Чиллер своими руками или первый шаг на пути к правильному Bench Table


Оглавление

Вступление

Тема данной статьи – «Bench Table». Вольный перевод - рабочее место бенчера-оверклокера. Но обычно так называют корпус - открытый стенд. Что-то типа такого:

433x450  47 KB

Я же хочу рассказать не про корпус, а именно про стол. Все правильные оверклокеры для бенчинга используют стол. Компьютерный, письменный, обеденный… Безразлично. На нем размещают плату со всем обвесом на коробке из-под «материнки» или на том, что подвернется под руку. А рядом располагают чиллеры, фреонки, монитор и все остальные нужные вещи. Это прекрасно и является классикой. И даже очень удобно во время работы. Но после окончания тестирования все разложенное хозяйство надо разбирать и убирать, поскольку оно начинает сильно мешать. Оказывается, надо где-то жить, да и стол этот давно уже нужен для других целей.

А случается так, что для прогона тестов требуется несколько дней. Все эти разложенные устройства начинают сильно мешать близким людям, делящим жилье с оверклокером. Начинаются ироничные замечания, затем они ставятся все более колкими, и наконец, дело заканчивается серьезным скандалом.

Прочувствовав все вышеописанные стадии на собственном организме неоднократно, мне захотелось их избежать, сделав корпус, в котором размещались бы все экстремальные системы охлаждения, а при желании можно было бы использовать жидкий азот. Именно при желании, поскольку мне интересен разгон, результатами которого можно пользоваться постоянно. Фреонки и чиллеры это допускают. А азот… Это скорее разовая акция для получения рекорда. В противном случае надо нанимать на постоянную работу гастарбайтера - кочегара, который будет доливать азот в стакан, пока вы разбираетесь с противником в очередном шутере. Шутка.

До этого случая получались корпуса, напоминающие шкаф со стеклянной дверкой. Например, как в этой статье. Да, стеклянная дверка - это хорошо. Невозможно случайно задеть и сломать что-либо, прегражден доступ домашним животным. Но и собственный доступ к комплектующим затруднен. С трех сторон стенки, а спереди «хоботы» фреонок. Это очень хорошо для применения по типу «собрал и пользуюсь», а вот для смены «железа» и других систем охлаждения малопригодно.

Поэтому и было принято решение сделать именно стол, на столешнице которого будут размещены компьютерные комплектующие. Там же будет расположен монитор (один или несколько) и, само собой, клавиатура, мышь и пульт управления охлаждающими системами.

Стол планировался трехэтажным. Нижний этаж – чиллер. Второй - две фреонки (процессорная и для видеокарты). А третий, собственно, сама столешница. Эта статья про самый первый этаж «Bench Table», про чиллер. В предыдущей статье я «грозился» сделать мощное устройство, которое сможет охладить буйный нрав восьмиядерного флагмана AMD. А раз обещал, надо делать. И лишь время покажет, получится или нет.





Кратко о принципе работы чиллера

Чиллер состоит из двух частей: фреоновой и жидкостной. Первая охлаждает вторую, которая прокачивает охлажденную жидкость и с помощью водоблоков охлаждает компьютерные комплектующие.

Компрессор сжимает фреон, он при этом нагревается и попадает в конденсатор, где охлаждается и конденсируется в жидкую фазу. Жидкий фреон поступает в дроссель, где происходит резкое падение давления, а далее в испаритель. При низком давлении фреон начинает испаряться с поглощением тепловой энергии, как следствие, температура испарителя понижается. Испарившийся фреон опять попадает в компрессор, где цикл повторяется.

В чиллере испаритель выполнен в виде теплообменника, где охлаждается циркулирующая по нему жидкость. Эта жидкость прокачивается насосом, попадает в водоблоки и охлаждает компьютерные комплектующие, нагревается и попадает опять в теплообменник. Получается два контура, фреоновый и жидкостный. Рассмотрим подробнее составляющие этих контуров.

Фреоновая часть:

  • Фреон (хладагент);
  • Компрессор;
  • Конденсатор;
  • Теплообменник;
  • Дросселирующий элемент;
  • Фильтр–осушитель;
  • Соединительные медные трубки.

Жидкостная часть:

  • Теплоноситель;
  • Насос–помпа;
  • Шланги;
  • Водоблоки.

А теперь пройдусь по каждому пункту подробно.

Фреон

Перед тем, как приобретать комплектующие для постройки чиллера, надо заранее определиться с хладагентом. Отмечу, что мне особенно выбирать было не из чего. На заре увлечения фреоновыми системами я из соображений экономии стал пользоваться фреоном R-22.

450x378  43 KB. Big one: 1500x1260  162 KB





Естественно, все компрессоры, которые у меня есть в наличии, рассчитаны на эту марку фреона. Но этот газ для чиллера не оптимален и вот почему. Основная задача компрессора - работа по сжатию газа. А в процессе работы повышается температура этого газа на выходе. Температура фреона на выходе растет, значит, растет и температура самого устройства. И, самое главное - высокая температура компрессора снижает его ресурс.

Для 22-го показатели нагрева выше, чем для 134 или 404, но ниже, чем для 410. Поэтому компрессоры на 22-ом греются сильнее, чем в случае использования 404. К тому же у компрессоров на 404-ом перегрев газа на входе в устройство не так критичен. Вывод следующий - если делать чиллер, то лучше его делать на 404-ом. Это рекомендация.

У меня есть целый баллон 22-го и совсем нет 404, а значит, мой выбор - 22.

Компрессор

Мне выбирать компрессор не пришлось, поскольку уже есть Aspera T 2168E. Его хладопроизводительность при -25 градусах по Цельсию - 624 Вт. Этого будет достаточно для разгона AMD FX-8150 и AMD Radeon HD 7950.

Вообще производители процессоров год от года заявляют, что принимают все меры для уменьшения тепловыделения. А на деле это самое тепловыделение, особенно в разгоне, неуклонно растет. Поэтому, если бы я с нуля стал делать чиллер, то выбрал бы компрессор с запасом по мощности. И, конечно, на 404 фреоне.

Конденсатор

Конденсатор желательно использовать большой, от 1.8 кВт. Почему? Такая большая мощность очень сильно пригодится при пуске чиллера.

Сразу после включения теплоноситель в теплообменнике (ТО) становится комнатной температуры. А из-за большой его площади происходит интенсивный теплообмен. Поэтому на выходе из ТО получается сильно перегретый хладагент (ХА), который возвращается в компрессор и при сжатии опять сильно разогревается. И с каждым разом все больше и больше. Процесс идет по нарастающей. Этот эффект можно снизить, применив конденсатор большой мощности.

Теплообменник





Самая трудная часть чиллера. Тут нужно определиться, какой чиллер и с каким объемом теплоносителя вы хотите.

Есть вариант с небольшим количеством. Плюсом такого решения является быстрый выход устройства «на режим». Фреоновая часть стремительно охладит небольшой объем теплоносителя (ТН) и компьютер можно будет включать через считанные минуты. Но у такого решения есть недостаток – невысокая стабильность температуры теплоносителя. Малый объем острее реагирует на тепловую нагрузку от компьютерных комплектующих.

Можно сделать большой объем, тогда температура теплоносителя будет более стабильной, но сильно увеличится время, которое нужно, чтобы охладить ТН при включении. И вы после запуска чиллера будете долго ждать, пока можно будет включить компьютер. В предыдущем девайсе у меня было 5 литров и приходилось ждать 40 минут.

Еще есть вариант с очень большим объемом, от 20 литров. Но тут уже чиллер будет работать как бытовой холодильник, круглосуточно. Как только температура теплоносителя повысится, срабатывает автоматика, которая включает компрессор, ТН охлаждается до заданной температуры и компрессор отключается. Автоматика будет круглосуточно поддерживать нужную температуру теплоносителя и компьютер с таким охлаждением всегда будет готов к работе. С одной стороны, удобно, но габариты такого девайса получаются просто преогромными. Почему нельзя использовать автоматику с объемом теплоносителя менее 20 литров? Потому, что компрессор при работе чиллера на нагрузку будет включаться довольно часто, а это снижает его ресурс.

Мне ближе средний вариант, им и займемся. И раз уж определились с объемом, пора переходить к конструкции. В продаже есть готовые теплообменники. Например, такие - паяные пластинчатые ТО. Или классика – Lu-ve. Это очень удобные, компактные и эффективные приборы. Но у них есть очень большой минус, это то, что купить их на нужную мощность непросто. Да и стоят они прилично.

И не знаю, как вам, а мне больше нравятся самодельные. Первый вариант теплообменника я сделал из 15 метров медной трубки диаметром 6 мм, свернутой в спираль и помещенной в куб из оцинкованной стали объемом 5 литров. Это работало. Но прошло время и мне захотелось большего, поскольку не устраивала площадь теплообмена. И я сделал еще проще - пошел в фирму «Холодмаш» и выбрал там самый компактный испаритель от кондиционера.

450x230  45 KB. Big one: 1500x768  159 KB

В его конструкцию входят 43 алюминиевые пластины, размером 10 на 11 см, что дает 0.946 квадратных метра и это без учета площади поверхности трубок. Очень неплохая цифра. По упрощенным расчетам при такой площади теплообмена (даже если разница температур «теплоноситель-фреон» равна 1 градусу) теплообменник передаст 200 Вт.

Для интересующихся приведу сильно упрощенную формулу расчета теплообменника. Данную информацию я нашел на персональной страничке Drager. Теперь этой странички нет. Неизвестно, сам ли автор ее удалил или она исчезла после реорганизации страниц. Но факт тот, что после этих модернизаций с моей странички пропали все файлы. Особенно жалко софт для статьи «Тахометр – индикатор загрузки процессора». Приходят письма с просьбой выслать эту программулину. А она была только на персоналке и канула в небытие вместе с тремя редкими драйверами… Но не буду о грустном. В отличие от софта формулы сохранились.

Q=k*F*Dt

k- коэффициент, приблизительно 200;
Q – передаваемая мощность;
dT* – разность температур «фреон-теплоноситель»;
F – площадь поверхности теплообмена;
F=Q/200 dT.

*Уменьшение dT ведет к увеличению площади теплообмена.





Стоп, отвлекся. Так вот, этот испаритель нужно поместить в емкость, в которой будет находиться теплоноситель. До этого в качестве материала емкости я использовал оцинкованную сталь, что было ошибкой. Почти все тосолы–антифризы изготовлены на основе этиленгликоля. А это вещество агрессивно к цинку, об этом пишут на всех подобных жидкостях.

Очень хорошим материалом для такой емкости является нержавеющая сталь. Я долго искал, где можно купить небольшой кусок листовой нержавейки. Оказалось, что это очень нелегкая задача. На базах торгуют от листа, а мне столько не надо. Искал среди бытовой посуды, но кастрюли и сковородки не подошли. Нужен был цилиндр длиной 40 с небольшим сантиметров и диаметром от 11 см. Смотрел даже емкости для приготовления самогона! Но там слишком большой объем.

Поиски закончились неожиданно. Совершенно случайно я забрел в магазин «Все для бань и саун» и там увидел трубы для дымохода. Нержавейка толщиной 1 мм! Труба сварена и поэтому герметична. Диаметр 120 мм, длина 500 мм.

450x359  33 KB. Big one: 1500x1196  103 KB

То, что нужно! Осталось отрезать по длине и изготовить две заглушки.

Дросселирующий элемент

Как я уже убедился, самым лучшим вариантом в случае чиллера является ТРВ. Что это такое? Грубо говоря, это регулятор уровня жидкости в испарителе. Основная его задача - не допустить попадание в компрессор жидкого фреона. Ели это случится, произойдет гидроудар и компрессор может выйти из строя.

Но в то же время, ТРВ это автоматика, поскольку термобаллон от него крепится на выходе испарителя. Если температура термобаллона низкая (по всасывающей трубке течет жидкий фреон), то ТРВ закрывается и уменьшает подачу фреона. Если температура баллона увеличивается, то ТРВ открывается. Крепить термобаллон нужно сверху трубопровода, прижимая его специальным медным хомутом, идущим в комплекте, и тем самым обеспечивая как можно больший контакт с трубопроводом для более точной работы ТРВ.

А теперь о выборе. С моей точки зрения, оптимальным будет ТРВ фирмы ALCO (ТРВ TI-HW / TIE-HW “ALCO” 0.5-19.5 кВт, внутр. / внеш. R-22). И к нему дюзу (вставку) TIO-000А 1.3 кВт, при температуре кипения -5°C, температуре конденсации +40°C. На первый взгляд может показаться, что вставка великовата для чиллера. Но как говорил Boud, вставка на большую мощность работает лучше на малой, чем малая на большой. К тому же эта мощность сильно пригодится при пуске чиллера, когда нужно будет быстро охладить 7 литров теплоносителя.

Если вы следуете рекомендациям, изложенным выше, то ТРВ нужно брать на 404 фреон.

Фильтр–осушитель

450x335  41 KB

Лучше взять один, побольше, но в разумных пределах.

Соединительные медные трубки

Я сделал монтаж трубкой диаметром 10 мм. Компрессор достаточно большой и он перекачивает много фреона, поэтому лучше взять трубку потолще. Есть правило - использовать трубку, близкую к диаметрам патрубков компрессора.

А теперь про жидкостную часть.

Telegram-канал @overclockers_news - это удобный способ следить за новыми материалами на сайте. С картинками, расширенными описаниями и без рекламы.
Страницы материала
Страница 1 из 5
Оценитe материал
рейтинг: 4.9 из 5
голосов: 171

Комментарии 130 Правила



Возможно вас заинтересует

Популярные новости

Сейчас обсуждают