Полностью пассивная СВО

9 октября 2009, пятница 22:26
для раздела Блоги
Думаю, довольно насущно стоит проблема создания, вернее, использования довольно тихого или бесшумного компьютера. При просмотре кино, прослушивании музыки и в ночное время хочется, чтобы стало тихо или совсем тихо . У меня всегда были не громкие ПК, железо не очень горячее, замена систем охлаждения, небольшие доработки и все бы не плохо, но человек быстро привыкает к хорошему и хочется большего... В моем случае проблема обострилась, когда я готовился к экзаменам CCNA и CCNP в позднее время. Моя ненаглядная, изрядно устав в светлое время суток, желала отдохнуть ночью, а я, жуткий негодяй, не выключал ПК, освещал комнату монитором, жужжал куллерами, дырчал винтами и даже иногда щелкал клавиатурой и мышкой... Но сейчас не об этом. Я довольно много думал о полностью пассивных системах охлаждения, в которых нет активных элементов, вроде вентиляторов, компрессоров, помп и т.д. Можно придумать довольно много схем с тепловыми трубками, термосифонами, элементами Пельтье, пассивным воздушным охлаждением, но я заинтересовался созданием системы водяного охлаждения, работающего на конвекции, простого и недорого в изготовлении. Когда-то, давным-давно, в эпоху Целеронов 300-600 Мгц (у меня тогда было такое) я видел статейку о том, что была создана система водяного охлаждения, полностью пассивная и неплохо работающая. Фото автор не предоставил, представленный материал был снабжен схемами. А схемы говорили вот что - от ватерблока CPU подогретая водичка самотеком бежит вверх по вертикальному каналу к емкости, там охлаждается и по другому каналу стекает вниз к процессору. И все. Очень просто. Больше о подобных системах я не слышал, скорее всего, что их делали, но как-то этот материал обошел меня.
Немного смушает работоспособность такой схемы, но есть желание проверить ее. В наличии имеется довольно старая материнская плата Интел на 845 чипсете с 478 сокетом, камень Пентиум Норвуд 1,8 Ггц и прочие старые комплектующие. Все в собранном виде неплохо работает, позволяет выполнять все офисные задачи, бороздить Инет, смотреть кино, вплоть до HDTV, играть в старые игрушки - т.е. нетребовательному пользователю подойдет. Данный ПК станет жертвой науки - на нем будем проверять нашу пассивную водянку. На первом этапе ограничимся центральным процессором.
Итак, что же нам надо. Ватерблок, соединительные шланги, емкость для хладогена, т.е. воды. В качестве шлангов будем использовать садово-огородные, для поливочных работ. Диаметр у них большой - подойдет. Штуцера для них купим на раскладках. Емкость - тоже не проблема - любая канистра сможет выполнить столь ответственную роль. Ватерблок. На размышления о его создании ушло не очень много времени. Было решено взять стандартный боксовый прямоугольный радиатор, оклеить его оргстеклом и вклеить штуцера. Так и было сделано.
Ватерблок готов, шланги нарезаны, в качестве емкости была выбрана большая банка из под латексной краски (сейчас идет ремонт в одной из комнат), штуцера - на местах. Собираем для проверки на течь. Вся процедура заключается в насаживании двух шлангов . Наливаем водичку - капает. Сушим, проклеиваем, проверяем - вроде все хорошо, но нет - через некоторое время набегает капелька. Не расстраиваемся, проклеиваем соответствующее место. Ура - не течет. Кстати, во всех экспериментах водички наливалось совсем не много, ее хватало лишь для того , чтобы заполнить коробочку радиатора. Надо устанавливать радиатор на ЦП и тестить. Промазываем термопастой Zalman ZM-STG1. Устанавливаем, защелкиваем крепления. В процессе поворота одного из рычажков крепления слышен щелчок. Я подумал, что издала звук около процессорная рамка, за которую, собственно, и цепляется радиатор, но я как же я ошибался...
Ставим материнскую плату возле табуреточки, сверху банка с водой, от нее два шланга, один для восходящей теплой воды, другой для нисходящей холодной.


(кликните по картинке для увеличения)



Наливаем холодную водичку в кастрюльку идем в комнату, льем мощным потоком в емкость из-под краски и получаем такой же мощный поток воды из разломившегося ватерблока на материнскую плату и видеокарту. Все разбираем, сушим, совершаем "разбор полетов".
Первое. Недостаточный контакт основания радиатора и ЦП - отпечаток термопасты не полный.
Второе. Оказывается при надавливании одного крепления прижимающего куллер к процессору изгибается оргстекло и шов склейки разлетается. Данную проблему решено исправить наклеиванием специального распределителя нагрузки, небольшой полоски оргстекла, который переместит часть усилия с середины площадки на ее края. Также эта полоска улучшит контакт ЦП с радиатором, т.к. немного опустит радиатор.
Исправления произведены. Попытка номер два. Начинает течь в месте склейки штуцера и коробки варетблока. Шланги довольно жесткие, при неаккуратном обращении они выламывают штуцера. Все заново проклеиваем. Решено не дожидаться суточного просыхания. Попытка номер три. Наливаем чашечкой воду, чтобы заполнить ватерблок и шланги, течи нет - отлично. Довольные собой идем в ванную с кастрюлькой, наливаем воду, выплескиваем ее в емкость. Не течет, внимательно смотрим и тут начинает набирается капелька. С малым давлением в системе - все хорошо, когда добавил воды, она продавила невысохший клей. Быстро все разбираю тащу в ванную, по дороге цепляю шланг и ломаю ватерблок. Но ничего, его все равно переклеивать. Все восстанавливаем. Клея уже столько налито на ватерблок, что кажется, что это наслоения льда .



(кликните по картинке для увеличения)



Попытка номер четыре. Все аккуратно устанавливаем. Наливаем немного воды - не течет, доливает до 2 литров в системе - не течет. Супер.
Хочу посмотреть на сколько хватит 2 литров воды, через сколько времени начнется перегрев. В комнате - 25 градусов Цельсия. Включаю комп, загружается Винда, ничего больше не делаю, т.е. режим без нагрузки - температура на ЦП 26 градусов Цельсия. Через 5 минут - 25 градусов, т.е. упала на 1 градус. Через 10 минут - 26 градусов. 15 минут - 27 градусов. 20 минут - 28 градусов. 30 минут - 28 градусов. Визуально конвекцию в прозрачный корпус ватерблока не видно. В емкости с водой видно движение воды только по пылинкам и пузырькам воздуха. При виде сверху через шланг восходящего потока видны ребра радиатора и на фото есть искажения в их геометрии - это конвекция.



(кликните по картинке для увеличения)





(кликните по картинке для увеличения)



В простое все работает, не перегревается. Надо тестить под нагрузкой. Включаю OCCT на 6 минут. Напоминаю, что 1-ая минута и последние 4 - работа без нагрузки.



(кликните по картинке для увеличения)



Ну что ж - неплохо. Идем дальше. Прогрев 15 минут.



(кликните по картинке для увеличения)




Отлично!!! Надо тестить подольше.


(кликните по картинке для увеличения)



Час под нагрузкой 100% при 2 литрах воды в системе - я этого никак не мог ожидать. Я не был уверен в работоспособности системы, а она такое показывает!
Запускаю тест Эвереста, пять экземпляров CPU-Burn и OCCT на час.



(кликните по картинке для увеличения)





(кликните по картинке для увеличения)



Все работает - не перегревается. Уже ночь на дворе - еще парочку тестов на хорошо прогретой системе.



(кликните по картинке для увеличения)





(кликните по картинке для увеличения)




Итого по первому дню. Система работает без перегрева. Максимум под нагрузкой - чуть больше 40 градусов Цельсия, при снятии нагрузки - быстрое падение температуры до 35 градусов.

День второй. Часовый прогон для разогрева системы.



(кликните по картинке для увеличения)



Все в порядке, как вчера.
Решил померить сколько времени будет остывать система с 35 градусов до 30, т.е. прогреваем систему каким-нибудь тестом, останавливаем его, температура быстро опустится до 35, засекаем время, компьютер работает, ничего особо не делает, медленно остывает. Через 2 часа температура упала до 30 градусов.
Жизненно необходим длительный тест. Три часа кажется должно хватить.



(кликните по картинке для увеличения)





(кликните по картинке для увеличения)



А трех часов-то и не хватило, под нагрузкой температура росла-подростала, но длинной горизонтальной площадки так и не получилось. Да - водяное охлаждение - довольно инертная система.
Решено подлить водички до 7 литров и поставить на 8 часовой прогон. Доливаем воду и... Я где-то это уже видел - течет! Моя система абсолютно не держит давление. 40-50 см водяного столба и ватерблок трещит по швам. Пытаюсь все быстро поотключать и перетащить в ванную. Очередной маленький потоп . Хорошо, что все доливы я производил на выключенной системе, даже удлинитель выдергивал из розетки (хотя на него вода и не попадала).



(кликните по картинке для увеличения)



Все сушим, собираем с воздушным охлаждением. Материнка стартует с пятого раза, не издает ни каких звуков... - погибла. Она нам еще была нужна для тестов с воздушным охлаждением, для сравнения, но не в этот раз. Скажу на словах, без графиков. Активная система воздушного охлаждения работала хуже, чем пассивная водянка. Проигрыш был не большой 2-5 градусов. Да, конечно, воздушный куллер не мега монстр, но он чуть лучше боксового и значительно тише.


Материалы, использованные для работы:
- небольшие куски оргстекла, толщина 2 мм (желательно брать потолще);
- клей силиконовый для аквариумов, кислотный (использовал, т.к. это экспериментальный образец, надо клеить нейтральным или другим клеем )
- штуцера 4 шт., у двух из них отрезал часть с резьбой и вклеил в ватерблок, два остальных вкрутил в емкость через резиновые прокладки и затянул гайками;
- 4 резиновые прокладки (для крепления штуцеров в емкость);
- 2 гайки (для крепления штуцеров в емкость);
- пара метров шланга для полива садов и огородов ;
- боксовый куллер для 478 сокета;


Выводы
Пассивная система водяного охлаждения работает. Не знаю, как она себя поведет на горячих процессорах, но на холодном камушке П4 1,8 она работает отлично.
Ватерблок (самую сложную часть системы) можно быстро и легко сделать из подручных средств. Единственное - его надо делать мега антивандальным.
В системе необходимо делать слив. Мои беганья в ванную с материнкой, болтающейся на шлангах из которых брызчала вода - это довольно весело, но лучше без них.


Что можно улучшить:
Если кто владеет теорией по конвекции, то чего-то даже и посчитать .
Взять за основу ватерблока хороший башенный куллер с большим расстоянием между ребрами.
Вместо шлангов сделать каналы такого же сечения, что и вход-выход из ватерблока, т.е. чтобы вода текла без изменения формы и площади сечения. По возможности каналы делать прямолинейными с плавными закруглениями в местах изменения тока жидкости. Нисходящий канал должен заходить снизу радиатора, а не в бок.
Емкость должна хорошо рассеивать тепло, неплохой вариант, когда стенки будут выполнены в виде ребристой поверхности. Емкость необходимо делать довольно высокую, чтобы создалась разница температур в верхних (теплых) и нижних (холодных) слоях.
Конец восходящего канала должен выходить не в нижнюю часть емкости, а в верхнюю. Это повысит эффективность.
Вход нисходящего канала и выход восходящего в емкости можно разносить не только по вертикали но и по горизонтали.
Как я уже раньше говорил необходимо сделать систему слива воды.

Пока у меня не на чем тестировать, я надеюсь, что найдутся любители смастерить подобную систему, лучшую, чем моя, на более горячем железе и не только на ЦП!

Удачи!


Обсудить материал можно в конференции http://forums.overclockers.ru/viewtopic.php?f=58&t=329324


Дополнительные фото:



(кликните по картинке для увеличения)



Возможно вас заинтересует

Популярные новости

Сейчас обсуждают