornika tak zimno, jak to możliwe, po przejściu przez chłodnicę, aby zapobiec zaparowaniu, jeśli jest przezroczysta i RGB. Ponadto przechodzi przez bloki przy wyższym ciśnieniu, więc jego skuteczność będzie lepsza.

Pompowanie ciepłej wody:

Ten system ma pompę -> chłodnicę -> procesor + blok GPU -> zbiornik -> pętlę pompy. Dobrą rzeczą jest to, że część ciepła rozprasza się w samym zbiorniku, ale złą rzeczą jest to, że przechodząc przez obwód chłodnicy traci ciśnienie. Ponadto ciepło zaparuje zbiornik, a jeśli będą wysokie temperatury, możemy mieć kłopoty.

System dwustopniowy:

W tej konfiguracji wprowadzamy drugi grzejnik w obwodzie, niezależnie od wybranej konfiguracji. Może to być umieszczone między blokami CPU i GPU lub być ustawione kolejno z pierwszym grzejnikiem.

Konserwacja

Systemy te wymagają zasadniczo takiej samej konserwacji, jak inne komponenty. Chociaż dodaje się ważny czynnik, taki jak ciecz, która nieuchronnie zużywa AIO lub Custom.

W pierwszym przypadku jest to system całkowicie zamknięty, więc w zasadzie powinien pozostać niezmieniony, ale w niektórych systemach może wymagać wypełnienia po kilku latach, 1, 2 lub 3. Zauważymy to ze względu na wzrost temperatur w elementy do schłodzenia lub hałas w pompie.

W niestandardowych systemach płyn należy wymieniać częściej, 1 lub 2 lata.

Zalety i wady płynnych układów chłodzenia

Na koniec zobaczmy, jakie zalety i wady oferują nam te systemy chłodzenia w porównaniu do tradycyjnych radiatorów.

Zalety:

• Bardziej wydajny system chłodzenia komponentów Zorientowany na konfiguracje z wydajnością podkręcania i komponentami o wysokiej wydajności Bardziej uporządkowany i zajmujący mniej miejsca na płycie Dzięki brakowi wentylatorów elementy stają się mniej brudne Możliwe jest chłodzenie nie tylko procesora, ale także GPU, a nawet dyski twarde, VRM i RAM, jeśli płyta jest kompatybilna Łatwa instalacja dla AIOM Lepsza estetyka i możliwości dostosowywania W pełni dostosowująca się do potrzeb użytkownika

Wady:

• Są droższe niż radiatory Potrzebujemy kompatybilnego podwozia Wprowadzenie płynu aktywuje ryzyko wycieków

Wniosek i przewodnik po najlepszym chłodzeniu cieczą

Uważamy, że nie pozostawiliśmy nic w tej kwestii, ponieważ dogłębnie poznaliśmy wszystkie elementy, które składają się na systemy chłodnicze, a także ich podstawy działania. Teraz zostawiamy Cię z naszym przewodnikiem po najlepszych płynach, jakie możemy znaleźć na rynku.

Przewodnik po najlepszych radiatorach, wentylatorach i chłodzeniu cieczą na PC

Czy kiedykolwiek korzystałeś z płynnego chłodzenia? Czy uważasz, że warto? AIO czy niestandardowy?