Как установить водяное охлаждение на процессор и видеокарту

Водяное охлаждение своими руками в домашних условиях. Система водяного охлаждения для компьютера своими руками

Согласитесь, температура 66оС для Атлона 1000 МГц (не смейтесь, мой принцип – главное не железо, а то, что его окружает) в состоянии покоя, а при 100% загрузке 75оС, 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:

Перечень нужных инструментов

• Первый и главный инструмент – крестовая отвертка с магнитным наконечником. Шурупы удержаться такой отверткой под любым углом, сэкономят монтажное время и нервы.
• Держите неподалеку обезжиривающее средство (100% бензин, этиловый спирт) и ватный диск, чтобы снять старый слой термопасты с процессора.
• Системы охлаждения продаются для процессора и их можно использовать для видеокарты через специальный переходник. Распространенные производители систем жидкостного охлаждения: NZXT Kraken, Deepcool, Corsair, Zalman, Antec, Thermaltake, Water 2.0.
• Такие устройства дополняются специальными крепежами, которые идут в комплекте с инструкцией. Если ваша система будет немного отличаться от описанной ниже, загляните в мануал по сборке.

Система водяного охлаждения ЦП подключается специальным креплением к сокету процессора, а трубки с циркулирующей жидкостью ведут к основному корпусу, что крепится внутри корпуса системного блока.

Водяное охлаждение для видеокарты требует специальную насадку вместо стандартных кулеров для подключения такой системы, что используется ЦП. Она также выводится в основной блок, размещаемый в корпусе ПК.

На процессор

Используется в качестве примера Corsair H100i, подключаемая к сокету LGA 1151. В комплект входит:

• Два вентилятора SP120L.
• Подключаемые провода.
• Крепление водяного блока к материнской плате.
• Набор из винтов для крепления элементов конструкции.
• Сама система охлаждения (радиатор, помпа).

Монтаж проводите таким способом:

1. Подключите коннектор питания SATA в SATA-разъем блока питания. При подаче питания светодиод начнет плавно загораться.
2. В помпу вставляются специальные переходники. В которые позже подключаются сами вентиляторы.
3. При подключении снимайте заглушки с коннекторов. Не включайте питание до тех пор, пока не соберете конструкцию полностью.
4. Установить радиатор можно на верхней стенке системного блока. Если нужно, снимите защитную крышку. Затем, снимите заводской кулер с процессора. Если видеокарта мешает, снимите ее на время. Очистите ЦП от старой термопасты с помощью спирта и ватного диска. Для этого его можно изъять из разъема материнской платы. На водяном блоке уже есть термопаста, покупать ее отдельно не нужно.
5. Отделите радиатор от ЦП, по возможности, не задевая никакие контактные ножки процессора пальцами. После установите ЦП на место.
6. Прикрепите радиатор в выбранное место. Придерживайте его одной рукой и наживляйте болты другой. После, затяните их, чтобы конструкция была плотно прижата к корпусу.
7. Последний переходник одним коннектором подключите в водяную помпу, вторым – в USB материнской платы.
8. Возьмите подходящее крепление и используйте крепежи для фиксации.
9. После оснащения крепление для сокета такими крюками, наживите его на помпу.
10. Делать это нужно так, чтобы крючки были расположены вниз по отношению к материнской плате.
11. Рядом с местом для установки процессора есть два ушка для этих крючков. Оденьте их.
12. Болтики затяните вручную. Затягивайте поочередно, чтобы не произошло скоса.
13. После установки системы, подключите питание. Сдвоенный кабель подключите к разъемам вентилятора. Водяной блок в SATA-питание. USB-кабель в материнскую плату.
14. Готово, подключайте остальные элементы ПК, которые снимались при монтаже, и тестируйте систему.

На видеокарту

В качестве примера используется переходник для видеокарты Kraken G10, которая устанавливается на GeForce GTX 1070 и подключается к системе водяного охлаждения NZXT Kraken X41. Данная система подходит для множеств видеокарт от NVIDIA и AMD. В комплект Kraken G10 входит:

• Рамка для крепления помпы и вентилятора.
• Бэкплейт для фиксации первой рамки на видеокарте. С обратной стороны рамки имеется мягкая подкладка.
• Вентилятор 92 мм для охлаждения цепей питания.
• Набор из винтов для крепления всех элементов.

1. Снимите родную систему охлаждения видеокарты, поочередно открутив все винты, стягивающие между собой бэкплейт (нижняя часть крепления системы охлаждения) и радиаторы для цепей питания, и памяти.
2. Сняв бэкплейт выкрутите оставшиеся 4 винта, стягивающие радиатор и печатную плату графической карты.
3. Отключите контакты радиаторов от платы.
4. Прикрутите вентилятор к рамке с помощью болтов.
5. Вставьте на бэкплейте шпильки в свои посадочные места. Маркировку C имеют видеокарты NVIDIA 6,7,8,9,10,20 серии.
6. Прикрепите прокладки по краям рамки. В том случае, если они упираются в края радиатора цепей питания, можно этот момент «опустить».
7. Начало положено, теперь следует подключить систему водяного охлаждения.

Монтаж NZXT Kraken X41 на новый корпус видеокарты:

1. С помпы снимите рамку крепления к сокету, прижав защелки на пластиковом кольце. Рамка с легкостью отходит от помпы без прикладывания усилий.
2. Поверните крепление сокета на несколько градусов, чтобы оно снялось с помпы.
3. После, вставьте помпу в рамку и затяните креплением сокета, повернув его, чтобы зубья сошлись и стали в пазы.
4. Оденьте обратно пластиковое кольцо, снятое изначально.
5. Совместите систему охлаждения с видеокартой накручивая на шпильки затяжки. Винты затягивайте поочередно (1-3, 2-4), наискосок, чтобы все детали «сели» равномерно. Сильно не зажимайте, чтобы не перетянуть и не повредить кристалл или не перегнуть текстолит.
6. Теперь установите видеокарту на свое место и можете прикрутить Kraken X41 к выбранному месту на системном блоке. С помпы идет три провода, один из них раздваивается. В первый коннектор подключаем вентилятор водяного охлаждения и тот, что прикручен к раме видеокарты.
7. Второй провод управляет питанием помпы и его нужно подключить к материнской плате в разъем для управления вентиляторами.
8. Последний провод вставляется в USB разъем на материнской плате. С его помощью можно через специальное программное обеспечение управлять работой помпы.
9. Готово. Можно тестировать жидкостную систему охлаждения.

Устанавливать радиатор с охлаждением рекомендуется к стенкам корпуса. При этом желательно, чтобы пространства в системном блоке хватало для всех новых компонентов.

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.

Важно! Мощность, рассеиваемая радиатором должна быть примерно на 20% больше суммарной мощности, «собираемой» с нагревающихся компонентов водоблоками. Необходимо посмотреть документацию на процессор, видеокарту и материнку, чтобы узнать максимальную выделяемую этими устройствами тепловую мощность. И уже, исходя из этой величины, выбрать соответствующий радиатор.

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.

Важно! Учитывая, что тепловыделение процессора составляет 40-150 ватт, видеокарты – 100-300 ватт, а чипсета не более 50 ватт, последовательность движения охлаждающей жидкости должна быть следующей: помпа – чипсет – процессор – видеокарта.

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.

Тестирование

Для оценки эффективности и практической пользы собранной системы мы провели тестирование, целью которого было определить, как соотносится уровень шума и охлаждающая способность. За основу была взята «Методика тестирования процессорных охладителей образца 2020 года». Для теста под нагрузкой использовалась программа powerMax (нагрузка на CPU — тест AVX, нагрузка на GPU — разрешение 1920 на 1080, оконный режим), все ядра процессора Intel Core i9-7980XE работали на фиксированной частоте 3,2 ГГц (множитель 32). Корпус Corsair Crystal Series 680X RGB был закрыт штатными панелями — стеклянной и пластиковой спереди, стеклянными сверху и с одного бока и стальной с другого бока. Единственное отличие от полной штатной конфигурации заключалось в том, что для улучшения вентиляции мы не поставили фронтальный противопылевой фильтр. При замерах шума торец микрофона располагался на высоте 50 см от верхнего края корпуса и в 50 см от переднего края корпуса, а микрофон был направлен на верхнее переднее ребро корпуса. Это некая условная имитация положения головы пользователя при расположении системного блока на полу.

Тестирование проводилось для двух профилей работы вентиляторов. Первый профиль — это максимальная скорость вращения всех пяти вентиляторов и помпы (КЗ сигнала с ШИМ 100% для вентиляторов и помпы). Цель — определить, на что способна система в режиме с максимальной производительностью. Второй профиль — работа системы в очень тихом режиме, в котором ее шум будет настолько мал, что, например, не будет мешать спать в одном помещении с компьютером. Целевой уровень шума мы приняли за 25 дБА. К сожалению, уровень шума от помпы оказался довольно велик, притом он явно увеличивался из-за жесткого крепления помпы к стенке корпуса. В итоге для снижения шума до нужного уровня КЗ сигнала с ШИМ для вентиляторов мы установили на 55%, а для помпы — на 35%. Реальный уровень шума оказался даже чуть ниже целевого, а именно 24,5 дБА.

Для того чтобы результаты можно было с чем-то сопоставить, мы пересобрали компьютер, используя штатную воздушную систему охлаждения видеокарты и воздушный кулер Corsair A500. Корпусные вентиляторы были установлены в тех же местах. Фотографии системы с воздушным охлаждением:

В этом случае для достижения в условиях без нагрузки уровня шума 25 дБА КЗ сигнала с ШИМ для вентиляторов на кулере центрального процессора мы установили на 35%, а для корпусных вентиляторов — на 45%.

Результаты тестирования приведены в таблице ниже:

Режим	Уровень шума, дБА	Температура CPU, °C	Температура GPU, °C
Система жидкостного охлаждения
Тихий	24,7	83,9	79,0
Максимальный	37,5	68,6	60,0
Воздушная система охлаждения
Тихий	31,8	97,7 (макс. 105)	81
Максимальный	43,8	99,3 (макс. 105)	81

Указанная в таблице температура CPU — это температура, усредненная по ядрам и по времени (примерно 30 с). Общее потребление системы от розетки под максимальной нагрузкой составило порядка 615 Вт. Стоит отметить, что ни в каких реальных задачах такой уровень нагрузки достигнут быть не может.

В итоге собранная СЖО при работе в тихом режиме смогла обеспечить приемлемый уровень нагрева центрального процессора. Графический процессор все же немного перегрелся, так как частота работы GPU была снижена на 100 МГц до 1635 МГц.

При работе в режиме с максимальной производительностью СЖО справилась как с охлаждением центрального процессора, так и видеокарты.

Воздушная же система охлаждения не справилась со своей задачей даже в режиме с максимальной производительностью — перегревался как центральный процессор, так и видеокарта. И это при весьма высоком уровне шума!

Отметим, что небольшой прирост уровня шума в случае СЖО, настроенной на работу в тихом режиме, произошел, видимо, из-за увеличения скорости вращения вентилятора на блоке питания. В случае системы воздушного охлаждения шум в тихом режиме вырос больше из-за работы штатной системы охлаждения видеокарты (вентиляторы вращались со скоростью 2300 об/мин (62%)). В результате система перестала быть очень тихой, но все равно уровень шума оставался низким.

Конечно, можно оптимизировать расположение и количество вентиляторов, применить другой воздушный кулер и как-то еще пытаться улучшить работу воздушной системы охлаждения, но с нашей точки зрения, мы наглядно показали, что система жидкостного охлаждения позволяет добиться лучшего результата и без каких-либо особых ухищрений в плане оптимизации воздушных потоков, расположения компонентов и т. д. Правда, и стоимость СЖО в данном случае получилась существенно выше, чем у воздушного кулера на центральный процессор (видеокарта поставляется с собственным кулером, за него доплачивать не надо).