На мой взгляд, данная статья должна начинаться с упоминания имени Clear66 – одного из лучших авторов нашего сайта. Если вы не знакомы с его работами, настоятельно рекомендую исправиться и прочитать их. Лично мне очень нравились его материалы, и я частенько их перечитываю, искренне восхищаясь, поскольку сотворить подобное сложно. Кроме того, проведенные им эксперименты подтолкнули к действию многих начинающих энтузиастов и вдохновили на новые свершения бывалых оверклокеров. И вспомнил я его не случайно.
Мы снова возвращаемся к возможностям элемента Пельтье (причем для меня это становится традицией работать с ним летом). Рискну предположить, что многие читатели не знакомы с моей прошлой попыткой применения термоэлектрического преобразователя в составе воздушной системы охлаждения. В тот раз полученный результат не оправдал ожиданий, а позже выяснилось, что использовать элемент Пельтье с воздушным кулером нет никакого смысла. Но ведь на воздухе свет клином не сошелся, есть системы жидкостного охлаждения, фазового перехода, чиллеры и прочие.
Вдохновленный работами Clear66 я предпринял попытку создать мини-чиллер. Пусть и на десятую часть не так масштабно, как вышеупомянутый автор, но без собственной изюминки в моем проекте не обошлось.
Не будем долго тянуть и сразу приступим к делу. Основой мини-чиллера станут два мощных элемента Пельтье, водоблок для двухпроцессорной видеокарты GeForce GTX 590 и пара воздушных систем охлаждения. Принцип конструкции прост: элементы Пельтье охлаждают водоблок, а радиаторы отводят от них тепло. Жидкость проходит через охлажденный водоблок, после чего ее температура становится ниже. В теории подобное решение должно быть эффективно, несмотря на простоту.
Первые попытки создания подобного чиллера чуть меньших размеров были предприняты полгода назад. Результат оказался скромным, примерно минус один градус, но он дал надежду на то, что новый эксперимент завершится удачнее. После я поделился своими наработками с известным отечественным оверклокером slamms, который открыл мне много секретов экстремального разгона. И они были учтены при создании нового монстра.
Для начала работы был выбран водоблок полного покрытия для двухпроцессорной видеокарты GeForce GTX 590. Абсолютно новый, обошелся он в 1 000 рублей и куплен на распродаже в одном из местных магазинов.
Почему же именно он? Все просто, есть возможность установить два элемента Пельтье. При этом между ними будет достаточное расстояние для установки систем воздушного охлаждения, которые будут их охлаждать. А самое важное, жидкость внутри данного водоблока проделывает довольно долгий путь. И находится внутри больше времени, а значит, и охлаждается эффективнее.
Примененные элементы Пельтье встали как родные на места, отведенные под GPU.
Мы будем использовать два мощных модуля с маркировкой TEC1-12715 со следующими характеристиками:
Их сложно назвать дорогими элементами конструкции, благо за каждый просили всего 760 рублей.
За отвод тепла от элементов Пельтье отвечают два радиатора SilverStone NT06-Pro. Их применение – дань желанию сделать систему компактной, но в итоге ушло еще 3 000 рублей.
Конечно, теплорассеиватель SilverStone звезд с неба не хватает, но при этом с охлаждением он должен справиться.
С другой стороны, если придерживаться концепции компактности, то данные радиаторы мне кажутся лучшим вариантом.
Еще раз напомним принцип действия конструкции. Холодная сторона элемента Пельтье охлаждает водоблок в месте нахождения GPU, поскольку там есть хорошая площадка, а с обратной стороны находится микроканальная структура, проходя через которую жидкость охлаждается эффективнее.
К горячей стороне элемента прилегает радиатор, обеспечивающий его охлаждение. На нем в свою очередь будет установлен производительный 120 мм вентилятор.
Остается лишь подвести итог, касающийся стоимости будущего чиллера – она равна ~5 500 рублей.
Первоначально у меня было желание использовать в качестве крепежной пластины детали от советского металлического конструктора, но жена его выкинула. Так что скажем спасибо компании AMD и креплениям на ее платформу, отверстия которых совпали с отверстиями под резьбу M3 на водоблоке.
Для наших целей данный крепеж не жалко, так что рассверлим его, чтобы все подошло идеально.
Можно подумать, что все так и было!
Примерили и продолжаем.
Элементы Пельтье при правильном подключении (красный – плюс / черный – минус) охлаждают со стороны с маркировкой.
Так что устанавливаться они будут стороной без каких-либо обозначений вверх.
В качестве термоинтерфейса по привычке используем Arctic Cooling MX-4, поскольку он довольно жидкий и идеально заполнит пустоты, а излишки выйдут.
Во избежание короткого замыкания под проводами разместим небольшие кусочки термопрокладки.
Итак, все элементы системы на своих местах, приступим к установке радиаторов.
Для установки используем винты М3 длиной 30 мм и обычные гайки, накрученные на них. Последние будут выполнять прижимную функцию. Кроме того, можно установить пружинки для удобства, но подходящих под рукой не оказалось.
Наносим термопасту на элемент Пельтье.
Аккуратно устанавливаем радиатор, чтобы ничего не сдвинуть и не свернуть, затем завинчиваем гайки.
Ту же самую операцию проделываем со вторым теплорассеивателем.
Правда, для удобства пришлось немного спилить фиксирующий выступ на внешней стороне основания второго радиатора.
Наша чудо-конструкция готова, как по мне, выглядит хорошо.
Прижим везде хороший. Здесь отметим, что закручивать было несколько неудобно, но это мелочи.
Устанавливаем два вентилятора Corsair SP120 на комплектные скобы и стягиваем стяжкой их между собой посередине.
Далее ставим термодатчики, которые в итоге не заработали (и обеспечили мне тестирование «вслепую»).
И объединяем эту конструкцию с контуром системы жидкостного охлаждения.
Тестирование контура СЖО с чиллером будет проходить на видеокарте ASUS ROG Poseidon GTX 980 с водоблоком полного покрытия Bitspower VG-NGTX980ADIIS.
Теперь перейдем к описанию компонентов тестового стенда и методики, а там и до результатов недалеко.
Конфигурация СЖО, работающей в связке с чиллером
Конфигурация:
В составе тестового стенда используется блок питания Corsair AX1200i мощностью 1200 Ватт с сертификатом качества 80 Plus Platinum. Он отличается высоким уровнем КПД и очень высоким уровнем надежности. За охлаждение БП отвечает терморегулируемый вентилятор, который находится в состоянии покоя до того момента, пока нагрузка не превысит 40%. В процессе тестирования вентилятор Corsair AX1200i оставался абсолютно бесшумным, никак не влияя на показатели уровня звукового давления.
Методика тестирования и ПО
Для нагрева GPU использовался стресс-тест FurMark 1.14.1.4 (оконный режим, разрешение 1920 x 1080, Anti-aliasing 8X MSAA, продолжительность 10 минут). Для корректности данных между каждым режимом тестирования делалась пятиминутная пауза, во время которой система охлаждения достигала первоначальной температуры (состояние покоя).
За мониторинг температуры видеокарты отвечали программы HWiNFO64 v4.62-2500 и GPU-Z 0.8.1, для мониторинга состояния системы и состояния работы GPU дополнительно использовалась ASUS GPU Tweak.
Для наглядности используемые программы объединены в таблицу.
| Выполняемая функция | Программа |
| Нагрев видеокарты | FurMark 1.14.1.4 |
| Мониторинг температуры GPU и VRM | HWiNFO64 v4.62-2500; GPU-Z 0.8.1 |
| Дополнительный мониторинг GPU, частот и системы |
ASUS GPU Tweak |
Исследование возможностей собранных систем охлаждения проходило при средней температуре в помещении 30 градусов Цельсия. Влажность воздуха в помещении на момент замеров – ~65%.
Для управления оборотами вентиляторов и помп использовался контроллер Lamptron FC5 V2, регулировка уровня тока на канал от 0-12 В, ограничение мощности на канал 30 Вт. Для управления вентиляторами с функцией PWM был взят реобас Zalman ZM-MFC3.
Самодельный чиллер был протестирован в двух режимах работы: 7 В и 12 В. Вентиляторы на его радиаторе вращались со скоростью 2500 об/мин. Измерение уровня шума не проводилось.
Температура GPUНа графике отображена температура графического процессора видеокарты под нагрузкой в течение 6 минут в FurMark 1.14.1.4.
Температура GPUДанные энергопотребления системы при нагрузке на видеокарту в различных режимах объединены в график.
Уровень энергопотребления системыСудя по результатам первой пары тестов, можно предположить, что отвод тепла от самих элементов Пельтье неэффективен.
Несмотря на то, что мой эксперимент не завершился ожидаемым успехом, можно утверждать, что есть все предпосылки для улучшения конструкции чиллера. И здесь нужно учитывать летнюю жару в 30 градусов Цельсия в комнате, причем после получаса тестов она поднималась до 32. В таких условиях система охлаждения сумела обеспечить температуру в режиме без нагрузки ниже комнатной, а в тестах – чуть выше. Если точнее, то при напряжении 7 В отличие составило три градуса, при 12 В – пять. К сожалению, все уперлось в недостаточное охлаждение самого элемента, из-за чего разница температур оказалась не столь хорошей.
Какие же есть выходы из этой ситуации? Во-первых, использовать не один элемент Пельтье, а каскад из двух-трех штук. Но здесь нас поджидают сразу два подводных камня: возрастает как стоимость конструкции, так и энергопотребление чиллера. И если победить жабу можно на чистом энтузиазме, то с последним все сложнее. Либо использовать отдельный блок питания, который влетит в те же деньги, либо купить на барахолке какую-либо модель БП мощностью 500 Вт для экспериментов.
Еще одна проблема заключается в отводе тепла от мощных модулей Пельтье или каскада. Впрочем, решается она просто – установкой более производительной системы охлаждения на горячую сторону элемента. Правда, это отрицательно скажется на стоимости всей конструкции, но все еще не слишком критично. Не лишним будет и улучшение системы креплений, к примеру, разработка продуманного корпуса из оргстекла или более удобного соединения для проводов. Одним словом, работы непочатый край!
На мой взгляд, если внести в конструкцию все упомянутые выше модификации и еще пару мелких доработок, можно будет увидеть и минусовые температуры, а с ними все становится интереснее. Остается лишь один вопрос – а где же применить эту систему, помимо экстремального разгона? Первоначально мною планировалось использование чиллера в контуре СЖО в роли дополнительного помощника. Но, очевидно, на данном этапе он к этому не готов. Надеюсь, в комментариях найдутся единомышленники, которые подкинут идей или укажут на возможные упущения.
Благодарю за помощь в подготовке материала к публикации: donnerjack.
