Простейший водоблок-2: тесты!

для раздела Блоги
Лирическое отступление.

Здесь первая часть, только изложение идеи. Краткий смысл - сделать максимально простой дешевый водоблок из "подручных" деталей, которые легко купить в любом месте. Сам водоблок получился, но что у меня, что у участников конференции он вызвал множество вопросов, главный из которых - низкая предполагаемая производительность. Основания - очень простая конфигурация блока и не слишком подходящий материал - латунь, имеющий невысокую теплопроводность. Но, как показали тесты, это не совсем так.

Кофигурация тестовой системы.

Для начала я решил испытать "водоблок-недомерок" отдельно от компа. Это вполне естественно, так как мне не хотелось ненароком спалить свое "железо". В качестве теплового источника хотел взять мощный биполярный транзистор. У меня были КТ805АМ и КТ837К. Но они оба имели максимальное допустимое тепловыделение 30Вт. Мало, хотелось больше. Тогда, порывшись в старых платах, я нашел фрагмент импульсного БП. Там нашелся 2SK2611 - мощный полевой n-канальный транзистор. Допустимое тепловыделение - 150Вт, максимальный ток стока - 9А, размер медной площадки основания - 20х16мм, толщина - 1.8мм. Подходит отлично. Схема подключения просто до безобразия: сток-исток подключаются с +12В и земле компьютерного БП соответственно, а резистивным делителем на затвор транзистора подается нужное напряжение. Транзистор при этом будет находиться в полуоткрытом состоянии, и протекающий через него ток будет греть транзистор. Все довольно просто. С помощью даташита на транзистор удалось выяснить, что на затвор нужно подавать около 5В, более точно только экспериментальным путем. Сначала подобрал сопротивления 47кОм и 68кОм, но при таких номиналах ток был около 3А, что было маловато. Тогда "верхний" резистор зашунтировал еще 470кОм резистором (получилось 60кОм), в итоге получил то, что хотел - около 7А сток-исток. Теперь само крепление. Транзистор прикрепил к основанию водоблока, посадил на пасту КПТ-8; на основании водоблока были мелкие царапинки, но полировать я их не стал.


(кликните по картинке для увеличения)



Транзистор притягивался толстой медной проволокой. То есть, тепловой контакт был неплохой. Питание для эксперимента давал безродный БП с заявленной мощностью 300Вт. Впрочем, почти 8А по шине +12В он нормально тянул, а бОльшего мне и не надо было. Что касается помпы - ею была Resun King-2, которую в свое время я дорабатывал. Схема водяной магистрали простая - помпа - шланг 50см - водоблок - шланг 3м - тазик с водой.


(кликните по картинке для увеличения)



Еще один момент. В данном тесте я решил обойтись без радиатора. Причина - времени городить огород с замкнутой системой у меня не было, да и смысла тоже не было. Ведь для оценки эффективности водоблока достаточно, имхо, узнать мгновенную разность вода-подошва транзистора в устоявшемся режиме. А во время теста вода не успела сколь-нибудь заметно нагреться. Итак, почти все готово.

Описание теста.

Погружал помпу вместе со шлангами в тазик с водой (навскидку, литров 5-7 в тазике было), водоблок на поверхности. Вытаскивал сливной конец шланга и замерял производительность системы, мультиметрами (двумя) мерял ток и напряжение на транзисторе. Мультиметры: Mastech M890G и безродный DT838. Точность показаний - достаточная для этого теста, благо, схемотехника подорбных приборов давно унифицирована. Температуры мерялись термопарой, которая была в комплекте Mastech M890G. Напряжение мерялось на молексе ПОСЛЕ нагрузки, так что мерялось именно просаженное напряжение, так что все корректно. Температура мерялась на краю медной пластинки транзистора, на металлическом разветвителе, присоединенном к помпе (ака температура воды) и на пластиковом корпусе транзистора (ака температура "ядра"). Замер производительности помпы - брал 0.6л бутылку из-под "Спрайта" и заливал ее на время водой из конца сливного шланга. Перепад уровней - от силы 10см, так что и здесь все вроде корретно.

Самое интересное - результаты.

Ну вот, продрались через всю шелуху, теперь и результаты. А они получились неплохими.
Опытов было 2 - с температурой воды 9град. (это самая холодная из-под крана и 32 град. (теплая для рук по ощущениям)

Итак:
Производительность помпы для обоих случаев одинакова и равна 0.6л за 17.8сек, то есть 121л/час. Немного, но в этом "виноваты", видимо, маленькое проходное сечение переходника-крана на помпе и "узости" водоблока, а также почти 4м шлангов. В реальной системе, думаю, эту цифру расхода можно увеличить вдвое, как минимум.

Для температуры воды 9 градусов:
1. Мощность тепловыделения транзистора 11.6В х 7.4А = 86Вт
2. Температура подошвы транзистора - 27 градусов, температура пластикового корпуса (фактически, "ядра") - 45 градусов.
3. Дельта вода-"ядро" - 36 градусов.


(кликните по картинке для увеличения)




(кликните по картинке для увеличения)




(кликните по картинке для увеличения)




(кликните по картинке для увеличения)




Для температуры воды 32 градуса:
1. Мощность тепловыделения транзистора 11.7В х 6.5А = 75Вт
2. Температура подошвы транзистора - 47 градусов, температура пластикового корпуса - 55 градусов.
3. Дельта вода-"ядро" - 23 градуса.


(кликните по картинке для увеличения)



Вам не кажется, что весьма неплохие результаты для "недомерка"? Я считаю, что это более чем неплохие результаты для такого примитивного в изготовлении блока. Так что, имхо, не такой уж он "недомерок". Сразу объяснение, почему при одинаковых условиях разные токи, ведь в стенде ничего не менялось. Все просто - при более низкой температуре канал транзистора будет иметь более низкое сопротивление, а следовательно, и ток будет меняться. Напряжение менялось соответственно - при меньшей нагрузке больше напряжение (меньше "просадка" БП).

Что в итоге?

Я считаю, что опыт с изготовлением максимально простого водоблока вполне удался. Я планировал сделать его для тепловыделения не более 25-30Вт, для Радеонов 9600, старых процессоров типа P3. Но, учитывая, что блок потянул 86Вт, то я думаю, ему по силам охладить и современные, более горячие CPU/GPU, главное, чтоб хватило площади "пятака" для покрытия всего ядра CPU/GPU. При тепловыделении 86Вт дельта вода-ядро будет около 36 градусов, это означает, что скажем, при температуре воды около 40 град. температура ядра будет 76 град. Это много, практически до такой же температуры (80-90 градусов) нагреваются ядра мощных видеокарт в нагрузке при воздушном охлаждении. Но, с другой стороны, блок и не задумывался для охлаждения таких монстров. Так что мое мнение - смысл в изготовлениии такого блока безусловно есть, но для не слишком горячих процессоров. Думаю, реальный предел блока - 50-60Вт. Ориентировочное применение - процессоры до P3, чипсеты, видеокарты до Radeon 9ххх включительно. Цеплять его на более горячие (читай - новые, дорогие) - просто несолидно, имхо.
В конце концов, водоблок изготовлен из латунной заглушки под 3/4", а ведь еще есть как минимум 1", с толщиной основания не 2мм, а 3мм и диаметром "пятака" 36мм.. Вполне возможно, что из 1" заглушки получится нечто поэффективней. Особенно если немного приподнять штуцеры изнутри блока и, таким образом, снизить гидросопротивление блока и тем самым увеличить расход воды.

Теперь относительно моих будущих планов. Изготавливать такой же блок, но из 1" заглушки я не буду - эффективность подобного решения , очевидно, хоть и будет выше, чем у 3/4", но у меня есть идея сделать более эффективный блок с медным основанием, (спасибо конструктивной критике в форуме!) но он не будет таким же простым. Немного сложнее, (должен быть) заметно эффективнее, не не сильно дороже - так что следите за продолжением.

Обсуждение, возражения, дополнения все тут же, в конференции.

Особая благодарность - моей девушке Кате, которая не только терпела все мои опыты, но и еще помогала - делала фото.

Обновлено 26.12.2005 в 12.50.
Сначала немного напутал с цифрами, получились излишне оптимистичные числа. Сейчас все хоть и менее радужно, но реальнее.
Telegram-канал @overclockers_news - это удобный способ следить за новыми материалами на сайте. С картинками, расширенными описаниями и без рекламы.

Возможно вас заинтересует

Популярные новости

Сейчас обсуждают