Жидкостное охлаждение - все, что вам нужно знать

Системы жидкостного охлаждения становятся все более востребованными не только для энтузиастов геймеров, но и для менее продвинутых пользователей и любителей моддинга. Несмотря на то, что они считаются более декоративными, чем радиатор, они, как правило, намного лучше систем охлаждения, чем радиаторы.

В этой статье мы увидим все, что вам нужно знать об этом компоненте ПК. Может быть, мы убедим вас, что наличие одного дает хорошие преимущества, если у нас есть мощный компьютер.

Что такое жидкостное охлаждение и как оно работает

Мы все узнаем или когда-либо видели наш процессорный кулер, алюминиевый блок с вентилятором сверху. Подобно этому, система жидкостного охлаждения служит для отвода тепла от процессора, и не только от него, но и от другого оборудования, такого как видеокарта, ОЗУ или VRM.

Имейте в виду, что действующее основание сильно отличается от воздушной раковины. Эти системы состоят из замкнутого контура дистиллированной воды или любой другой жидкости, которую можно использовать. Эта жидкость остается в постоянном движении благодаря насосу или резервуару, снабженному насосом, так что она проходит через различные блоки, установленные на охлаждаемом оборудовании. В свою очередь, горячая жидкость проходит через радиаторный радиатор, более или менее большой, снабженный вентиляторами. Таким образом, жидкость снова охлаждается, бесконечно повторяя цикл, пока работает наше оборудование.

Как и в радиаторе, система жидкостного охлаждения работает на основе двух принципов термодинамики и одной трети механики жидкости.

• Проводимость: проводимость - это явление, посредством которого более горячее твердое тело передает свое тепло более холодному, которое соприкасается с ним. Это происходит между блоком охлаждения или холодным блоком, и ЦПУ, IHS процессора передает тепло блоку, через который жидкость затем будет проходить для охлаждения. Конвекция. Конвекция - это еще одно явление теплообмена, которое происходит только в жидкостях, воде, воздухе или паре. В этом случае конвекция действует на движущуюся воду в контуре. С одной стороны, блок ЦП передает тепло жидкости, повышая ее температуру, а с другой стороны, радиатор отводит это тепло через свои каналы и ребра, омываемые воздушным потоком, создаваемым вентиляторами. Ламинарный поток: жидкости имеют два режима движения: ламинарный и турбулентный. В этом случае всегда предполагается, что поток является ламинарным, более упорядоченным и что он способен поглощать больше тепла за счет конвекции.

Измерения и величины

После основ работы удобно узнать, какие величины мы должны знать о компонентах жидкостного охлаждения. Как и в случае с вентиляторами или радиаторами, будет больше и меньше хороших компонентов.

• Шум: насос - это элемент с двигателем, поэтому он также создает шум при работе. Измеряется в дБА. RPM: Как и у вентиляторов, насос будет иметь определенные обороты в минуту. Кроме того, они всегда имеют ШИМ или аналоговый контроль. Расход: расход жидкости измеряется в л / ч (литров в час), чем выше, тем больше охлаждающая способность будет у системы. Давление: давление - это сила, оказываемая жидкостью на стенки трубок и компоненты рассеяния. Измеряется в барах (барах). Высота перекачки: в пользовательских системах важным параметром насоса будет максимальная высота, на которой можно перекачивать жидкость. Таким образом, мы можем собрать систему и обеспечить, чтобы жидкость достигала самых высоких площадей Площадь и формат радиатора: охлаждающая способность радиатора определяется максимальной площадью, которую он охватывает, как по толщине, так и по длине и ширине. Измеряется в м ², и чем больше, тем лучше, конечно. Проводимость: все компоненты, будь то жидкости или блоки, имеют тепловую связь, что является их способностью переносить тепло без сопротивления. Измеряется в Вт / м * К (Ватт на метр Кельвина). Идея состоит в том, что эта проводимость является максимально возможной в каждом элементе. Типичные параметры вентиляторов: среди типичных параметров вентиляторов мы имеем его статическое давление, измеренное в мм H2O, и его воздушный поток, измеренный в FCM. У нас есть вся эта информация в статье фанатов: все, что вам нужно знать.

Типы жидкостного охлаждения

На рынке мы можем найти в основном два типа жидкостного охлаждения, системы «все в одном» и нестандартные системы.

Системы All-in-one или AIO - это схемы, которые уже полностью собраны производителем со всем необходимым для установки и эксплуатации. В целом, они намного дешевле, чем следующие, которые мы увидим, хотя они смогут охлаждать процессор только благодаря одному блоку со встроенным насосом, радиатору и его трубам, установленным фиксированным образом, и уже введенной жидкости.

Второй тип жидкостного охлаждения - персонализированный или Пользовательский, который, отказавшись от него, поймет, что нам придется собирать его самостоятельно по частям. В них все компоненты поставляются отдельно и в том количестве, которое мы заказали. Например, 3 метра трубы, два холодных блока, бак, два радиатора и т. Д. Таким образом, схема идеально адаптируется к нашему шасси, с компонентами, которые мы хотим охладить, и с дизайном, который мы считаем подходящим. Эти пользовательские системы имеют блоки для охлаждения даже оперативной памяти VRM или жестких дисков.

Есть еще третий метод жидкостного охлаждения - погружение. Здесь необходимо погрузить все электронные компоненты внутри контейнера в жидкость, которая не проводит электричество. Эти жидкости обычно представляют собой масла, которые не имеют электропроводности. В них насосная система поддерживает движение жидкости, что делает конвекцию более эффективной.

Компоненты жидкостного охлаждения

Давайте подробнее рассмотрим различные компоненты, участвующие в жидкостном охлаждении. В общем, все системы основаны на одних и тех же компонентах, хотя мы можем видеть определенные варианты или большее количество некоторых из них.

Охлаждающая жидкость

Охлаждающая жидкость - это элемент, отвечающий за перенос тепловой энергии от компонентов к радиатору. Обычно следует использовать жидкость с хорошей проводимостью и средней вязкостью, чтобы избежать турбулентного потока. Наиболее выдающимся производителем охлаждающих жидкостей является Mayhems, у которого есть широкий ассортимент жидкостей для холодильного оборудования на заказ, хотя он также поставляет Hydro X других брендов, таких как Corsair.

Обычно используемые жидкости обычно получают из этиленгликоля или просто гликоля. Это органическое химическое соединение, изготовленное из этиленоксида, поэтому оно , безусловно, токсично. Он имеет более высокую вязкость, чем вода, он бесцветен и не имеет запаха, поэтому обычно добавляют цветовые добавки, чтобы отличать его от воды. Это соединение смешивается с дистиллированной водой или другими добавками для образования смеси, а температура кипения 197 ° С делает его идеальным для охлаждающей жидкости, автомобиля или таких систем, которые мы видим.

Однако в системах «все в одном» обычно используемая жидкость представляет собой дистиллированную воду или чистую воду, которая имеет хорошие тепловые характеристики и не является электропроводящей.

Насос и бак

Насос - это элемент, который заставляет жидкость перемещаться по контуру, если не удастся передать тепло от электронных компонентов к радиатору. В системах «все в одном» этот насос обычно расположен непосредственно в холодном блоке, чтобы упростить контур и оптимизировать занимаемое пространство. В этих системах замена жидкости немного сложнее, поскольку мы должны хорошо продувать систему, чтобы в ней не было воздуха, ухудшающего циркуляцию.

С другой стороны, в специализированных системах они решают эту проблему очистки системы с помощью бака, в который встроен насос. Скажем, это похоже на расширительный бак автомобилей, элемент, который содержит большое количество жидкости при давлении окружающей среды, где он падает сверху и снизу, насос снова приводит его в движение. Это также предотвращает повышение давления в контуре из-за расширения жидкости из-за температуры.

На рынке у нас в основном есть два типа насосов для охлаждения: D5 и DDC с различными вариантами. Насосы D5, как правило, больше, хотя система поворота двигателя одинакова для обоих. Двигатель с осью, опирающейся на основание, где он вращается, с магнитами, которые вынуждены вращаться обмотками или катушками, помещенными в независимую камеру, чтобы они не промокли.

Будучи больше, D5 имеет больший поток и меньшую громкость, хотя давление жидкости ниже. Эти насосы обычно используются в резервуарах нестандартной системы. Напротив, DDC с небольшими, более компактными насосами, которые перемещают жидкость при более высоком давлении. DDC обычно используются для систем «все в одном», построенных на холодном блоке.

Холодные блоки

Холодные блоки или охлаждающие пластины - это элементы, которые устанавливаются непосредственно на электронные компоненты, подлежащие охлаждению. Эти блоки могут иметь очень разные формы и конструкции, хотя постоянным является то, что они сделаны из меди или алюминия. Это два наиболее широко используемых металла: первый с электропроводностью от 372 до 385 Вт / мК в зависимости от его чистоты, а второй с 237 Вт / мК. Очевидно, что чем выше проводимость, тем лучше будет выбор, поэтому очевидно, что медь - это лучший вариант по длине, так как она превосходит только серебро и более дорогие соединения для производства.

Эти блоки имеют прочную основу, которая соприкасается с IHS ЦП или ГП, а внутри большое количество каналов пропускает жидкость через металл для сбора тепла. Блоки систем «все в одном» несколько сложнее, поскольку в них интегрирован насос. Кроме того, у некоторых из них даже есть ребра и вентиляторы для отвода части тепла, уже непосредственно от самой базы, что облегчает работу, которую должен выполнять радиатор.

Хорошо, что производители предоставляют пользователю блоки, совместимые с оперативной памятью, с VRM материнских плат, например, Asus Maximus XI Formula, или для накопителей на SSD или HDD. Возможности огромны.

Термопаста

Но, конечно, между процессором и блоком должен быть компонент, улучшающий теплообмен, и это будет термопаста. Его работа, применение и характеристики будут точно такими же, как в обычных радиаторах, улучшая контакт между блоком и процессором.

радиатор

Радиатор или теплообменник - это компонент, отвечающий за передачу тепла, которое переносит жидкость в окружающую среду. Его работа точно такая же, как у любого другого автомобильного радиатора или кондиционера, это большая поверхность, всегда встроенная в алюминий, снабженная большим количеством каналов, по которым горячая вода циркулирует в форме змеевика. В свою очередь, эти каналы связаны между собой очень плотной системой тонких алюминиевых ребер, которые распределяют тепло по всей поверхности.

Радиатор не может функционировать должным образом без системы принудительной вентиляции, поэтому на его поверхности установлены вентиляторы для создания воздушного потока, перпендикулярного к ребрам, которые собирают тепло посредством конвекции. По существу, два радиатора вода-металл-воздух задействованы в радиаторе.

Радиаторы, используемые в жидкостных системах охлаждения ПК, почти всегда имеют стандартизированные размеры, шириной 120 или 140 мм и различной длины в зависимости от количества вентиляторов, которые мы собираемся установить. Это может быть 120, 140, 240, 280, 360 или 420 мм для 1, 2 или 3 120-мм вентиляторов. Точно так же все в одном имеют стандартную толщину 25-27 мм, в то время как в нестандартных системах у нас есть блоки, которые даже превышают 60 мм для экстремальных конфигураций.

вентиляторы

Вентиляторы отвечают за подачу необходимого воздушного потока для охлаждения жидкости, проходящей через радиатор. Для них у нас уже есть статья, в которой мы очень подробно объясняем, как это работает. Здесь мы должны остановиться на его размерах, поскольку мы находим размеры 140 мм и 120 мм.

В зависимости от емкости нашего шасси и радиатора мы будем монтировать один или другой. Конечно, все системы AIO уже включают необходимые, но мы все еще можем выполнить дополнительную настройку, называемую Push and Pull. Это заключается в размещении вентиляторов с обеих сторон радиатора, некоторые будут толкать воздух к нему, а другие будут собирать его и вытеснять с большей скоростью. Это действительно не удваивает поток, хотя для толстых радиаторов это могло бы стоить сделать.

трубы

Важной частью системы жидкостного охлаждения будут трубы, как мы можем доставить жидкость из одного места в другое без них? Трубы, как и другие компоненты, обычно имеют стандартное сечение: 10 мм (3/8 дюйма) или 13 мм (1/2 дюйма) для гибких трубок и 10 или 14 мм для жестких трубок .

В случае систем AIO нам не следует чрезмерно беспокоиться о них, поскольку они имеют длину от 40 до 70 см и полностью собраны в системе. Они почти всегда сделаны из резины и покрыты текстильной или нейлоновой сеткой для их усиления. Это позволит безопасно обрабатывать их, не сгибая и не раскалывая.

Нечто иное - это системы, изготовленные по индивидуальному заказу, так как для начала нам придется покупать их отдельно, а внутренняя и внешняя части должны быть совместимы с остальными соединительными элементами. У нас есть, с одной стороны, гибкие трубки, которые обычно изготавливаются из поливинилхлорида (ПВХ). Если преимущество заключается в том, что они являются гибкими и простыми в установке, поскольку они достаточно хорошо адаптируются к ситуации с аппаратным обеспечением, хотя имейте в виду, потому что они складываются очень легко. С другой стороны, у нас есть жесткие трубы, также изготовленные из ПВХ или полиметилметакрилата, термопластичного соединения, которое нам придется нагревать, чтобы придать ему правильную форму. С последним, результат сборок является впечатляющим.

Фитинги и соединительные элементы

И последнее, но не менее важное: у нас есть элементы соединения, которые используются только для пользовательских систем. AIO уже поставляются со всем установленным, а соединения обычно выполняются под давлением или с помощью рукавов, которые невозможно снять.

Вместо этого, чтобы смонтировать другую систему, нам понадобятся фитинги или соединения в форме колен, рукавов или разделителей, чтобы соединить кусочки рулетки. Эти соединительные элементы обычно изготавливаются из латуни, сплава меди и цинка, устойчивого к воде и хорошей коррозионной стойкости. Мы также можем найти их непосредственно в алюминии или меди, а если они высочайшего качества, в нержавеющей стали.

RGB система освещения

И, конечно же, в системе жидкостного охлаждения присутствие RGB-освещения должно быть приоритетом, поскольку речь идет о впечатляющем качестве нашего ПК. Фактически, все больше и больше систем включают в себя вентиляторы RGB, а также светодиоды на блоке насоса. И давайте не будем говорить о пользовательских, например, Corsair Hydro X, который имеет RGB во всех своих охлаждающих блоках, в баке и в вентиляторах.

Большинство из них напрямую управляются программным обеспечением или иным образом совместимы с технологиями освещения материнской платы, например Asus AURA Sync, MSI Mystic Light, Gigabyte RGB Fusion или ASRock Polychrome.

Установка жидкостного охлаждения

В случае этих систем решение не так просто, как у воздушных поглотителей, так как большее количество факторов влияет на тип розетки, для которой она предназначена. В любом случае, предпринимаемые шаги различны, если это AIO или пользовательская система.

AIO

В целом, задача будет довольно простой, поскольку система поставляется полностью собранной с завода, и нам нужно только обеспечить совместимость с местом, для которого она предназначена. Вот факторы, которые следует учитывать:

• Разъем для процессора: очевидно, нам нужен блок, совместимый с нашим оборудованием, хотя практически все предлагают полный спектр поддержки для AMD и Intel. Только Threadrippers обычно не учитываются в более дешевых системах, если у нас есть одна из них, мы должны следить за ее спецификациями. Совместимость шасси: имея радиатор, нам нужно достаточно места на шасси для его установки. Здесь важно посмотреть, поддерживает ли он такой монтаж. Что обычно должно быть 240 или 360 мм с минимальной толщиной 50 мм, будучи вентилятором + радиатор

И правда заключается в том, что еще немного, если вообще что-то, чтобы увидеть, есть ли на нашей плате световые заголовки для подключения вентиляторов.

Таможенное охлаждение

Это уже другое дело, потому что мы должны полностью собрать систему. Что касается вышеупомянутого для AIOs, мы находимся в точно таких же условиях, хотя, конечно, мы должны следить за совместимостью с другими компонентами. Есть холодные блоки для разных графических процессоров, например, Nvidia RTX, GTX и т. Д. и одна из этих систем страхования, которую мы собираемся внедрить и в нашей. Очень важно знать, есть ли в рассматриваемой системе блоки, совместимые с нашим графическим процессором. Для эталонных моделей они почти всегда доступны, но для графических карт, собранных брендами, это сложнее.

Другим важным фактором станет выбор шасси, поскольку не все из них допускают установку насосных резервуаров. Точно так же гибкие трубки легче устанавливать и они более универсальны, но жесткие трубки создают эффектный внешний вид.

Наконец, мы должны изучить способ проектирования схемы, и есть несколько способов, которые можно считать стандартными:

Перекачка холодной воды:

Лично это тот, который нам нравится больше всего. Схема цепи, которая будет использоваться, будет помпа -> CPU + GPU Block -> Radiator -> Tank -> Pump. Таким образом, вода проходит в резервуар как можно холоднее после прохождения через радиатор, чтобы предотвратить его запотевание, если он прозрачный и RGB. Кроме того, он проходит через блоки с более высоким давлением, поэтому его эффективность будет лучше.

Перекачивание горячей воды:

Эта система имеет насос -> радиатор -> блок CPU + GPU -> бак -> петля насоса. Хорошая вещь об этом состоит в том, что часть тепла рассеивается в самом резервуаре, но плохо, что, проходя через цепь радиатора, он теряет давление. Кроме того, высокая температура будет запотевать бак, и если они будут высокими, у нас могут возникнуть проблемы.

Двухступенчатая система:

В этой конфигурации мы вводим второй радиатор в цепь, независимо от выбранной конфигурации. Это может быть размещено между блоками CPU и GPU или быть последовательно с первым радиатором.

обслуживание

Эти системы в принципе требуют такого же обслуживания, как и другие компоненты. Хотя добавляется важный фактор, такой как жидкость, которая неизбежно изнашивает AIO или Custom.

В первом случае это полностью закрытая система, поэтому в принципе она должна оставаться неизменной, но в некоторых системах ее может потребоваться заполнить через несколько лет, 1, 2 или 3. Мы заметим это из-за повышения температуры в компоненты для охлаждения или шум в насосе.

В пользовательских системах жидкость следует менять чаще, через 1 или 2 года.

Преимущества и недостатки жидкостных систем охлаждения

В заключение давайте посмотрим, какие преимущества и недостатки эти системы охлаждения предлагают нам по сравнению с традиционными воздушными поглотителями.

преимущества:

• Более эффективная система охлаждения компонентов. Ориентирована на конфигурации с возможностью разгона и высокопроизводительными компонентами. Более аккуратно и с меньшим количеством занимаемого на плате места. Благодаря отсутствию вентиляторов на плате компоненты становятся менее грязными. Можно охлаждать не только процессор, но и GPU и даже жесткие диски, VRM и RAM, если плата совместима Простая установка для AIOM Улучшенная эстетика и возможности настройки Полностью адаптируется к потребностям пользователя

недостатки:

• Они дороже, чем радиаторы. Нам нужно совместимое шасси. Введение жидкости повышает риск утечек.

Заключение и руководство по лучшему жидкостному охлаждению

Мы считаем, что ничего не оставили позади в этом вопросе, поскольку мы подробно рассмотрели все элементы, из которых состоят холодильные системы, а также их основные принципы работы. Мы оставляем вас сейчас с нашим гидом по лучшим жидкостям, которые мы можем найти на рынке.

Руководство по лучшим радиаторам, вентиляторам и жидкостному охлаждению для ПК

Вы когда-нибудь использовали жидкое охлаждение? Как вы думаете, оно того стоит? AIO или Custom?