Пассивная система жидкостного охлаждения

Разработчики систем воздушного охлаждения довели идею бесшумного охлаждения до абсолюта. Активными принято назвать системы охлаждения, содержащие движущиеся механические части, порождающие шум и вибрацию. Борьба с шумом стала актуальной относительно недавно, когда процессоры, видеокарты, блоки питания и жесткие диски достигли таких скоростей, когда для их эффективного охлаждения требовались достаточно мощные и шумные устройства. Появились пассивные устройства, позволяющие рассеивать тепло без лишнего шума за счет большой площади поверхности. Особенно преуспела в этом отношении южнокорейская компания Zalman, для которой бесшумные системы охлаждения стали жизненным кредо.

Оказывается, пришедшие на смену воздушным системам охлаждения "водянухи" тоже эволюционируют в сторону бесшумных решений. Надо сказать, источники шума в этих более тихих системах все равно присутствуют – это помпа (насос) и вентиляторы, охлаждающие теплообменный радиатор. Если без последних в некоторых случаях можно обойтись, то лишить систему помпы удавалось немногим. К числу благополучных исходов подобного мероприятия (проведенного на стадии проектирования системы), мы можем отнести эксперимент, описанный автором разработки на этом сайте.

Концепция пассивной системы охлаждения проста: исключив из привычной системы насос, нужно обеспечить эффективную естественную конвекцию. Теплая жидкость поднимается, холодная опускается. Главное – ей не мешать :). Чтобы обеспечить естественную конвекцию жидкости, нужно соблюдать несколько правил:

• Траектория движения жидкости должна быть максимально прямолинейной.
• Места поворотов потока должны иметь расширения и плавный радиус.
• Диаметр трубопровода должен быть максимально возможным.
• Узких мест в системе быть не должно.
• Места сопряжений должны быть скруглены для снижения гидравлического сопротивления.
• Радиатор должен находиться выше процессора и ватерблока.

Все эти правила диктуются соответствующими разделами физики и гидравлики, так что ничего сверхъестественного в этих требованиях нет.

Герой нашего повествования решил изготовить ватерблок собственной конструкции, чтобы применять патрубки большого диаметра. В качестве теплообменника должен был служить радиатор от дизельной версии автомобиля Opel Vectra. Радиатор соединялся трубками с ватерблоком, подвешивался над системой, и остальную работу выполняла естественная конвекция – никакого шума.

Вот так выглядел готовый ватерблок, установленный на процессор Athlon XP 2000+, работающий в номинальном режиме.

Форма ватерблока лучше всего поясняется этой иллюстрацией.

Изнутри он выглядит, как полый полуцилиндр.

Вся система в сборе :).

Результаты испытаний можно назвать удовлетворительными с некоторыми оговорками. Впрочем, вины радиатора здесь нет – качество крепления ватерблока к материнской плате не обеспечило плотного контакта с процессором, поэтому он нагревался до 55 градусов Цельсия.

Непосредственно радиатор мог бы справляться со своими задачами достаточно успешно – температура на входе составляла 33.3 градуса, на выходе 31.8 градусов Цельсия. Температура основания ватерблока составляла 43.7 градуса Цельсия. Примерная скорость циркуляции жидкости – 0.3 м/с. Производительность системы, по приблизительным расчетам, равнялась от 250 до 370 л/ч, что достаточно неплохо для пассивной системы. Проект находится на начальной стадии отладки, и в будущем автор обещает кардинально улучшить характеристики системы.