Какие существуют виды, типы и способы охлаждения ПК

Компьютерные кулеры: начинаем с нуля.

Кулеры на процессоры, кулеры на винчестеры, кулеры на видеокарты и системные чипсеты. Прибавьте к этому кардкулеры, системные бловеры и кулеры для ноутбуков. В таком количестве устройств для охлаждения легко можно запутаться, и помаленьку начинаешь верить, что кулеры — основная составляющая сегодняшнего компьютера. К счастью, или к сожалению, но пока что это не так, и на сегодняшний день ещё нет необходимости обвешивать Ваш любимый ПК шумными вентиляторами до тех пор, пока он не взлетит. В этой статье мы постараемся разобраться, что же в компьютере является источниками тепла, какие существуют способы охлаждения этих компонентов, и надо ли вообще бороться с повышенной температурой компьютера.

Итак, немного теории. Из курса физики известно, что любой проводник, по которому протекает электрический ток, выделяет тепло. Это означает, что абсолютно все составляющие компьютера, начиная от центрального процессора и заканчивая проводами питания, подогревают окружающий воздух. Количество теплоты, выделяемое тем или иным компонентом компьютера напрямую зависит от его энергопотребления, которое, в свою очередь, определяется множеством других факторов: если мы говорим о жёстком диске, то мощностью электромоторчика и электроникой контроллера, а если о процессоре или другом чипе, то числом интегрированных в него элементов и технологическим процессом его производства. Такова физика нашего мира, и от этого никуда не деться. Но ведь никому до сих пор не пришла в голову идея клеить радиаторы на электрические провода и обдувать, скажем, внутренние модемы! Это потому, что различные компоненты компьютера влияют на температуру в корпусе по-разному, и если такое «холодное» устройство, как модем не требует никакого дополнительного охлаждения, то той же самой видеокарте мы уделяем слишком много внимания, поэтому на современные платы и ставят огромные кулеры, иногда даже с двумя вентиляторами.
Но прежде всего, давайте повторим, что же такое кулер. Кулер (от англ. Cool — холод) представляет собой устройство для охлаждения чего-либо. Основной задачей любого кулера является снижение и поддержание температуры охлаждаемого тела на заданном уровне. И в зависимости от типа охлаждаемого устройства, будь то транзистор, чип, процессор или даже винчестер, применяются различные типы кулеров. В нашем понятии кулер укрепился, как «большая железяка с пропеллером», и чем она больше, тем она лучше. Однако, кулеры могут представлять из себя и более сложные устройства, стоимостью сотни долларов. Обычно, кулеры, применяющиеся в компьютерах, состоят из вентилятора, радиатора и крепления.

Жидкостное

Принцип работы состоит в передаче тепла от нагревающегося элемента охлаждающему радиатору. Это происходит при помощи рабочей жидкости (обычно воды), которая циркулирует в системе по специальным трубкам.

• Эффективность охлаждения, лучше традиционного воздушного
• Качественные системы работают очень тихо
• Такая система может выглядеть очень красиво в прозрачном корпусе, если есть подсветка.

• Водянка будет стоить всегда дороже, чем вентиляторы
• Высокие требования к качеству сборки и установки. Необходим надежный компьютерный корпус
• Постоянный контроль за работой системы и ее обслуживание, если что-то пойдет не так и будет протечка жидкости, то вы можете лишиться дорогостоящего оборудования.

Как разобраться в системах охлаждения компьютера

Всего существует три вида охлаждения – воздушный, водяной и «аквариумное» охлаждение

Вентилятор и кулер – это одно и то же. В английском языке слово «cooler» помимо прочего означает «вентилятор», с приходом компьютерной техники оно плотно вошло в лексикон околокомпьютерной тематики.

Воздушное охлаждение

Выше были описаны именно принципы воздушного охлаждения. Оно подразумевает наличие вентиляторов на больших радиаторах и воздушный продув всего корпуса. Таким образом, вам нужно обеспечить впереди корпуса забор холодного воздуха, а сзади – возможность выброса теплого.

Водяное охлаждение

Более сложный в монтаже и гораздо более дорогой способ отвести тепло из компьютера. Зато и более эффективный, а сама система существенно тише и красивее. Именно водяное охлаждение устанавливают в игровые компьютеры премиум класса.

Можно приобрести элементы с подсветкой и синхронизировать их с материнской платой. Например, ASUS предлагает комплект простой установки СВО для процессоров Asus ROG Strix LC 360 RGB. Подсветка синхронизируется с материнками и видеокартами ASUS серии ROG. Управление производится через общее ПО.

Помните радиатор башенного типа с медными рубками, который был показан выше? Водяное охлаждение вместо медных трубок использует трубки с водой или специальной жидкостью, которая имеет большую теплопроводность и высокую теплоемкость. Устанавливаются небольшие медные или алюминиевые пластины, которые называются водоблоками. Они снимают температуру с чипа или процессора и передают ее жидкости, а та, в свою очередь, отдает ее радиатору. Радиаторы водяных систем охлаждаются обычными вентиляторами.

Сложность установки СВО (системы водяного охлаждения) в том, что под каждый компонент (процессор, видеокарта) нужны конкретные радиаторы с подходящим типом крепления.

«Аквариумное» охлаждение

Готовых решений на рынке нет, это самодел, который и по эффективности мало кому интересен. Самое большое его преимущество – полное отсутствие пыли. Заливать аквариум водой – плохая затея, она просто сразу же закоротит все контакты, а также начнется окисление. Вместо воды применяют масло с низкой электропроводностью или «сухую воду».

Сухая вода – это изобретение американской компании 3M, которая разрабатывалась для тушения пожаров. На самом деле состав этого вещества далек от воды, у них ничего общего нет, кроме пары похожих физических свойств, вроде того, что это жидкость, она течет, пропускает свет и все такое.

Недостаток «аквариумного» охлаждения в том, что область эта мало изучена, а также сложно найти вентиляторы, которые будут работать под водой. Несмотря на высокую теплопроводность этих жидкостей, вам все же придется установить радиатор и каким-то образом гонять через него воду. Также желательно иметь одну из стен аквариума сделанную из алюминия, чтобы обеспечить еще более эффективный отвод тепла.

Этот вариант подойдет только самым отчаянным энтузиастам, которые не боятся экспериментировать.

Второстепенные критерии выбора

Уровень шума

Многим пользователям важно не только то, что СО справляется с охлаждением, но и важен ее уровень шума.

В большей степени на уровень шума влияют характеристики используемых вентиляторов. Вот здесь и пригодится запас по эффективности, о котором мы говорили выше. Для наглядности приведем пример: процессор с TDP 90 Вти кулер с TDP 90 Вт, для охлаждения процессора под нагрузкой вентилятор будет работать на 100% оборотов, создавая при этом большой шум. Если же использовать более эффективный кулер на 180-200 TDP, то он будет работать до 50% оборотов, и вы его при этом не услышите.

Что касается регулировки оборотов вентиляторов, то все современные материнские платы умеют управлять этим показателем в зависимости от нагрузки. И не важно, подключается вентилятор 4-пин контактом с PWMили 3-пин контактом с регулировкой за счет изменения напряжения. В последнее время обычно все производители выпускают вентиляторы с PWM.

На уровень шума будет влиять и количество вентиляторов. Во многих моделях башенных кулеров используется два вентилятора. А в СЖО может быть и три, и четыре вентилятора. С одной стороны, чем больше вентиляторов, тем выше уровень шума; но с другой, чем больше вентиляторов, тем эффективней они смогут отводить тепло от радиатора, и тем на меньших оборотах они будут работать.

Размеры вентиляторов также могут повлиять на эффективность и уровень шума. Если говорить проще – чем больше размер вентилятора, тем он эффективней может охлаждать при меньших оборотах. Естественно, поставить вентилятор 140 ммна маленький радиатор не получиться, поэтому его размеры зависят от размеров самого кулера.

Зачастую производители в характеристиках систем охлаждения указывают уровень шума в дБ. Но этому показателю не стоит доверять, лучше посмотреть обзоры на независимых ресурсах, там авторы указывают реальные шумовые характеристики, которые добавляют в плюсы или минусы той или иной модели.

Тепловые трубки

Наиболее оптимальные по цене/эффективности башенные кулеры имеют три-четыре тепловых трубки. Здесь на эффективность влияет не столько количество трубок, сколько размер радиатора и вентилятора. Чем они больше, при прочих равных условиях, тем кулер будет эффективней.

Более пяти трубок – это уже массивный суперкулер, рассчитанный на охлаждение разогнанного процессора. Может быть двухсекционным, с двумя или тремя вентиляторами.

Можно еще обратить внимание и на подошву башенного кулера. Распространены два варианта крепления тепловых трубок: с непосредственным их контактом с теплораспределительной крышкой процессораи трубки, впрессованные в пластину основания, без непосредственного контакта. Здесь более важным будет качество самой поверхности. Она должна быть идеально ровной и отшлифованной. В бюджетных вариантах с прямым контактом трубок этого условия добиться сложнее.

Подсветка

Напрямую на эффективность данный параметр не влияет. Но с эстетической точки зрениядля общего оформления интерьера корпуса данный параметр важен.

Подсветка может быть одноцветной, например, в башенных кулерах. Многоцветная RGB-подсветка может подключаться к контроллеру материнской платы, иметь собственный контроллер с пультом ДУ. Здесь выбор зависит только от ваших предпочтений.

Как работает радиатор?

Конечно, современные эффективные конструкции с тепловыми трубками намного сложнее, чем просто медная плитка, налепленная на полупроводниковый чип. Основными активными элементами радиатора процессорного кулера являются медные тепловые трубки, в которых для охлаждения микросхемы CPU часто используются физические эффекты, обусловленные изменением агрегатного состояния хладагента и капиллярной проводимостью. Но, прежде чем углубляться в детали, давайте рассмотрим работу радиатора в целом.

Назначение радиатора – отводить тепло от находящегося под ним чипа, который нагревается в результате циклического прохождения электрического тока через ядра процессора, работающие с высокой тактовой частотой; повышение скорости ядер за счет увеличения напряжения (vCore) увеличивает тепловыделение процессора, поэтому оверклокинг является той областью применения, где процессорные кулеры от сторонних производителей наиболее востребованы. По сравнению с ними заводские кулеры устроены значительно проще: монтируемый сверху вентилятор, алюминиевые пластины и плоское медное основание – все это и рядом не стояло с конструкцией кулеров от сторонних производителей, где используются медные тепловые трубки, заполняемые жидким хладагентом и имеющие внутреннюю капиллярную структуру.

Благодаря эффективному сочетанию тепловых трубок, компоновки вентилятора, минимизирующей сопротивление воздуха, алюминиевых или медных пластин, максимизирующих площадь теплоотдачи, и тепловых интерфейсов с высокой теплопроводностью радиаторы (кулеры) могут забирать тепло с поверхности CPU и выводить его наружу через заднюю или верхнюю часть корпуса. Это достигается путем точного подбора материалов всех элементов конструкции, что подтверждается расчетом теплопередачи. Подробнее об этом мы поговорим в разделе «Теплопроводность материалов и эффективность теплопередачи».

На рисунке ниже подробно показано внутреннее устройство радиатора процессорного кулера.

На рисунке обозначены все основные элементы кулера CPU. Физические процессы, отвечающие за базисные этапы охлаждения, происходят в тепловых трубках, но мы также видим здесь собственно радиатор, пластины которого образуют общую поверхность теплоотдачи, один из вариантов реализации технологии контакта, обеспечивающей передачу тепла с чипа CPU на трубки, и расположение вентилятора, создающего воздушный поток, относительно пластин радиатора.

Охлаждающее действие радиатора осуществляется по довольно простому принципу:

• процессор выделяет тепло (нагревается); это тепло забирается с поверхности процессора и передается на тепловые трубки – через обладающее высокой теплопроводностью основание кулера или посредством прямого контакта;
• под действием этого тепла жидкий хладагент в тепловых трубках переходит в газообразное состояние (испаряется); на это уходит значительная часть тепловой энергии, получаемой от процессора, за счет чего происходит его заметное охлаждение; — пар поднимается вверх по тепловой трубке и доходит до конденсатора, где снова переходит в жидкое состояние; образовавшийся конденсат по капиллярным структурам поступает обратно в испаритель (нижнюю часть тепловой трубки, расположенную над чипом CPU);
• поднимающийся по тепловым трубкам пар передает тепло пластинам радиатора, где оно рассеивается; тепло с поверхности пластин радиатора забирает воздушный поток, создаваемый вентилятором из холодного воздуха перед радиатором;
• жидкий хладагент стекает обратно в испаритель по внутренним капиллярным каналам тепловой трубки, которые могут иметь туфовую, продольно-нарезную, плетеную или комбинированную структуру (подробнее см. ниже); капиллярный перепад давлений вынуждает хладагент перемещаться обратно в испаритель, где он заново используется в следующем рабочем цикле.

Есть контакт! Какова площадь?

Нужно стремиться к тому, чтобы площадь контакта между радиатором и охлаждаемым объектом была как можно больше – ведь именно через эту площадь тепло от объекта будет поступать на радиатор. Но нужно учитывать то, что при соприкосновении двух даже самых гладких поверхностей, между ними все равно остаются мельчайшие полости и зазоры, заполненные воздухом [напомню, что теплопроводность воздуха 0.026 Вт/(м·K)] – это может сыграть свою злую шутку.

Чтобы избавиться от вредного воздуха и позволить радиатору работать с максимальной отдачей, применяют различные тепловые интерфейсы, чаще всего это термопроводная паста (термопаста). Она имеют большую теплопроводность [благодаря использованию в своем составе таких веществ, как алюминий и серебро (до 90% содержания)] и за счет текучести заполняет собой все неровности в соприкасающихся поверхностях.

Термопаста поставляются в комплекте с большинством брендовых кулеров и радиаторов. Бывает в виде шприца или небольшого тюбика-пакетика. Рекомендуется избегать попадания термопасты на электрические элементы компьютера.

Одним из параметров термопаст является продолжительность периода, когда она выходит на максимальную эффективность. В среднем это время составляет около недели. Компания Coolink недавно произвела первую термопасту с добавлением наночастиц – ее преимуществом является то, что никакого периода ожидания нет.

Помимо термопасты есть и другой вид теплового интерфейса – проводящие прокладки. Суть их работы та же, но используются они по другому – кладутся на поверхность контакта и при тепловом воздействии меняют свое агрегатное состояние, заполняя неровности и вытесняя воздух.

реклама

6.3 Thermal Sensor Accuracy (Taccuracy)

The PCH thermal sensor accuracy is:

• ±5 °C over the temperature range from 50 °C to 110 °C.

• ±7 °C over the temperature range from 30 °C to 50 °C.

• ±10 °C over the temperature range from -10 °C to 30 °C.

• No accuracy is specified for temperature range beyond 110 °C or below -10 °C.

Точность не блещет мягко говоря. Про AMD я вообще промолчу, так как какой-либо адекватной информации о точности температурных показаний не нашел. К тому же обеспечить более или менее адекватную повторяемость и сравнимость результатов в случае тестов на реальной системе довольно сложно. Результаты от теста к тесту будут существенно расходиться. А если стоит задача определить победителя, то понять кто реально победил невозможно. Такие результаты подходят только для очень грубой оценки. Поэтому если вы делаете выводы на основе каких-то не профессиональных публикаций, то выводы надо делать предельно аккуратно. Из-за низкой точности показаний таких «стендов» невозможно корректно определить не то что лидера, зачастую невозможно сделать вообще никаких адекватных выводов. И это даже не по тому, что авторы продались. У таких публикаций нет задачи что-либо корректно протестировать, у них есть задача прорекламировать продукт, а это, как вы понимаете, другое.

Обычно при создании чего-то нового с нуля я не опираюсь на данные таких вот «тестировщиков», а стараюсь искать материалы, которые позволяют понять чего можно, а чего нельзя ожидать от того или иного кулера, радиатора или чего-либо другого. И чем глубже у материала техническая и теоретическая проработка тем лучше и качественней будет такой материал. Хотя я сам предпочитаю всё делать по «оценочно-прикидочному принципу» — это значит, что не использую в своих конструкциях каких-то сложных расчетов и навороченных стендов, кроме самых примитивных. Это не значит, что я не способен что-то посчитать или построить стенд для измерения, вовсе нет. Для любительских задач проведение сложных расчетов и постройка хороших стендов очень дорогое удовольствие. Поэтому такое я делаю только при необходимости. Вот и подход к выбору радиаторов у меня будет «оценочный», но на основе хороших первичных данных.

Напомню, что я создаю автономную систему жидкостного охлаждения для домашнего компьютера, способную отвести 1000Вт тепла при разнице температур (дельте) воздух-вода в 10гр.

Отсюда можно сформулировать ряд требований к радиатору или радиаторам:

1. Радиатор или радиаторы должны рассеивать не менее 1000Вт при дельте 10гр. Обороты вентиляторов при этом желательны не выше 1000-1300.

2. Поскольку компьютер домашний, то система должна быть достаточно тихая. Отсюда следует, что использовать вентиляторы на высоких оборотах не будем. А если так, то нам точно не подходят радиаторы с высокой плотностью ребер, так как такие радиаторы не будут эффективно работать с вентиляторами на низких оборотах. Большинство производителей указывает для своих радиаторов показатель плотности ребер на дюйм — так называемый FPI или Fins per inch. «Низкооборотистые» радиаторы имеют плотность ребер от 8 до 12. Естественно это не догма. Плотность ребер будет зависеть еще и от толщины радиатора.

3. Будем использовать компьютерные вентиляторы типоразмера 140мм, поэтому радиаторы будем подбирать соответствующие.

4. Радиаторы обычно имеют типовые толщины: 30мм, 45мм, 60мм. Толщина радиатора указывается вместе с несущим каркасом. Толщина ребер обычно меньше примерно на 5-10мм.

Готовые водянки в магазине обычно идут с радиатором толщиной 30мм, и как показывает практика такие системы не сильно лучше хороших воздушных кулеров. 60мм радиаторы могут рассеивать огромную мощность, но их довольно сложно продуть на низких оборотах, да и габариты уже великоваты. Круг поиска сузился: 30-й радиатор мало, а 60-й много. Следовательно, пока остановимся на радиаторе толщиной 45мм.

5. Радиатор должен быть доступен для покупки в России. С заказами из-за границы, во времена эпохи ковид’а я уже наелся. Что-то тяжелое и объемное едет или долго или очень долго. Мелочевка приезжает довольно быстро.

Общий вывод пока такой: нужен радиатор, возможно не один, под 140мм вентиляторы, толщиной 45мм, способный рассеять 1000Вт. Бегло поискав в интернете я понял, что ничего подобного в широком доступе нет, а радиатор от Камаза или Жигулей мне не подходит. Радиатор типа MO-RA в принципе не плох, но более или менее достоверных данных по его рассеиваемой мощности нет, в Россиии доступен только под заказ. Если судить по косвенным данным, то не так хорош, как многие про него думают. Хотя несомненно хорош. Немного пугает его высокое гидросопротивление.

Буду искать «свой» радиатор. Но сначала я бы хотел поговорить о том, как и какие параметры радиатора влияют на его рассеиваемую мощность.

Параметров у радиатора довольно много.

Вот только основные из них:

1. Габаритные размеры — ширина, длина, высота.

Эти размеры непосредственно определяют какую общую площадь оребрения можно получить, какие вентиляторы и в каком количестве будем применять. Ширина и длина радиатора обычно привязана к размеру вентилятора. Например, популярный размер 360мм — это 3 вентилятора на 120мм. 420Мм — 3 вентилятора на 140мм. И т.д.

2. Количество ребер на дюйм (FPI).

Обычно этот параметр лежит в диапазоне 8-15. Меньше — легче продуть, но и меньше отведем тепла, больше — продуть сложнее, но тепла отведем больше. Есть радиаторы с показателем FPI 25 и выше. Они предназначены для высокооборотистых вентиляторов — видел такие в серверных. Если вы строите систему на основе радиаторов с FPI сильно выше 15, то система скорее всего будет шумной. Также следует помнить, чем больше ребер на дюйм, тем лучше радиатор забивается пылью и тем чаще его придется чистить.

3. Толщина радиатора.

Несмотря на то, что это тоже габаритный параметр, он стоит особняком, так как толщина радиатора непосредственно влияет на его продуваемость и его FPI. Увеличивая толщину радиатора производители вынужденны снижать количество ребер на дюйм, чтобы сохранить продуваемость на более или менее приемлемом уровне. Поэтому, например, радиаторы 60мм почти всегда имеют сравнительно низкий показатель FPI — 8-12. Примерно понять с каким FPI производится большинство радиаторов можно вот из этого замечательного графика:

Источник картинки https://www.xtremerigs.net/

Из графика видно, что высокое значение FPI не является какой-то убер фишкой, и гоняться за ним, если у вас нет каких-то специфических требований, не стоит. К специфическим требованиям можно отнести, например, желание отвести довольно большую мощность в ограниченном объеме, при этом не принимая во внимание шум.

Производители обычно этот параметр не указывают. Хотя мне встречались радиаторы, которые производитель заботливо снабдил графиком гидросопротивления. Китайские производители вообще редко утруждают себя какими либо измерениями. Из-за этого их продукция, которая очень слабо документирована, почти всегда кот в мешке. Тем не менее я благодарен людям, которые её покупают и исследуют. Мне такое не по карману. Хотя среди «китайцев» есть вполне достойные образцы, которые порой лучше «брендовых».
Обычно гидросопротивление нелинейно растет с увеличением скорости потока в контуре. Большинство радиаторов рассчитаны на применение со скоростью потока 5 литров в минуту. Не по тому, что они больше не могут, нет. Просто кочегарить скорость потока выше 5 л/мин никакого смыла нет — существенного снижения температур не будет. Гидросопротивление не совсем однозначный параметр. С одной стороны, казалось бы, чем выше гидросопротивление тем дольше жидкость должна находится в радиаторе и больше отдавать тепла, но с другой стороны это не всегда так. Поэтому высокое сопротивление радиаторов, если рассматривать контур в целом — это не всегда хорошо. Да и процесс теплообмена в данном случае имеет нелинейную зависимость. Впрочем, разница мощности между радиатором с высоким сопротивлением и низким не всегда велика. Но может достигать 80Вт на средних режимах, и быть более 140Вт в предельных.

Пример, как работает радиатор с высоким гидросопротивлением можно посмотреть вот в этом обзоре радиатора Aqua Computer AMS Copper 360mm. График гидросопротивления этого радиатора (я выдрал его из статьи):

Как видно из графика большой радиатор имеет такое-же сопротивление как маленький водоблок для процессора. Это не типично.

А вот так радиатор выглядит на фоне своих конкурентов:

Из данных видно, что радиатор работает мягко говоря не очень. При оптимальных параметрах скорости потока он умудряется с треском проигрывать конкурентам. На графике он выделен зеленым.

Хотя выглядит как по мне круто:

Стоит оговориться, что высокое гидросопротивление — это еще не приговор. У радиатора есть куча других параметров которые могут сделать его лучшим.

Много данных по различным радиаторам можно найти здесь.

5. Материал из которого изготовлен радиатор.

Обычно это не один материал, а комбинация материалов — медь-латунь, алюминий-латунь и даже иногда встречаются комбинации пластика с металлом. Радиатор здорового человека должен быть полностью изготовлен из меди, но у здорового человека не хватит средств чтобы его купить. 🙂 Поэтому обычно хорошей комбинацией считается медь-латунь. Ребра и каналы делают из меди, а банки из латуни. При соединении применяется пайка. Медь как металл с более высокой теплопроводностью отводит тепло с большей эффективностью нежели алюминий. Поэтому предпочтение стоит отдавать медным радиаторам. Силовой каркас у большинства радиаторов изготовлен из стали. Особняком в плане конструкции стоят радиаторы типа Watercool MO-RA3, но основные материалы там те же — медь, сталь, алюминий.

6. Резьба под фиттинги.

Обычно это G1/4 — размер дюймовый. Параметр определяет какие фиттинги вы будете приобретать для сбора системы. Я лично не встречал на просторах интернетов что-то больше G1/4, хотя не исключаю, что в природе такие существуют. Резьба G1/4 совместима с сантехническими фиттингами, хотя в сантехнике этот размер совсем не типичен, а также с воздушными фиттингами. Если вы собираете какой-то сложный и интересный контур, то всегда можно поискать недостающий фиттинги у сантехников, либо в отделе компрессионного оборудования. Я для своей системы покупал У-разветвители в «компрессорном» отделе, а переходные футорки ½ на ¼ у «сантехников». Диаметр присоединительных отверстий влияет на гидросопротивление радиатора и как следствие на его рассеиваемую мощность. Но это влияние не является значительным.

Параметры ниже никак не влияют на отводимую мощность, но добавляют удобства при монтаже.

7. Количество отверстий под фиттинги.

Иногда употребляют «количество портов присоединения».
По большому счету параметр определяет удобство монтажа в системе, и ни на что другое существенно не влияет, но порой может оказать существенное влияние, так как не всегда есть возможность проложить шланги или трубки так, как нужно радиатору. Иногда производители делают отдельное отверстие для спуска воздуха. В общем, если вы знаете как у вас будет установлен радиатор, то имеет смысл чутка сэкономить и приобрести радиатор с малым количеством отверстий, если компоновка системы не известна, то лучше обратить взор на «мультипортовые» радиаторы. У них больше возможностей для монтажа в разном положении.

При покупке стоит обращать внимание на комплектность чтобы в случае необходимости сразу заказать недостающие детали. Обычно в комплекте идут заглушки, если радиатор имеет много присоединительных отверстий и болты для крепления вентиляторов. Встречается также и просто «голый» радиатор. Как говорится на скорость не влияет, но может доставить некоторые неприятности при монтаже.

Естественно что параметры радиатора не исчерпываются указанными выше. Есть например такие, как цвет, бренд, качество упаковки, страна производства, гарантия и многое другое. Но данные параметры уже никак не влияют на его способность отводить тепло.

С параметрами более или менее разобрались. Теперь попробуем разобраться с вопросом как выбирать. Я не могу сказать, что моя методика «выбора радиатора по картинкам», по измеренным кем-то данным претендует на новизну и уникальность, но она работает и позволяет избежать лишних трат на эксперименты и хождение по личным граблям. Иными словами я утверждаю: нет необходимости жрать говно ложками, чтобы убедиться, что это гавно. У большинства людей достаточно знаний и данных, чтобы выбрать нужную железку с первого раза.

Каких либо знаний, кроме школьных, не требуется. Нужно знать и понимать следующее:

1. Какую мощность вы собираетесь отводить;

2. Какой уровень шума вы готовы терпеть. Вентиляторы с оборотами выше 1500-1600 будут шумные;

3. Рассеиваемая мощность радиаторов одинаковых размеров примерно одинакова. Разница между откровенно плохим радиатором и хорошим будет не более 50-80Вт

4. Рассеиваемая мощность радиатора прямо пропорциональна его площади. Зная рассеиваемую мощность радиатора определенной толщины, мы можем примерно оценить какую рассеиваемую мощность будет иметь радиатор той же толщины, но с другими шириной и высотой. Например, я хочу приобрести радиатор 420мм толщиной 45мм — это значит, что он рассчитан на работу с тремя 140мм вентиляторами, но данных по его рассеиваемой мощности в сети нет. А вот данные на радиатор 360мм есть. Описываю свой случай.

Из графика мы видим, что радиатор 360мм при скорости потока 3,7 литра в минуту и скорости вентиляторов 1300 об/мин способен отвести 286Вт мощности при дельте вода-воздух 10гр.

Зная что мощность рассеивания прямо пропорциональна площади, мы можем примерно посчитать какую мощность сможет отвести радиатор 420мм. Радиатор 360мм рассчитан на установку трех 120мм вентиляторов. Следовательно, его ширина 120мм.

Считаем площадь исходного радиатора: 120 * 360 = 43 200мм2 или 432 см2

Считаем площадь своего радиатора: 140 * 420 = 58 800мм2 или 588см2

Я надеюсь понятно, что под площадью я понимаю просто площадь сечения, а не площадь ребер. Хотя они несомненно связаны.

Теперь посчитаем насколько процентов площадь нашего радиатора больше площади исходного: (588/432-1)*100 = 36,1%.

Теперь рассеиваемую мощность исходного радиатора мы можем увеличить на 36,1%.

Я воспользовался калькулятором, и получил что мой 420-й радиатор сможет отвести примерно 388,96Вт в аналогичных условиях. Методика оценочная. В реальности будет меньше. Но на 300Вт можно смело рассчитывать. Поскольку я хочу получить тихую систему, то я беру значение мощности на 1300 оборотов вентиляторов. В условно бесшумном режиме один 420-й радиатор сможет отвести примерно 246Вт. Стоит проверить себя, тем более возможность, благодаря ресурсу www.xtremerigs.net у нас есть. Смотрим данные похожего 420-го радиатора, но с другим FPI.

Данные на графиках обнадеживают. Наше расчетное значение получилось 388,96Вт, реальное значение для похожего радиатора составляет 355,5Вт. Ошиблись всего на 34Вт.

Методика дает хорошую точность и позволяет примерно понять чего я могу ожидать от радиатора, который хочу купить. По совокупности возможностей и желаний мой выбор пал на Alphacool NexXxoS XT45 Full Copper 420mm V.1. Есть еще версия 2, но отличие только в количестве отверстий под фиттинги — у V2 их 5, а у V1 их 6. Поскольку мне все же надо отводить 1000Вт, то купить пришлось 3 радиатора. Надеюсь, что смогу получить желаемый киловатт при низком уровне шума.

Важно понимать, что оценивать таким образом можно только радиаторы одинаковой толщины и желательно с одинаковым значением FPI. Безусловно можно попробовать пересчитать и на радиатор большей толщины, но у меня таких задач не стояло. Думаю, что зависимость там будет похожая. Возможно хорошим вариантом будет вообще прикидывать по объему. Сразу хочу сказать, что простая методика пересчета неплохо работает для радиаторов с близкими показателями, но при попытке пересчитать мощность 30мм радиатора на 60мм я получаю очень большую погрешность. Скорее всего это связано с большим разбросом значений FPI и тем, что 60мм радиаторы всё-таки рассчитаны на работу в режиме тяни-толкай (push-pull на собачьем).

У многих бывалых «водяных» возникнет резонный вопрос: зачем париться с тремя радиаторами, купил бы MO-RA и не парил мозг. Я отчасти согласен, если бы я собирал какую-то классическую систему, то, наверное, купил бы MO-RA. Но как я уже говорил выше данный радиатор имеет высокое гидравлическое сопротивление и эту его особенность никак не победить.

У меня будет сложный, не классический контур с двумя помпами и обратными клапанами, да еще и вынесенный на 1,5-2 метра — т.е сопротивление контура будет заведомо высоким. В случае с тремя радиаторами я могу соединить их параллельно и тем самым снизить гидравлическое сопротивление, а вот в случае с MO-RA такой возможности у меня не будет. Поэтому радиатор MO-RA при всех своих достоинствах мне не подходит.

С радиаторами все.

Теперь хотелось бы кратко рассказать в какой стадии проект «Моя вода».
С одной стороны хвастаться нечем. Основные комплектующие уже больше месяца болтаются где-то между Россией и Китаем. Эх! Зарекался я ничего не покупать перед новым годом. С другой стороны проделан довольно большой объем работы.

Спроектирована электрическая схема, по этой схеме спроектирована и изготовлена плата.
SMD элементы паял по классической технологии — паста и потом феном. Получилось более или менее аккуратно. Один резистор немного «завалил».

Крупные элементы, такие как разъемы и мощные полевые транзисторы паял обычным паяльником, но тоже с пастой. Ложиться все ровно и от заводского не отличить.

Знающие люди сразу зададут вопрос: «Нафига тебе такие мощные полевики? К ним же утюг можно подключить!» Отвечаю: они у меня просто были, поэтому покупать что-то менее мощное смысла нет. Хватило бы и каких ни будь IRLR8113. Помпа потребляет не более 3-х Ампер.

Вот так выглядит вторые полплаты без Ардуино:

Вот так выглядит плата полностью:

С обратной стороны:

За что не люблю Arduino, так это за то, что конструкции, за счет нагромождения плат и модулей, всегда выглядят немного небрежно. Я конечно как мог, облагородил, но вид все равно не заводской. Перетаскивать на свою плату всю схему Arduino Mega, а потом паять самому мне очень не хотелось. Поэтому останется так. Плату заказывал в России. Кстати выгодней и быстрее чем в Китае. В довесок экскурсия по заводу. Плату проектировал в Autodesk Eagle под Линуксом. Дальше по классической схеме: отдал на завод gerber файлы, оплатил, получил платы. Спаянная плата заработала с первого раза. С другой стороны никакой сложной схемотехники нет и ошибиться трудно.

С момента анонса проекта хорошо поработал над софтом.

Вот так выглядит главный экран:

Прошу прощения за не очень четкие фото. Экран закрыт пленкой. Прошу понять меня правильно — мне с этим экраном жить, а в процессе работы и тестов тыкать по нему приходится очень много. Поэтому пленку не снимал.

Вот так выглядит страница настроек:

К тестовому стенду подключено 9 вентиляторов, одна помпа, датчики температуры, датчик потока.

Вот так выглядит информационный экран с оборотами всего что сейчас крутится:

Осталось примерно половина. Надо спроектировать и изготовить корпус для всей байды. Спроектировать и изготовить корпус для экранчика. Далее смонтировать все в корпус подключить нагреватель и доводить софт до ума. В общем, думаю за пару месяцев должен управиться. В процессе работы появился кой-какой опыт по фиттингам — разочаровался в компрессионных фиттингах. Для критичных мест заказал «ёлочки» и пружинные зажимы к ним. «Елочки» получаются надежней.

Также разочаровался в датчике потока Barrow SLF-V3. Он от рождения немного кривоват. Показания у него скачут довольно сильно — от 2 л/мин до 50 л/мин. Считать их корректно не получается. Более или менее достоверные показания с этого датчика удается получить в диапазоне от 2-х до 8 л/мин. Формально датчик выдает сигнал по стандарту — 2 импульса на один оборот, но ШИМ заполнение при этом 85%. Видимо китайцы поставили либо очень мощные магниты либо слишком чувствительный датчик холла. В итоге из-за нестабильного вращения и высокого коэффициента заполнения сигнала считываемые показания не очень стабильны. Приходится довольно сильно усреднять и убирать всплески, поэтому скорость потока измеряется с задержкой в несколько секунд. По нюансам работы с датчиком потока, с одновременным определением оборотов 9-ти вентиляторов и двух помп я планирую написать отдельную статью, так как материалов в интернете ноль. Пишите в комментариях кому какие моменты интересны — попробую осветить.

Для статьи использовал материалы со следующих ресурсов:

Презентация «How to Design a Liquid Cooled System».

Весьма кстати интересная и в плане данных и в плане интересных решений.

Подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен или telegram-канал @overclockers_news — это удобные способы следить за новыми материалами на сайте. С картинками, расширенными описаниями и без рекламы.