Водяная система охлаждения процессора и как она работает

Система водяного охлаждения компьютера

Современные компьютеры могут похвастаться высокой производительностью. Однако увеличение вычислительной силы впечет за собой существенную проблему – количество выделяемого компонентами системного блока тепла серьезно возрастает. Для того, чтобы охладить комплектующие компьютера, приходится использовать все более эффективные системы воздушного охлаждения. В результате, уровень шума от постоянно работающих вентиляторов в корпусе компьютера начинает становиться все более громким и раздражающим. К тому же, традиционное воздушное охлаждение уже совершенно не спасает, когда за окном стоит жаркая летняя погода. Тут есть смысл задуматься над применением водяного охлаждения, о возможностях и преимуществах которого многие пользователи даже не подозревают.

Принцип действия, привычной нам, воздушной системы охлаждения компьютера, заключается в том, что кулер для центрального процессора направляет воздух на радиатор. И когда воздух прогоняется через ребра радиатора, он забирает вместе с собой тепло. Затем горячий воздух выводится другим кулером из корпуса компьютера. У систем жидкостного охлаждения совершенно иной принцип работы, поскольку вместо воздуха для отвода тепла здесь используется вода.

Вода постоянно циркулирует и поступает к компонентам компьютера, нуждающимся в охлаждении. Затем вода по шлангам проходит дальше и уже сама охлаждается в радиаторе, где тепло от воды передается воздуху и отводится за пределы системного блока компьютера. Движение воды в системе водяного охлаждения осуществляется посредством специальной помпы. Поскольку вода имеет большую теплопроводность, чем воздух, то она гораздо эффективнее отводит тепло от различных компонентов компьютера, включая процессор и графический чип.

Преимущества системы водяного охлаждения

Систему водяного охлаждения (СВО) очень выгодно использовать для охлаждения компьютера по нескольким причинам. Во-первых, эффективность такого охлаждения гораздо выше воздушного, а значит, подобную систему можно использовать для того, чтобы разогнать систему и одновременно обеспечить ее стабильность. Вы можете добиться разгона процессора ПК и других компонентов без существенного увеличения их температуры, что самым положительным образом отразится на надежности работы комплектующих.

Во-вторых, при использовании СВО фактически нет никаких вентиляторов. Это означает, что можно сделать работу своего компьютера гораздо более тихой и комфортной. У систем водяного охлаждения есть и еще один плюс – это отличный внешний вид. При ее установке можно использовать различные цветные или флуоресцентные шланги, а также светодиоды, которыми подсвечивают внутренние компоненты компьютера.

Недостатки водяного охлаждения

К минусам СВО для компьютера обычно относят некоторую сложность ее сборки и дороговизну. Однако собрать все компоненты системы сегодня может любой человек, кто владеет хотя бы минимальными навыками сборки отдельных комплектующих компьютера. Что касается цены, то, безусловно, такое охлаждение стоит дороже даже самого качественного и эффективного воздушного охлаждения. Но поскольку жидкостные системы применяются главным образом в дорогостоящих и высокопроизводительных устройствах, то стоимость такого охлаждения можно вполне назвать соответствующей цене других комплектующих компьютера. Ко всему прочему, при правильной сборке и наличии качественных компонентов СВО способна прослужить очень долгое время.

Структура систем жидкостного охлаждения

Для многих не будет секретом, что СВО могут быть открытого (кастомные) и закрытого типа (готовые необслуживаемые решения для охлаждения конкретного типа комплектующих). И если с последними все понятно, то первая категория может быть построена по трем основным принципам:

Схема с параллельным подключением. Все узлы запитаны от одной помпы, которая гонит хладагент к радиатору с кулерами. Через решетку радиатора вода охлаждается и подходит к железу, с которых снимается тепловая энергия. Горячая жидкость возвращается в резервуар с помпой и процесс повторяется заново. Схема выглядит следующим образом.

Схема с последовательным подключением. Элементы также охлаждаются параллельно и очень эффективно, но для этого необходимо иметь мощную помпу и весьма оборотистые вертушки, которые смогли бы оперативно охлаждать хладагент в радиаторе. Схема прилагается.Есть так называемые комбинированные или двухконтурные водянки. Принцип работы основан на последовательном методе, однако каждый контур ориентирован на одну железку. Довольно дорогая схема как в плане строительства, так и по обслуживанию. Хотя владельцы топовых конфигураций в погоне за максимальной производительностью не видят в подобном решении ничего зазорного.

Водяное охлаждение для ПК – плюсы и минусы

Споры о целесообразности приобретения жидкостных установок не утихают. Для начала рассмотрим преимущества водяного охлаждения для ПК:

1. Компьютер с водяным охлаждением издает меньше шума.
2. Водяные охладители намного эффективнее.
3. Водяное охлаждение для ПК занимает сравнительно мало места.
4. Система водяного охлаждения способна одновременно использоваться для отвода тепла сразу от нескольких ответственных узлов устройства (видеокарты, CPU, винчестера).

Недостатки водяного охлаждения ПК:

1. Устройство сравнительно сложнее, для монтажа требуются собственные специальные навыки или привлечение специалиста.
2. Существует потенциальный риск протечки жидкого теплоносителя на узлы ПК.
3. Для функционирования системы используется специальная жидкость.
4. Высокая стоимость.
5. Водяное охлаждение для ПК периодически требует профилактики – прочистки микроканалов и замены теплоносителя.

Какое охлаждение лучше водяное или воздушное?

Желательно все варианты рассматривать в конкретных условиях, исходя из мощности собственного компьютера. Для простых задач хватает нескольких стандартных кулеров, но сравнительно мощные устройства требуют эффективного отвода тепла. Попытаемся изучить, что лучше водяное охлаждение процессора или воздушное, исходя из следующих критериев:

1. Простота монтажа – воздушные кулеры проще и быстрее устанавливать.
2. Стоимость – монтаж СВО обойдется пользователю дороже.
3. Использование жидкостных охладителей разрешает осуществлять более тонкие настройки, включая в контур множество дополнительных компонентов.
4. Размеры – в корпусе компьютера требуется больше места для монтажа радиатора и трубок.
5. Уровень шума – комп с водяным охлаждением работает тише благодаря меньшей скорости вентиляторов.
6. Эффективность – жидкий теплоноситель лучше перемещает тепло, разрешая увеличивать мощность приборов.

Установка радиатора

Радиатор может устанавливаться как на крышке корпуса, так и на его задней панели. В некоторых системах жидкостного охлаждения он располагается рядом с корпусом.

Крепление радиатора

Крепление может быть выполнено самым разнообразным способом. Обычно, к каждому радиатору идёт набор различных конструкций и переходников для его адаптации под любой из существующих корпусов.

После установки радиатора необходимо подключить его к двум фитингам переходника, выходящим из системного блока – тому, который приходит с видеокарты и тому, который идёт на помпу.

Питание радиатора

Питание радиатора осуществляется от напряжения +12 В, также подводимого от источника питания через специальный переходник в заглушке на задней панели корпуса.

Наполнение водой

Наполнение водой СВО производится при выключенном питании ПК. То есть, блок питания будет подключён только к помпе и радиатору, питание от материнки должно быть отключено. Заливка воды в СВО производится в её самой высокой точке – специальной горловине, расположенной на радиаторе. Как только жидкость зальёт весь объём системы, необходимо запустить помпу и прокачать хладагент по всему маршруту, чтобы избавиться от воздушных пузырьков. После чего система герметично закрывается, подключается питание материнки и ПК готов к включению.

РЕЗЕРВУАРЫ

Резервуар тоже является обязательным элементом СВО. Если посмотреть на вышеупомянутые необслуживаемые СВО, то у них нет резервуара, но в их случае система является герметичной и полностью заполнена жидкостью, то есть там нет воздуха. В кастомных же СВО резервуар служит для предотвращения возникновения воздуха в контуре, отслеживания уровня охлаждающей жидкости и удобного залива этой самой жидкости в контур.

Производятся резервуары, в основном, из акрила или стекла. Стеклянные дороже, но они более качественные. К примеру, акриловый резервуар может треснуть, если при его монтаже применить силу больше той, что следует, и сильно закрутить его конструктивные элементы.

Если ты не планируешь делать моддинг проект, то тебе хватит даже самого маленького акрилового резервуара, так как основные функции он сможет обеспечить. Единственное отличие маленького от большого заключается в том, что в маленький чаще нужно заливать охлаждающую жидкость.

Почему стоит выбирать СВО?

Значительный рост производительности ПК повлек за собой необходимость совершенствовать и системы охлаждения. Если раньше об охлаждении системного блока знали только как о наборе кулеров и радиаторов, то сегодня на рынке можно встретить фрионовые и комбинированные системы с элементами Пельтье. Правильное охлаждение — залог стабильной работы Вашего компьютера, особенно в жаркое время года, когда обычный набор кулеров давно не справляется.

Все разработки в области СВО в последнее время относились к совершенствованию самого хладагента и ускорению процесса охлаждения за счет оптимизации системы движения жидкости. Причем, диапазон цен на такие системы весьма растянут: можно найти бюджетный вариант с небольшой охладительной цепочкой, где в качестве хладагента выступает дистиллированная вода, а можно натолкнуться и на сложные многоуровневые СВО, с дорогими брендовыми радиаторами и вставками из углеродного волокна. Выбор подходящего варианта будет зависеть от условий эксплуатации Вашего ПК и от финансовых возможностей, но сама по себе такая система весьма эффективна и стоит потраченных на ее установку средств.

Превосходство СВО над остальными системами заключается в высоком уровне теплопроводности рабочей жидкости в отличии от аэрогенных охладителей и гораздо более длительной эксплуатацией по сравнению с системами открытого испарения. Также существует множество видеоуроков и инструкций, как сконструировать надежную водяную систему своими руками. Зачастую СВО сделанные самостоятельно ничем не хуже готовых решений от производителей компьютерных комплектующих.

Необслуживаемые СВО

Эти удобные и практичные системы включают в себя помпу, резервуар, радиатор и один или два вентилятора; устанавливать такую систему проще, чем собирать модульную СВО из составных частей, которые монтируются к корпусу и охлаждаемым компонентам ПК. Все составные части необслуживаемой СВО уже герметизированы, протестированы и готовы к использованию. Это исключает ошибки при самостоятельной сборке СВО, обусловленные человеческим фактором.

Цены на необслуживаемые жидкостные кулеры, называемые также системами «всё в одном» (All-in-One, AiO), за последнее время заметно снизились, и сегодня вы можете найти приличную модель всего за сорок с небольшим долларов. Эти кулеры производят мало шума и обеспечивают высокую эффективность охлаждения, хотя по эффективности они сопоставимы с воздушными кулерами чуть более высокого класса.

Охлаждающая жидкость (хладагент), проходя через водоблоки CPU или GPU, отводит тепло от соответствующих компонентов ПК на радиатор, который обычно устанавливается в задней части корпуса ПК. Это способствует быстрому выводу тепла наружу воздушным потоком от заднего корпусного вентилятора, в отличие от традиционных способов теплорассеяния с медленным понижением температуры внутри корпуса.

Установка СВО с закрытым контуром требует внимательного подхода только к размещению радиатора и вентиляторов, здесь не нужно возиться со шлангами и т.д. С другой стороны, возможности необслуживаемого жидкостного кулера в части персональных настроек стиля (подсветка и т.п.) существенно ограничены, а это – одно из главных преимуществ СВО. Кроме того, контур AiO включает в себя только один водоблок, что подразумевает использование отдельного кулера для каждого охлаждаемого компонента, например, для CPU и для GPU.

Достоинства:

• простота установки;
• доступная цена.

Недостатки:

• ограниченность настроек;
• охлаждает только один компонент ПК;
• невозможность какой-либо модификации или модернизации готовой системы.

Пример кулера «всё в одном» – NZXT Kraken M22, который предлагает отличную производительность и удобную конструкцию. Этот кулер мог бы победить только за счет бренда, но он обладает еще и высокими техническими характеристиками. Он оснащен легким 120-мм радиатором и в целом почти ничего не весит.

Выводы

Системы водяного охлаждения все еще остаются уделом немногих энтузиастов. Однако в свете растущих требований к кулерам топовых графических адаптеров и центральных процессоров у них есть возможность вернуться на массовый рынок.

Эксплуатация СВО связана с определенными трудностями – правильным подбором компонентов, настройкой системы, защитой от случайных протеканий контура. Использование водоблоков вместо традиционных кулеров вызывает необходимость обдува околопроцессорного пространства во избежание перегрева элементов материнских плат и видеокарт. Однако стоят СВО несколько дороже, чем суперкулеры на тепловых трубках.

В то же время сбалансированная система водяного охлаждения способна охлаждать несколько узлов ПК одновременно, и часто делать это намного более эффективно, чем лучшие воздушные кулеры. СВО открывает перед энтузиастами новые горизонты разгона, а обычные пользователи могут существенно снизить уровень шума системного блока.