Водяное охлаждение – относительно холодно и тихо

Эта работа была прислана на наш "бессрочный" конкурс статей и автор получил приз - TV-tuner FlyTV Prime 34FM.

Цель действий, приведенных в этой статье, состояла в том, чтобы при минимальных трудовых затратах изготовить эффективное теплообменное устройство охлаждающей жидкости с окружающей средой. При этом хотелось достичь относительной бесшумности работы устройства и относительной эстетики.

Исходные материалы и компоненты:

1. Элементы батареи отопления (используются не по назначению);
2. Листовое оргстекло;
3. Набор быстросъемной арматуры производства фирмы John Guest (используется в бытовых системах очистки воды, приобрести можно , там где эти устройства продаются);
   

4. Помпа марки AUQA – 800 производительностью 800 л/ч при высоте водяного столба 150 см;
5. Относительно прямые руки;
6. Клей производства дядюшки Ляо или марки Момент;
7. Остатки охлаждающей жидкости Z50 разбавленной дистиллированной водой в соотношении 1:5 в количестве 3 л;
8. Разные красивые винтики, прибамбасы и наклейки;
9. Инструмент бытового назначения.

После смены батарей отопления в квартире остались никому не нужные изделия производства Ступинского металлургического комбината, изготовленные, видимо, в период развала и конверсии из хитрого компонента. Материал представляет сплав алюминия неизвестно с чем, с теплопроводностью, отличающейся в выгодную сторону от чистого алюминия. Это проверено опытом. Батарея полностью разбирается на составные части, что позволило её дальнейшее использование не по прямому назначению. Якобы резиновые прокладки этой батареи выдержали все типы растворителей, что имелись дома. Внутренний крепеж составных изделий имеет сквозные каналы сечением около полдюйма.

Решено было изготовить следующую конструкцию: три элемента общей площадью охлаждения 1.2 м² (можно использовать больше) установить вертикально, применяя штатные прокладки и крепеж, на резервуаре с охлаждающей жидкостью, изготовленном самостоятельно, и через отверстия в крепеже, подавать нагретую жидкость внутрь теплообменных элементов, которая затем самотеком будет скапливаться в резервуаре. В первом приближении, так устроены простейшие градирни. Верхние отверстия элементов используются, как заливные при пуске системы и заглушены отполированными штатными болтами с компенсационными каналами.

Элементы батареи отопления очищены от краски путем химического воздействия. Применялся устранитель старого лакокрасочного покрытия с автомобилей. Этот способ позволяет сохранить прекрасный слой полированного анодированного металла, что немаловажно в дальнейшем. Окраска ранее производилась электрохимическим путем в домашних условиях, итог:

Метод окраски алюминиевых сплавов известен радиолюбителям. В моем случае, вместо алюминиевого тазика (сейчас его нигде не найти) использовался пластиковый, дно и стенки, которого выложены алюминиевыми обрезками от вышеуказанной батареи, соединенными между собой гальваническим способом. Для окраски необходимо использовать отечественный краситель шерсти, только там есть анилин. При навыках, получите шикарные цвета, но это требует времени и аккуратности.

В этой реализации окраска элементов выполнена одним слоем черной матовой алкидной краской. Ухудшения тепловых характеристик замечено не было.

При использовании трех элементов в конструкции, был изготовлен из оргстекла резервуар в виде призмы с шириной трех из шести граней равной ширине ребра элемента батареи. Внутрь резервуара помещена помпа, тройник разветвления охлаждающей жидкости. На боковой стенке резервуара установлены штуцеры входной и выходной магистрали. На верхней крышке резервуара установлены три элемента охлаждения. Установка элементов видна из рисунков. Верхняя крышка крепится винтами через герметизирующую прокладку. Площадка крепления и отверстия видны на приложении.

Тройник, через который подается жидкость в элементы теплообмена с окружающей средой, изготовлен из оргстекла. Форма и конструкция может быть произвольной – главный эффект должен состоять в том, что нагретая жидкость разделяется на равные потоки и подается в верхние точки элементов охлаждения. Трубки подачи жидкости проходят внутри каналов элементов через отверстие в крепеже. В моем случае трубки не доходят до верхнего края элемента на 4-5 см.

В итоге собранная система работает так: помпа, всасывая из нижней части резервуара охлажденную жидкость, подает ее в магистраль теплосъемника северного моста, затем жидкость следует в теплосъемник процессора и по обратной магистрали попадает через тройник в элементы охлаждения, где отдает тепловую энергию и стекает в резервуар. Из опыта эксплуатации – внутренние каналы элементов должны быть заполнены охлаждающей жидкостью наполовину при выключенной системе охлаждения.

Собираем всю систему для испытаний. В процессе сборки рекомендую не жалеть клея при сборке резервуара, соблюдать аккуратность и, если использовать быстросъемную арматуру, вставлять трубки до упора.

Руководствуясь собственным опытом изготовления теплосъемников (ватерблоков), для северного моста изготовлен теплосъемник из медной пластины 40х40х4 мм, а корпус для него из подставки для карандашей.

Теплообменник для процессора был выбран из критерия: эффективность, цена, время приобретения, затраты по установке, эстетика, комплектность. Как оказалось, этому удовлетворяет ватерблок Zalman ZM-WB2. В дальнейшем, богатая комплектация штуцеров, входящая в комплект поставки, позволяет отказаться от быстросъемной арматуры.

Собранная система тестировалась в течение трех дней в таком виде.

При первом изготовлении производились температурные замеры, но не буду утомлять читателей, утюг все равно мощнее всех тепловыделяющих элементов компьютера, а передача тепла в окружающее пространство оказалась эффективна.

По мнению одного юного создания, дословно: "кейсы не хиляют под этот девайс", поэтому корпус Ascot компьютера был переделан: удалены защитные решетки вентиляторов, панели частично окрашены в черный цвет, на боковой стенке вырезано окно, введена подсветка резервуара и корпуса теплосъемника северного моста.

Кроме этого, развернут вентилятор блока питания, сбылась мечта разработчиков формата ATX – наружный воздух поступает в блок питания извне.

Тестируем систему в реальном формате – предмет издевательств: мать ASUS A7V133, процессор ATHLON 1000, видеокарта MSI Ge Ti 4200, память NSP 133x256x2. Разрешается гнать систему с энтузиазмом.

Начало июля, температура на лоджии +23 по Цельсию. Система без разгона в режиме покоя: +37 на процессоре. Прогон CPUBench2003 за шесть часов: от +39 до +40.

Разгоняем процессор до 1233МГц, тестируем бенчем час: +43. Гоним по максимуму всеми способами до 1350, приблизительно двадцать минут прогона: +50. Через час померла мать, наверное от радости, что процессор не перегревается. Причина – приказали долго жить от издевательства силовые транзисторы стабилизаторов.

Для исключения упрёков и слёз, приобретаем мать Abit AN7, процессор ATHLON 3000+ на шине 333МГц, до кучи видеокарту GeCube 9800XT 256 Мб, память Hyundai DDR SDRAM PC3200 512х2. Вот тогда, пришла идея (см. выше) развернуть вентилятор блока питания, чтобы выходящим воздухом через нижние отверстия блока производился обдув силовых транзисторов материнской платы.

Собираем систему: ставим память в двухканальный режим по шине 200 МГц, гоним процессор с энтузиазмом, но без накала, до PR3200+. Потом идем в отпуск c чистой совестью.

Далее. Первые числа августа, температура в помещении +29 по Цельсию. Система в режиме покоя: +38. Прогон утилитами шесть часов: от +48 до +49. Потом выяснилось, что за время моего отсутствия сыграны не один раз FarCry и многое другое. Максимальная температура процессора составляла +45, но система тихая-тихая, можно играть даже ночью и все летает. По моему мнению, присутствует низкочастотный шум помпы, раньше крепил ее в подвешенном состоянии, а не на штатных присосках и, желательно понизить обороты корпусных вентиляторов – 1500об/мин. многовато.

Сознательно не привожу таблиц, скриншотов и т.д. – кто хочет, пусть поверит словам или проверит сам. Сейчас температура процессора при наборе текста составляет +34, температура в комнате +26. Если возникнет интерес к статье, отвечу на все вопросы непременно и безвозмездно. Приношу благодарность всем авторам статей по жидкостному охлаждению и разгону системы, размещенных на этом сайте, чей опыт использую. Всё написанное и увиденное в этой статье разрешаю применять и цитировать во благо разгона без ограничения. Желаю холодного процессора при работающем компьютере.

Ждём Ваших комментариев в специально созданной ветке конференции.