Создание водяной системы охлаждения процессора в домашних условиях


Эта статья была прислана на наш второй конкурс.


Предыстория появления идеи

Все началось с очередного апгрейда – покупки Pentium 4 2400 MHz. На фирме, где производилась закупка, как назло не оказалось боксового процессора, поэтому пришлось взять OEM-вариант. В течение следующей недели я был в поисках кулера. Чисто случайно вышел на одну очень хорошую фирму, где мне посоветовали взять Thermaltake P4 TinyFin 478 1U. Кулер выглядел "внушительно" (см. фото 1) - очень низкий, выполненный полностью из меди, с очень тонкими и частыми ребрами, размещенными на толстенной медной площадке.

фото 1

На коробке меня "успокоила" надпись "для процессоров P4 с тактовой частотой до 2400 MHz" (перевод с Англ.). Кулер оснащался небольшим вентилятором с большим количеством лопастей и способным разгоняться до 4800 об/мин. Thermaltake P4 TinyFin 478 1U держится при помощи четырех болтов, которые ввинчиваются в крепежную площадку, помещенную позади Socket 478. Такое крепление гарантирует надежный (и безопасный) контакт процессора с кулером, что так необходимо для системы жидкостного охлаждения процессора. Стоимость кулера составила 24$.

Эксплуатация кулера в системном блоке, характеристики которого приведены в Списке 1, показывала скудные результаты: после 4-х часовой игры в Mafia температура процессора поднималась до ~56oС (при 70oС мах.), температура в корпусе тоже не отставала, и составляла ~45oС.

Список 1 Характеристики системного блока

  • Процессор - Pentium 4 2400/512/533 (Разогнан до 2700/150 шина и 1.5 В*)
  • Кулер - Ватер-кулер
  • Термопаста - Шла в комплекте с кулером
  • Материнская плата - ASUS P4T533-C (I850E)
  • Оперативная память - RIMM 256Mb Samsung (PC800) x 2шт
  • Видео карта - Albatron GeForce 4 Ti4600 128Mb (Разогнана до 310/727)
  • ЖМД - IBM 80Gb 7200rpm ATA100
  • CD-ROM - Teac 40x
  • ТV-Tuner - Avermedia TV-studio 103 модель
  • Сетевая карта - Compex 10/100 (на Realtek RLT 8139)
  • Корпус - ATX 536-модель
  • Блок питания - Power Master 300W (вынесен за пределы корпуса см. фото 2)
  • Корпусные вентиляторы - один на входе (80x80)
В таблицу внесены позиции, влияющие на температуру внутри системного блока





* - результаты разгона после установки ватер-кулера

фото 2

В общем, меня этот кулер не устраивал, но больно он грамотно сделан и места мало занимает, не сильно шумит, и шлифовал я его "нулевкой" и пастой "Гоя" целый час. Короче пришла грамотная идея: сделать на его основе ватер-кулер, способный справиться с моим "жарким" корпусом и будущим апгрейдом.

Необходимые для реализации идеи инструменты и расходный материал

Имея опыт работы с паяльником (ремонт видео-аудио техники), я быстро смекнул, что мне понадобится для воплощения идеи в реальность. Необходимые инструменты приведены в Списке 2, а расходные материалы в Списке 3. В итоге есть все, что необходимо для создания ватер-кулера.

Список 2 Инструменты, использовавшиеся при создании ватер-кулера

  • Паяльник 90 Ватт (толстое медное жало)
  • Паяльник 60 Ватт (среднее медное жало)
  • Газовая горелка (Температура струи ~1500oС)
  • Тиски небольшие, настольные
  • Плоскогубцы x2 шт.
  • Кусачки
  • Ножовка по металлу
  • Ножницы
  • Электродрель и сверло
  • Напильник
  • Небольшой молоток (для выравнивания)

Список 3 Расходные материалы, использовавшиеся для создания ватер-кулера

  • Медная лента шириной 80мм и толщиной 0,02мм (смотана с мощного трансформатора, использовавшегося в сварочном аппарате), общая длина ~50см.
  • Канифоль и припой
  • Медная трубка (для сцепления на Волгу ГАЗ 31029 – 85руб.)*
  • Насос водяной (аквариумный 500л/час см. фото 3 – 320руб.)
  • Комплект трубок для системы обмывания лобового стекла автомобиля (с силиконовыми насадками обязательно! – 15руб.)*
  • Шкурка
  • Вода ~10л
  • Пластмассовая канистра 10л*
* - данные изделия можно купить в любом АВТО-магазине.

Реализация идеи





Прежде всего, необходимо сделать насадку (далее по тексту – коробка) на радиатор кулера Thermaltake P4 TinyFin 478 1U. Для этого нужно его обмерить и выгнуть из медной ленты необходимой формы коробку (по принципу складывания картонной коробки). Я выбрал высоту коробки 34,4мм, чтобы вода могла свободно перемещаться внутри ватер-кулера (высота радиатора кулера составляет 14,4мм) и при этом, чтобы ее хватало для теплообмена медь-вода. Смонтировав такую коробку ее нужно попробовать одеть и точно подогнать под размеры радиатора кулера. После нескольких поправок, необходимо очень тщательно пропаять все щели и совмещенные ребра. Для этого пригодится 90 – ватный паяльник, газовая горелка и шкурка, которая необходима для зачистки поверхности (нанесение царапин, которые способствуют качественному удержанию припоя на поверхности). Медь имеет большую теплопроводность, поэтому, чтобы пропаять такую коробку, необходимо постоянно работать горелкой по поверхности, параллельно наносить канифоль и паять швы паяльником (лучше это делать вдвоем: один работает с горелкой, другой – паяльником). Аккуратно пропаяв все швы и щели (как снаружи, так и внутри), получаем почти готовую к припаиванию коробку. Внутреннюю часть коробки (особенно щели рядом со стенками) лучше паять 60 – ватным паяльником с небольшим жалом. Теперь обращаем внимание на медную трубку. Аккуратно зажимаем ее в тиски и отпиливаем ножовкой нужную длину, причем трубка имеет расширение на обоих ее концах – они нам как раз и нужны. После распиливания получаем две трубочки, с одной стороны которых расширения. Просверливаем в нашей коробке нужного диаметра отверстия (диаметр отверстия равен диаметру трубки), пропаиваем внутреннюю и внешнюю поверхности коробки около отверстия и поверхность трубок в месте припаивания. Далее вставляем в полученные отверстия трубки. При этом конец трубки с расширением должен быть внутри коробки. После этого тщательно припаиваем (не забывая о горелке) трубки к коробке. Загибаем трубки таким образом, чтобы они не мешали окружающим Socket 478 высоким конденсаторам и другим деталям материнской платы и имели нужную направленность. Итак, коробка готова к припаиванию к радиатору кулера. Но прежде чем сделать это, необходимо подготовить сам радиатор. Для этого нужно зачистить места припаивания шкуркой. Надеваем коробку на радиатор и плотно усаживаем ее (можно использовать при этом небольшой молоточек). Очень тщательно припаиваем коробку к радиатору при помощи 90-ватного паяльника и горелки (не жалейте канифоли). После всех этих операций над ватер-кулером следует подождать его остывания. Далее нужно удалить канифоль и придать "новоиспеченному" ватер-кулеру более или менее приятный вид, используя шкурку. Изделие готово к тестированию на течь.

Проверка изделия на течь

Я применил очень простой способ – создание "вакуума" и давления внутри ватер-кулера. Так как давление в коробке будет небольшим (прохождение воды со скоростью работы водяного насоса), то этот способ как раз подходит. Одну трубку я закрыл пальцем, из другой начал отсасывать воздух. В результате внутри ватер-кулера появился разряженный воздух. Если возникла утечка, то было бы слышно, как воздух всасывается через щель и, наоборот, в случае закачивания воздуха внутрь – выходит. В моем случае этого не наблюдалось (после нескольких проверок), поэтому я решил попробовать ватер-кулер в работе по назначению. Но прежде необходимо сделать систему, которая заставила бы воду циркулировать в ватер-кулере.

Создание системы циркуляции воды в ватер-кулере

Для создания такой системы, я приобрел водяной насос, предназначенный для откачки воды из аквариума (см. фото 3), пластмассовую канистру (см. фото 4), емкостью 10л. и комплект трубок для системы обмывания лобового стекла автомобиля с силиконовыми насадками, которые способствуют плотному и надежному соединению. Далее я сделал квадратное отверстие в канистре (см. фото 5), в которое просунул насос с трубкой. Система получилась довольно компактной и очень тихой.

фото 3, 4

фото 5

Проверка водяной системы охлаждения процессора

Тщательно отполировав рабочую поверхность ватер-кулера и, намазав ее термопастой, я осторожно установил его. Внешний вид ватер-кулера показан на фотографиях № 8, 9, 10, 11.

фото 8, 9





фото 10, 11

Далее я соединил силиконовые наконечники с трубками ватер-кулера (см. фото 11) и приступил к тестированию. Характеристики системного блока, в котором происходило тестирование, сведены в Список 1. Системный блок находился в работе около четырех часов (для разогрева), после чего началось тестирование водяной системы охлаждения. Комнатная температура равнялась ~25oС (см. фото 6), а температура воды составляла ~26oС (см. фото 7).

фото 6, 7

Тестирование проводилось под операционной системой Windows XP (Service Pack 1). В качестве тестовой программы использовалась Sandra 2003. Тест "Burn-in Wizard" (CPU Arithmetic Benchmark и CPU Multimedia Benchmark) повторялся 50 раз, с максимальной нагрузкой на процессор. Результаты тестирования показаны на графике 1.

график 1

Начальная температура процессора составляла 32,5oС, к шестому тесту она поднялась до 37oС, к пятнадцатому - до 37,5oС, к двадцать четвертому – до 38oС, к сорок восьмому – до 38,5oС и наконец к концу теста она составила 38,5oС. Продолжительность теста составляла ~ 50 минут. Общий прирост температуры от состояния простоя процессора до состояния сильной нагрузки составил всего 6oС! После теста температура через ~15 секунд спала до 34oС (см. скриншот 1) и продолжала оставаться на таком уровне до новой нагрузки. Интересно, что температура в корпусе на протяжении всего теста оставалась неизменной и составляла 35oС. Это означает, что ватер-кулер практически не влияет на температуру внутри системного блока.

скриншот 1

Выводы

Результаты тестирования показали, что созданная система водяного охлаждения процессора оправдала свое предназначение и затраты (сумма затрат на все составила ~1200руб). Мне удалось разогнать процессор до 2700МГц. Со старым кулером максимально я смог выжить 2610МГц. Жаль, что материнская плата не позволяет повысить частоту шины выше 150МГц (ASUS P4T533-C). Я уверен, что мог бы разогнать его еще больше (заметьте, все это без повышения напряжения процессора). Но расстраиваться не стоит. Система водяного охлаждения процессора получилась довольно универсальной, и готовой к будущему апгрейду. Ватер-кулер хорошо держит температуру процессора и готов справиться с максимальными нагрузками. В процессе работы компьютера, например с Word’ом или при просмотре MPEG-4 фильма температура процессора почти не менялась (~29-30oC). Нагрузка в виде игры Mafia (настройки графики выставлены на максимум) немного поднимает температуру процессора (~34oC) и держит ее на протяжении всей игры на одном уровне. В результате создания системы водяного охлаждения я добился тишины в комнате, (это случилось!!!) и хороших результатов по разгону процессора и его охлаждению. Думаю, что вопрос о покупке кулера после очередного апгрейда меня не будет больше беспокоить. Разве что изобретут новый, например Socket 524 разъем под процессор. Тогда придется поработать над модернизацией ватер-кулера.

В будущем я собираюсь использовать радиатор для охлаждения воды, поступающей в канистру. Думаю, что можно использовать имеющиеся в продаже медные радиаторы системы отопления (ВАЗ, ГАЗ).





При создании системы я учитывал тот факт, что, данная система предназначена для домашнего использования. Она должна быть небольшой, тихой и довольно дешевой, доступной большинству.

В данный момент система способна держать (и не повышать) температуру процессора в течение целого дня, при относительно большой нагрузке, поэтому большинству она подойдет. Температура воды в канистре не превышает 28oС.

Сейчас я вынашиваю идею о создании ватер-кулера на видеокарту и системы водяного охлаждения корпуса. Хочется полностью избавиться от шума вентиляторов и наслаждаться тихим жужжанием винчестера и вентилятора в блоке питания, хотя можно и в блок питания "подать" воду, но над этим еще надо хорошо поразмыслить…


Эта статья была прислана на наш второй конкурс.

Страницы материала
Страница 1 из 0
Оценитe материал

Возможно вас заинтересует

Популярные новости

Сейчас обсуждают