Почти сразу после выхода материала «Самодельный кулер для компьютера» должно было появиться продолжение, поскольку в процессе работы над статьей выяснилось, что у самоделки есть ряд узких мест, которые необходимо устранить. Я обещал это исправить и начал работу над ошибками.
Ничто не предвещало трудностей и задержек. Довольно быстро был изготовлен конденсатор размером в два раза больше прежнего. Был спаян огромный испаритель с четырьмя паровыми трубками против двух в старом. И… дело встало. На меня накатило. Во время такого приступа я становлюсь до отвращения похожим на славного персонажа кинотрилогии «Властелин колец» – Горлума.
Не, не, не, не, не, Дэвид Блэйн, не внешне. Сомнениями. Он мне близок тем, что постоянно сомневался. Причем все три серии. А повод для этого у него был серьезный. То ли пришить всех этих хоббитов, один из которых когда-то спер у него «мою прелесть». То ли не делать этого и продолжать улыбаться, прыгая перед ними на четвереньках дальше. Нелегкий выбор. Хотя для меня там все очевидно.
Возвращаясь к теме, вот и на меня накатили сомнения. Вернее, одно сомнение. А зачем мне собственно этот девайс? Ну, сделаю я его. А дальше? Что с ним делать? Обычно если что-то мастерят, то заранее знают, куда потом эту штуковину приспособить. А я никак не мог представить, в какой компьютер его можно засунуть.
Использовать как пассивный кулер для бесшумного компьютера? Для HTPC он крупноват и страшноват. Поставить в игровой ПК? Но там желателен разгон. Предположим, новая версия СО, если поставить на нее вентилятор, окажется эффективнее лучших серийных образцов. Не, я говорю, предположим! И что? Габариты получаются как у системы водяного охлаждения. Аналог «водянки» без помпы? Звучит интересно. Но в контур СВО можно включить видеокарту, а тут только процессор. Справедливы ведь мои сомнения?
От назначения компьютера с таким кулером зависит выбор корпуса. «Кейс», однозначно должен быть с нижним расположением блока питания. Иначе он будет мешать системе охлаждения. Но если использовать самоделку в пассивном режиме, то холодный воздух, поступающий снизу, будет проходить сначала через БП (естественно с пассивным охлаждением). Получается, что к системе охлаждения будет поступать уже подогретый воздух, что не очень хорошо.
А если еще поставить в этот системный блок мощную видеокарту с пассивным охлаждением? Выйдет три греющихся девайса по вертикали подряд. Естественно, последнему будет хуже всех.
Или же установить его в игровой компьютер и оснастить парочкой вентиляторов большого диаметра. Разогнать процессор, а на игровую видеокарту поставить какой-нибудь серийный суперкулер. Либо попытаться по тому же принципу сделать систему охлаждения для графического ускорителя?
Сомнения, сомнения… И так продолжалось два месяца.
А если подойти к проблеме с другой стороны? Выбрать сначала корпус, а потом решить назначение будущей системы? Я решил так и сделать, но задача снова осложнилась муками выбора.
Как вариант рассматривался Fractal Design Define R4 – великолепный корпус строгого дизайна, выполненный из толстой стали. Все-все в нем просто создано для тишины. Есть вариант с большим окном на боковой панели, а я так люблю смотреть на «железо». В плюсах – нижнее расположение блока питания и то, что в верхней крышке есть место под установку двух вентиляторов. Если эти решетки вырезать, то получится отличное окно, через которое будет очень удобно установить мой кулер…. Но назначение будущего компьютера еще не определено. А если порезать этот прекрасный корпус, его потом не запломбируешь, как говорил Попандопуло из фильма «Свадьба в Малиновке».
Другой вариант – Zalman Z9 Plus. Сталь 0.8 мм, что практически не встречается у моделей этой ценовой категории, достойный внешний вид. Очень нравится расположение корзин под жесткие диски, которые виброизолированы от корпуса. Кроме таких вкусностей, как окно, через которое приятно любоваться начинкой, есть еще панель управления. На ней присутствует цифровой дисплей термометра и колесико регулирования скорости оборотов вентиляторов. Да и USB порты лишними не станут.
У этого корпуса на верхней крышке такие же места под вентиляторы, как у Fractal Design Define R4. Большой плюс Zalman то, что они закрыты декоративной крышкой-решеткой. Если вырезать окно под установку моего кулера, то в случае чего отверстие всегда можно замаскировать этой крышкой. Но на вид он немного массивен, а если сверху водрузить еще конденсаторы, получится огромнейшая конструкция, место для установки которой будет непросто придумать. Но он очень подходит для сборки мощного игрового «системника». Э-э-э… и опять новый приступ «горлумофрении».
Как же поступить? Может быть, забить на все эти сомнения и для начала опять сделать макет? Сколько можно сомневаться и перебирать варианты? Здравая мысль, жаль, что она, как всегда, приходит последней.
Есть у меня старый АТХ корпус, уже фигурировавший в предыдущей статье. Стоит примерить сначала на него, приложить вживую, посмотреть, как все встает. И, возможно, смастерить из него что-нибудь подходящее. А не получится – не жалко. Отправится в мусорный контейнер, где ему давно место забронировано.
Мне нравится, когда системный блок стоит ко мне боком. На боковой крышке обязательно должно присутствовать окно. А вот пятидюймовые отсеки мне не нужны, корзины для «винчестеров» тоже. Я пользуюсь SSD, а все нужное хранится в NAS.
Снимаю с корпуса лицевую панель. Высверливаю заклепки, снимаю все отсеки. Получился такой ящичек.
В него и установлю вторую ревизию моего самодельного устройства. Но сначала надо его сделать. Начну с конденсатора.
В предыдущей версии кулера использовался готовый конденсатор, предназначенный для установки в холодильную машину.
Размеры ламелей 45 на 200 мм, количество 59 штук. Площадь поверхности 10 620 см2 (без учета площади трубок). Диаметр трубок 10 мм, расстояние между ламелями около 5 мм. Они волнистой формы, что увеличивает площадь поверхности. Его вполне хватало, чтобы в пассиве охладить флагманский восьмиядерник AMD. Но улучшать, так улучшать. А для этого требуется увеличить площадь поверхности конденсатора.
Я пошел по пути наименьшего сопротивления и приобрел еще один такой же радиатор. Производительность, естественно, в два раза не увеличится, но прибавка должна получиться значительной.
Снял с конденсаторов диффузоры и вентиляторы. Ножницами по металлу подрезал в нужный размер боковые стенки.
Теперь их можно соединить.
Скрепил саморезами. Вид у конструкции получился неопрятный, необходим кожух. На него потом при необходимости можно будет закрепить вентиляторы (и опять сомнения).
У меня с давних пор есть перфорированный металл. Из него была вырезана заготовка, затем она была согнута на домашней табуретке. И на ней же был сфотографирован получившийся результат.
Для естественной конвекции отверстия малы. Но если я сверху прорежу продолговатое окно, то боковые стенки сыграют роль трубы. Тяга хоть и немного, но увеличится. Помимо этого в боковых стенках всегда можно прорезать отверстие под вентилятор, если потребуется.
Теперь нужно разобраться с путем прохождения водяного пара по конденсатору, который состоит из двух секций. А паровых трубок от испарителя будет четыре. В два раза больше, чем у предыдущего варианта. Нужно разделить каждую половинку конденсатора еще раз на две части.
Для этого у обоих конденсаторов я отпаиваю по одному U-образному соединителю в середине. Теперь каждая секция разбита еще на две и на одну трубку получается свой индивидуальный конденсатор. На входы припаиваю медные трубки диаметром 10 мм.
Выходы всех секций объединяю в одну трубку. Она потом пойдет к низу испарителя. В итоге на вход четыре трубки, а на выход одна. Это не страшно, поскольку плотность пара значительно ниже плотности воды.
В верхней крышке корпуса я прорезаю окно. Теперь можно примерить конденсатор по месту.
На фотографии за окном зима, а сейчас на улице жарко. Доказательство, что я не шутил по поводу «горлумофрении». Пора подумать над новым испарителем.
Первый вариант испарителя был сделан из заготовки водоблока, которую я очень давно мастерил на заказ. Площадь его поверхности невелика. А хочется получить максимум.
Немного оффтопа. На мой взгляд, статья про изготовление какой-либо самоделки будет намного интереснее, если в процессе использованы простые и доступные материалы. Нет, конечно, можно «нарисовать» сложнейший чертеж, заказать изготовление на заводе с суперсовременным оборудованием, но… Интереснее взять что-то простое, на табуретке припаять и получить результат выше, чем у фирменного аналога. Если получится. А не выйдет – не страшно, можно потом попытаться еще раз. Конечно, это лишь моя точка зрения. Читателю виднее. Не ошибается только тот, кто ничего не делает (классная отмазка, если не получилось). Продолжим.
Для контакта с процессором мне нужен медный радиатор с минимальным расстоянием между ребрами. Это дает большую площадь теплообмена, а малый зазор устранит пузырьковое кипение, вызывающее шум. Об этом было изложено в предыдущей статье, повторяться не вижу смысла. Исходя из вышеизложенного тезиса, как говорил В.И. Ленин, требуется медный радиатор системы охлаждения.
И тут я вспомнил, что уже много лет у меня на полочке пылится кулер Titan TTC-CU11TB, радиатор которого выполнен из монолитного куска меди методом ковки. Ребра не припаяны и даже не приварены. Натуральный монолит. Он рассчитан на установку на Socket 939. Размер подошвы 70 на 73 мм, толщина подошвы 3.5 мм. Высота ребер 8 мм, толщина 0.75 мм, расстояние между ними 1 мм. Площадь поверхности кулера намного больше, чем у моего предыдущего испарителя. Решено, идет в дело.
Теперь его нужно заключить в герметичный корпус, желательно медный. Почему? Я буду паять испаритель твердым припоем. Всех проще паяется медь с медью. Не надо никаких дорогущих офлюсованных спецприпоев с большим содержанием серебра. Все быстро и просто – обычный пятипроцентный припой и самая простая горелка с МАРР газом.
Я стал перебирать коробку со старыми самодельными водоблоками и нашел один преогромнейший, с низкой площадью поверхности и такой же низкой, по современным меркам, эффективностью. Сломать не жалко, так что снимаю акриловую крышку и пассатижами выламываю штырьки. Примеряю – практически идеальная крышка для моего нового испарителя.
Но для того, чтобы ее надеть на радиатор Titan TTC-CU11TB, его надо немного доработать напильником. По периметру спилил ребра так, чтобы крышка легко одевалась.
Теперь все подходит, пора прилаживать трубки. Я использую медную трубку диаметром 10 мм, а под выход пара убирается четыре трубки. Конечно, можно было втиснуть и пять, но тогда будут проблемы с конденсатором, который изначально был сделан под четыре. Сверлю крышку. Получаются такие заготовки.
А так испаритель выглядит с крышкой.
Пришло время вставить трубки и запаять. Перед пайкой я набиваю все пустоты испарителя мочалкой для мытья посуды, сделанной из нержавеющей стали. Делается это для того, чтобы уменьшить пустоты и предотвратить пузырьковое кипение. При таком кипении пузырьки пара схлопываются и возникает сильный шум – кавитация. А нам шум не нужен. Да и эффективность такой набивки проверена на предыдущей модели кулера.
Паяю на газовой плите. Кладу собранный испаритель на конфорку, зажигаю плиту, жду минут 10, пока медь прогреется. Зажигаю горелку с МАРР газом, грею еще и спаиваю. Вот результат.
Остывает. На вид неприглядно, так что придется шлифовать. Шлифую, затем притираю рабочую поверхность на куске стекла с пастой для притирки клапанов. Получается идеально ровная поверхность. Что ж, теперь можно примерить все вместе в корпусе.
Приготовленный корпус совершенно не подходит, ведь он рассчитан на установку блока питания сверху. Это значит, что длина тепловых трубок увеличивается, а мне бы этого не хотелось.
Беру ножницы по металлу и совершенно безжалостно режу его. Укорачиваю сверху на высоту БП.
У корпуса несъемная задняя стенка. Вырезаю отверстие для установки «бэкплейта» кулера в шасси материнской платы и в задней стенке.
Теперь нужно установить системную плату и по месту подгибать трубки, чтобы они совпали с трубками на конденсаторе. Последний при этом должен остаться строго параллельным корпусу.
Процедура эта небыстрая и кропотливая, поскольку трубки довольно жесткие. Соединять я их буду с помощью отрезков трубок большего диаметра.
Как-то так. Теперь пайка на любимом стапеле – табуретке. Кто-то делает «на коленке», а вот мне больше нравится на табуретке.
Теперь видно, как проходят трубки. Добавлена еще одна диаметром 6 мм, для заправки водой и для установки манометра, при помощи которого будет контролироваться уровень вакуума в системе.
Капиллярная трубка используется для откачки воздуха. После заправки она пережимается и запаивается. Вид в фас.
На картинке уже установлено крепление испарителя к сокету материнской платы. Еще одна примерка.
Конденсатор установлен на резьбовые шпильки на высоте 3.5 см над уровнем крышки корпуса. Это сделано для облегчения притока воздуха снизу. Точность установки контролируется по угольнику, затем по уровню. Если произойдет отклонение от горизонтали, вода не будет возвращаться в испаритель и устройство перестанет работать.
Будем считать, что кулер встал на место, пора заняться установкой блока питания. Первоначально я попытался разместить его на месте пятидюймовых отсеков. Но не понравилось. Прикладывал и туда, и сюда… И вновь сомнения. Взял и прорезал отверстие в задней боковой стенке и закрепил блок питания в нем.
Для тестирования использовались следующие комплектующие:
Программное обеспечение:
Устанавливаю комплектующие в корпус-макет, через отверстие в верхней стенке ставлю кулер и проверяю качество прижима по отпечатку термопасты. Все, как и всегда.
Рассчитываю примерный объем испарителя. Считаю объем трубок на 10 см выше испарителя. Эта вода потом частично испарится при вакуумировании, а частично распределится в конденсаторе. Таков реальный мир, где ничего совершенного нет. Трубки в конденсаторе немного непараллельны, да и идеально горизонтально выставить систему охлаждения я не смогу. Все равно часть воды останется в конденсаторе. Поэтому первоначальный уровень воды выше испарителя на 10 см.
По расчетам объем воды составил 150 см3. Именно такой объем был залит в систему при помощи шприца. Заправка происходила через трубку манометра. После этого я установил манометр на место и, затянув потуже гайку, присоединил капиллярную трубку к компрессору.
Можно приступать к вакуумированию. У меня есть двухступенчатый вакуумный насос. Но для этой цели он не годится. После первого же вакуумирования водяные пары попадут в масло, находящееся внутри насоса, что не рекомендуется. Поэтому я пользуюсь старым холодильным компрессором. Ему хуже не будет, он за столько лет и не такое видел.
Вакуумирую долго. Включаю и выключаю компрессор. Внутри слышится бульканье. Выходят воздушные пузыри из испарителя и трубок. Специальным инструментом пережимаю капилляр в нескольких местах для большей надежности.
И перекусываю пассатижами. На первое время этого достаточно, потом запаяю. Это не совсем правильно. «По фэн-шую» капилляр пережимается зажимом (на снимке слева внизу). И не снимая зажим, запаивают. Но утечки нет и так. Запаяю после окончания тестов.
На этот раз я отказался от использования для вакуумирования резиновых заправочных шлангов, применив жесткое соединение на развальцовке. Глубже вакуум, а резиновые шланги все же немного текут. После процедуры вакуумирования сделал выдержку. Утечек нет, показания манометра остались неизменными.
Манометр было решено не отсоединять. Раньше я его убирал из-за того, что не был на 100 процентов уверен в надежности его соединения с переходником на развальцовку. Это соединение было загерметизировано лентой ФУМ. На это раз для герметизации использовался «жидкий ФУМ»:
Анаэробный герметик – метакриловая анаэробная смола, однокомпонентный продукт медленного затвердевания для герметизации металлических резьбовых соединений, сохраняющий пластичность и устойчивый к температурным перепадам, вибрации. Предназначен для использования вместо льна или фум-ленты в системах с водой, в том числе с горячей и питьевой, газом, маслами, диз.топливом и большинством химических соединений, кроме кислорода. Жидкий фум представляет собой вязкую синюю жидкость с плотностью 1.09 г/см3 и легким не раздражающим запахом.
Полное затвердевание происходит за 12-24 часа. Диапазон рабочей температуры от -55 до +180 градусов Цельсия. Рабочее давление – до 50 бар. Сделано это еще для проверки качества такой герметизации. Хочется потом применить этот герметик в своих «фреонках».
Кулер простоял сутки, давление внутри не изменилось. Значит, утечек нет и можно приступать к тестированию.
Включаю и естественно сразу в BIOS, в раздел мониторинга. Температура процессора в норме, никаких косяков нет. Можно загружать операционную систему и тестировать.
Чтобы было с чем сравнивать, напомню результаты старой версии кулера после прогона теста LinX. Максимальная температура крышки процессора 66 градусов.
Посмотрим, какие результаты покажет мое новое супер изделие.
Те же 66 градусов! Если честно, я ожидал большего, а получил в точности такой же результат. При этом площадь конденсатора была увеличена вдвое, площадь поверхности испарителя намного больше, применено четыре трубки вместо двух. А-а-а… Я же тестировал первый вариант зимой, когда температура в комнате была 22-24 градуса. А сейчас стоят жаркие дни, температура достигла планки 29°C. Значит, выигрыш у новой версии все же есть и составляет примерно 5-7 градусов. Но я-то надеялся на гораздо больший разрыв в результатах!
Может быть, в этом виноват мой красивый перфорированный кожух? Тем более что сверху окно в нем я так и не прорезал, напрочь забыл. Проверим? Легко.
Теперь намного лучше! Кожух с маленькими отверстиями прилично снижает конвекцию, максимальная температура крышки ЦП составила 59 градусов. Если учесть разницу температур во время тестов, то получается выигрыш в 11-14 градусов. А максимальная температура по ядрам процессора равна 57 градусам. Такие цифры мне больше по душе.
Посмотрим, что даст обдув вентиляторами. Специально для этой цели были приобретены два BitFenix Spectre Pro LED 230 мм, белого свечения. 900 оборотов в минуту при уровне шума 25.6 дБ.
На фотографии выше вентиляторы закреплены временно. По плану они должны быть установлены на кожухе, но пока протестирую так, а порезать кожух никогда не поздно.
Тестирую сначала без разгона. Насколько вторая ревизия кулера будет лучше предшественника? Старый результат – максимальная температура крышки процессора 52 градуса.
А тут результат получился совершенно неожиданный. 51 градус! Не, ну надо! Столько трудов и один градус. Стоп! Опять забыл про разницу температур окружающей среды. С ее учетом выходит отличие в 6-8 градусов. Такие цифры уже могут успокоить мою израненную душу.
А теперь самое интересное – какой разгон я смогу получить на этом огромном кулере. Напомню результаты, полученные мною с этим же процессором и Thermalright Silver Arrow:
При напряжении на FX-8350 1.5 В максимальная температура составила 71 градус по ядрам и 63 градуса на крышке процессора.
Результаты первого варианта самодельного кулера:
Максимальная температура крышки 61 градус при 1.4 В. Тогда я даже не смог поднять напряжение выше, процессор сразу перегревался.
Но не буду более томить читателя байками. Перейдем к делу, вот и скриншот.
Итоговый результат:
При том же напряжении 1.4 В максимальная температура крышки процессора составила 60 градусов. А это на 1 градус ниже, чем со старым. Если вспомнить о разнице температур во время тестирования, то отличие будет равняться 5-7°C.
Попытки увеличить множитель до 23 при напряжении на FX-8350 равном 1.45 В завершались остановками LinX с ошибкой. А при напряжении 1.5 В процессор уже перегревался.
Да-а-а… Получив такие результаты, я испытал легкое разочарование. Кулер практически в два раза больше предыдущего варианта. Конденсатор ровно в два раза больше. Испаритель… Площадь поверхности намного больше. Тепловых трубок в два раза больше. Даже не в два. В первом варианте две трубки перед конденсатором объединялись в одну чуть большего диаметра, а в новой версии полноценные четыре 10 мм трубки.
А результат... Да, температуры ниже. В пассивном режиме разница в 11-14 градусов – отличный результат. С обдувом – 5-7°C. Цифры сами по себе как бы неплохие. Два 230 мм вентилятора, работающие на немаленьких для такого диаметра оборотах. Но и это не помогло. Кулер приблизился к результатам Thermalright Silver Arrow, но только приблизился. А мне-то уже грезились пальмы, женщины, холодное шампанское и искренние поздравления с победой… Не получилось.
Потом я немного успокоился и трезво проанализировал ситуацию. Первая версия самоделки смогла удержать в пассиве FX-8350 с типичным тепловыделением 125 Вт. И это не 130 Вт процессоров Intel с намного более высокой критической температурой. 125 Вт при температуре не выше 70 градусов!
Даже та, относительно простенькая, первая версия работала так, как не смогла ни одна серийная система охлаждения в безвентиляторном режиме. Конечно, от следующей ревизии ожидалось многого. Очень хотелось дома «на коленке» сделать продукт, не уступающий по эффективности одному из лучших серийных образцов. Но… не вышло.
А так ли уж мало я получил? В пассивном режиме температура ниже самого эффективного пассивного кулера (моего же производства) на 11-14 градусов. Достойный результат! К сожалению, ранний вариант разобран и прямое сравнение в одинаковых условиях провести невозможно.
Теперь об активном режиме. Да, сейчас стоят два 230 мм вентилятора, работающих при 900 об/мин. Но на старой версии стоял промышленный полностью металлический вентилятор с очень крутым профилем крыльчатки, крутившейся со скоростью 1300 об/мин. И при работе он шумел как турбореактивный самолет.
И при всех этих условиях разгон процессора увеличился! Немного, но увеличился. Даже при более высокой комнатной температуре.
К сожалению, кулер, который я сделал, хорошо работает только в пассивном режиме. В активном он не дотягивает до лучших серийных образцов. Значит его удел – бесшумный компьютер с мощным процессором. Скорее всего, придется в связку к нему делать подобную систему охлаждения для видеокарты. И как-то решить вопрос «трех греющихся девайсов по вертикали подряд».
А может быть, снова все разобрать? Конденсатор оставить без изменений. В качестве основы для испарителя взять подошву микроканального водоблока. Микроканалы не допустят пузырькового кипения, а толщина подошвы в их прорезях минимальна. На вход и выход испарителя поставить смотровые стекла, для более точной заправки. Может быть, тогда у меня получится обойти «серебряную стрелу»?
И опять. Сомнения, сомнения, сомнения.
