Водяное охлаждение для компьютера. СВО — она же кастомная система жидкостного охлаждения
Радиаторы и кулеры – об этом даже писать не так интересно, потому что все это давно есть в любом компьютере и этим никого не удивишь. Жидкий азот и всякие там системы с фазовым переходом – еще одна крайность, шансы встречи с которой в хозяйстве обычного человека почти нулевые. А вот «водянка»… в вопросе охлаждения компьютера это как золотая середина – необычно, но доступно; почти не шумит, но в то же время охладить может что угодно. Справедливости ради, СВО (система водяного охлаждения) правильней называть СЖО (система жидкостного охлаждения), ведь, по сути, залить внутрь можно что угодно. Но, забегая вперед, я использовал обычную воду, так что орудовать больше буду именно термином СВО.
Совсем недавно я достаточно подробно писал про сборку нового системного блока. Получившийся стенд выглядел следующим образом:
Вдумчивое изучение списка говорит о том, что тепловыделение некоторых устройств не просто высокое, а ОЧЕНЬ высокое. И если подключить все как есть, то внутри даже самого просторного корпуса будет как минимум жарко; а как показывает практика, будет еще и очень шумно.
Напомню, что корпусом, в который собирается компьютер, является пусть и не очень практичный (хотя с каждым разом я убеждаюсь в обратном), но очень презентабельный Thermaltake Level 10 – у него есть минусы, но за один только внешний вид ему можно очень многое простить.
На этом этапе материнская плата была установлена в корпус, в нее поставлена видеокарта – предварительно в самый верхний PCI-слот.
Установка радиатора/помпы/резервуара
Один из самых интересных этапов работы, на который у нас ушло больше всего времени (если бы мы сразу пошли по легкому пути, то управились бы за полчаса, но сперва мы перепробовали все сложные варианты, из-за которых все работы суммарно растянулись на 2 дня (конечно же, далеко неполных).Система водяного охлаждения очень похожа на ту, что применяется в автомобилях, просто немного побольше – там тоже есть радиатор (чаще всего не один), кулер, охлаждающая жидкость и т.д. Но у автомобиля есть одно преимущество – солидный встречный поток холодного воздуха, который играет ключевую роль в охлаждении системы во время движения.
В случае с компьютером, отводить тепло приходится тем воздухом, который есть в комнате. Соответственно, чем больше размеры радиатора и количество кулеров, тем лучше. А так как хочется минимум шума, то эффективное охлаждение будет достигаться в основном за счет поверхности радиатора.
А суть проблемы заключалась в следующем. В скайпе мы предварительно сошлись на мнении «повесим сзади радиатора на 2-3 секции – его более чем хватит!», но как только мы взглянули на корпус, оказалось, что все не так-то просто. Во-первых, для трехсекционного радиатора там действительно было маловато места (если крепить радиатор на то отверстие, куда предполагается установка выдувного кулера корпуса), а во-вторых, даже если бы и хватило, то никак не получилось бы открыть сам корпус – мешалась бы «дверь» системного отсека:)
В общем, вариантов установки радиатора в корпус Thermaltake Level 10 мы насчитали минимум четыре – все они возможны, на каждый потребовалось бы разное количество времени и у каждого были бы свои плюсы и минусы. Начну с тех, что мы рассматривали, но которые нам не подошли:
1. Установка радиатора на задней (от пользователя) боковой стороне, то есть на съемной дверце.
Плюсы:
+ Возможность горизонтальной и вертикальной установки любого радиатора, хоть на 3-4 кулера
+ Размеры корпуса особо не увеличились бы
Минусы:
- Пришлось бы сверлить в дверце от 4 до 6-8 отверстий
- Снимать дверцу было бы очень неудобно
- При горизонтальном расположении потребовался бы радиатор с нестандартным расположением отверстия для залива жидкости
- При вертикальном расположении шланги были бы очень длинными и с большим изгибом
- Корпус будет стоять слева от меня (на подоконнике), а теплый воздух от кулеров в лицо мне не нужен:)
2. Установка радиатора сверху, на «кожухе» отсека блока питания. Плюсы и минусы идентичны
3. Установка двухсекционного радиатора внутри системного отсека
Плюсы:
+ Простота решения
+ Внешне не было бы никаких изменений
+ Дверца системного отсека открывалась бы без проблем
Минусы:
- Подошел бы только 2-секционный радиатор (этого мало для железа конфига)
- В таком случае браться холодному воздуху было бы не откуда, а гонять туда-сюда теплый воздух не хотелось.
- Были бы сложности по «расстановке» помпы и резервуара
- Даже если использовать сверхтонкие кулеры, перекрывались бы все SATA-разъемы (если бы они выводились на пользователя, а не вбок, то этой проблемы бы не было)
В общем, все эти варианты мы в той или иной степени попробовали – потратили много времени на поиски нужных компонентов, их примерку и т.д.
Самым последним вариантом оказалось достаточно необычное решение – может быть не самое на первый взгляд красивое, но действительно практичное. Это установка радиатора на задней стороне корпуса через специальный регулируемый переходник с механизмом типа «ножницы» .
Плюсы:
+ Ничего не пришлось сверлить
+ Возможность повесить ЛЮБОЙ радиатор
+ Отличная продуваемость
+ Не перекрывался доступ к разъемам материнской платы
+ Минимальная длина шлангов, минимум изгибов
+ Конструкция съемная и транспортабельна
Минусы:
- Не самый презентабельный внешний вид:)
- Открыть дверь системного отсека теперь не так просто
- Достаточно дорогой переходник
Почему мы пришли к этому варианту в последнюю очередь? Потому что во время поисков для предыдущих трех вариантов, совершенно случайно нашли переходник, про который все забыли, а в в интернет магазине его не было) Глядя на единственный (последний) экземпляр монтажной рамки Koolance Radiator Mounting Bracket , я подумал «И чего только не придумают!». Суть в следующем – в отверстия для крепления к корпусу заднего выдувного кулера вставляются 4 «конусных гвоздя», на которые вешается специальная рамка.
Конструкция этой рамки такова, что ее длинна может изменяться путем подкручивания фиксаторов, а снимается она смешением двух частей ее корпуса (чтобы отверстия разжались и ее можно было снять с «гвоздиков») – вот я загнул!) Гораздо проще понять все по фото.
Рамка металлическая и очень прочная – в этом я убедился, когда мы на пробу повесили 3-секционный (на 3 кулера) радиатор. Ничего не болтается и не качается, все висит намертво, но в «разжатом» случае дверь вполне себе открывалась – такой вариант меня полностью устраивал!
Радиаторов на выбор было огромное количество – черные, белые, красные… В этом вопросе меня больше всего удивил 4-секционный TFC Monsta , способный отвести до 2600Вт тепла (это, видимо, SLI из четырех 480ых)! Но мы люди гораздо проще, поэтому решили остановиться на том радиаторе, который примеряли - Swiftech MCR320-DRIVE . Его преимущество в том, что он объединяет в себе сразу три компонента – радиатор (MCR320 QP Radiator для трех 120мм кулеров), резервуар для жидкости и помпу высокого давления (MCP350 Pump , полный аналог «обычной» помпы Laing DDC ). По сути, с такой железякой для СВО потребуется докупить только водоблоки, шланги и прочие мелочи, что у нас уже было. Помпа работает от 12В (от 8 до 13.2), издавая шум 24~26 dBA. Максимальное создаваемое давление составляет 1.5бар, что примерно равно 1.5 «атмфосферам».
Для радиатора было три кулера-претендента – Noctua , Be Quiet и Scythe . В итоге остановились на индонезийских (с японскими корнями) Scythe Gentle Typhoon (120мм, 1450 об/мин, 21 dBA) – эти вертушки не первый день пользуются большим спросом у многих пользователей. Они ооочень тихие, а качество балансировки подшипников просто удивляет – кулер будет неестественно долго крутиться даже от самого легкого прикосновения. Срок службы составляет 100000 часов при 30°C (или 60000 часов при 60 °C), чего хватит для морального устаревания данного системника.
Обзор этих «тайфунов» был на ФЦентре – советую почитать . Поверх кулеров были поставлены защитные решетки, чтобы ребенок не засунул в вентиляторы чего-нибудь жизненно необходимого.
Примеряем получившуюся конструкцию к системному блоку – выглядит очень необычно) Но зато смотрите, как удобно – чтобы залезть внутрь корпуса (или снять систему охлаждения), достаточно нажать одну «кнопку» и вся конструкция, фактически, уже отсоединена. Сжимаем монтажную рамку и имеем полный доступ к внутренностям – там более чем просторно, ведь мы туда ничего не громоздили. Может быть я описал не самый удобный вариант, но… если учесть, что после сборки компьютера лазить внутрь практически не придется, а хорошее охлаждение гораздо важнее, то я считаю наше решение правильным.
Конструкция в сборе весит 2.25 килограмма, а с жидкостью и фитингами, наверное, все 3 – забегая вперед, даже такой вес рамке от Koolance оказался по силам, за что ей респекты и уважухи:)
Финишная прямая
Дело осталось за малым – установить все компоненты, «обвязать водой» и протестировать получившийся компьютер. Все началось с установки фитингов – красивые такие железки (в виде «ёлочек»), которые через специальные прокладки (и иногда, когда резьба фитинга очень длинная, через специальные спэйсеры) устанавливаются в соответствующее отверстие водоблока или резервуара – для затягивания мы использовали небольшой разводной ключ, но тут тоже важно не перестараться.
Помимо фитингов, в два отверстия водоблока видеокарты были установлены специальные заглушки:
После этого мы продумали маршрут, по которому будет идти вода. Правило простое – от менее нагретого к более. Соответственно, «выход» радиатора соединяется сперва с водоблоком материнской платы, из него выход на процессор, затем в видеокарту и уже потом обратно на вход в радиатор, остужаться. Так как вода одна на всех, то температура всех компонентов в результате будет примерно одинаковой – именно из этих соображений делают многоконтурные системы и именно по этой причине не имеет смысла подключать к одному контуру еще и всякие там жесткие диски, оперативку и т.д.
Роль шланга досталась красному Feser Tube (ПВХ, рабочая температура от -30 до +70°C, давление на разрыв 10МПа), для нарезки которого использовался специальный хищный инструмент.
Ровно отрезать шланг – может быть и не так сложно, но очень важно! Почти на все шланги были надеты специальные пружины против изгибов и изломов шланга (минимальный радиус петли шланга становится равным ~3.5см).
На каждый шланг (с обеих сторон) в области фитинга нужно установить по «хомуту» – мы использовали красивые Koolance Hose Clamp . Устанавливаются они с помощью обычных плоскогубцев (с грубой мужской силой), поэтому нужно действовать аккуратно, чтобы случайно не задеть чего-нибудь.
Пришло время поработать над соединением «внутреннего мира» с «внешним». Для того, чтобы иметь возможность снять радиатор-резервуар-помпу (например, для открытия корпуса или для транспортировки), мы поставили на трубки так называемые «быстросъемы» (быстросъемные клапаны), принцип действия которых до безобразия прост.
Когда мы поворачиваем соединение (как у BNC-коннекторов), отверстие в трубке закрывается-открывается, благодаря чему разобрать «водянку» можно меньше чем за минуту, без всяких луж и прочих последствий. Еще парочка дорогих, но прекрасно выглядящих железяк:
Расходы
5110 - Водоблок EK FB RE3 Nickel на материнскую плату3660 - Водоблок EK-FC480 GTX Nickel+Plexi на видеокарту
1065 - Бэкплэйт EK-FC480 GTX Backplate Nickel на видеокарту
2999 - Водоблок Enzotech Stealth на процессор
9430 - Помпа/радиатор/резервуар Swiftech MCR320-DRIVE
2610 - Два быстросъемных клапана Release Coupling
4000 - Переходник Koolance Radiator Mounting Bracket
1325 - Три кулера Scythe Gentle Typhoon (120мм) для радиатора
290 - Четыре фитинга EK-10mm High Flow Fitting
430 - Термопаста Arctic-Cooling-MX-3
400 - Девять зажимов для шлангов Koolance Hose Clamp
365 - Жидкость Nanoxia HyperZero
355 - Шланг Feser Tube
Столь высокая цена в данном случае вызвана тем, что использовались fullcover-водоблоки для ОЧЕНЬ горячих железок, все тепло от которых нужно рассеивать соответствующим радиатором. Для более простых систем подобные решения просто не понадобятся, так же можно обойтись и без декоративных накладок и всяких быстросъемных клапанов – в таких случаях можно запросто уложиться и в половину стоимости. Цена среднестатистической «водянки» составляет 12-15 тысяч рублей, что в 4-5 раз превышает стоимость действительно хорошего процессорного кулера.
Включение и работа
После того, как все компоненты системы были соединены, подошло время к «leak-тесту» (тест на протечку) – в радиатор была залита охлаждающая жидкость (дважды дистиллированная вода Nanoxia HyperZero красного цвета, с антикоррозийными и антибиологическими присадками) – в контур вошло порядка 500 мл.
Парень в хабрамайке заправляет радиатор)
Т.к. нельзя исключать вероятность того, что к компонентам компьютера что-то было подсоединено не так, было решено отдельно проверить работу самой системы водяного охлаждения. Для этого все провода (от кулеров и от помпы) были подсоединены, а в 24-пиновый разъем блока питания вставлена скрепка – для «холостого хода». На всякий случай внизу мы положили салфеток, чтобы малейшую течь было легче обнаружить.
Нажатие кнопки и… все как задумывалось) Честно сказать, до этого мне приходилось видеть водянки (помимо интернетов) только на различных выставках и конкурсах, где было очень шумно; поэтому я подсознательно готовился к «журчанию ручья», но уровень шума приятно удивил – по большей части было слышно только работу помпы. Первоначально присутствовали «шипящие» звуки – из-за пузырьков воздуха, находящихся внутри контура (их было видно в некоторых местах шлангов). Для решения этой проблемы была открыта пробка резервуара-радиатора – от циркуляции потока воздух постепенно вышел и система стала работать еще тише. После долива жидкости пробка была закрыта и компьютер поработал еще минут 10. Шума от кулера блока питания и от трех на радиаторе не было слышно вообще, хотя их воздушные потоки давали о себе знать.
Убедившись в том, что система полностью работоспособна, мы решили окончательно собрать тестовый стенд. Подключение проводов заняло не больше минуты – гораздо дольше искали монитор и провод для его подключения, т.к. все работали на ноутбуках;) Фраза «Reboot and select proper boot device or insert boot media in selected boot device and press a key» стала бальзамом на душу – мы вставили один из «рабочих» SSD-дисков (с Windows 7 на борту) - хорошо, что новый комп принял такой вариант. Для полного счастья только обновили драйвера для чипсета и установили драйвера для видеокарты.
Запускаем диагностического монстра Everest , где на одной из вкладок находим показания датчиков температуры: 30°C были справедливы для всех компонентов системы – CPU, GPU и материнской платы – что ж, очень приятные цифры. Равенство цифр вызвало предположение о том, что охлаждение в режиме простоя ограничено комнатной температурой, ведь ниже нее температуры в обычной водянке быть не может. В любом случае гораздо интересней посмотреть, какая ситуация будет при нагрузке.
15 минут «офисной работы» и температура видеокарты поднялась до 35°C.
Начинаем с проверки CPU, для чего используем программу OCCT 3.1.0 – спустя достаточно продолжительное время в режиме 100% нагрузки, максимальная температура процессора составила 38°C, а температура ядер 49-55°C соответственно. Температура материнской платы составляла 31°C, северного моста - 38°C, южного - 39°C. Кстати, это очень примечательно, что у всех четырех ядер процессора была практически равная температура – судя по всему, это заслуга именно водяного блока, который отводит тепло равномерно со всей поверхности крышки процессора. 50+ градусов для 4-ядерного Intel Core i7-930 с TDP в 130Вт – на такой результат едва способен хоть один стоковый воздушный кулер. А если и способен, то шум от его работы при этом вряд ли кому-то понравится (интернет гласит о температуре данного процессора в 65-70 градусов с кулером Cooler Master V10 – тот, что с элементом Пельтье).
Видеокарту по привычке прогревали программой FurMark 1.8.2 (в простонародье «бублик») – вряд ли на скорую руку можно было придумать что-то более ресурсоемкое и информативное.
Помимо «Эвереста» так же была установлена программа EVGA Precision 2.0 . На максимально доступном разрешении (с максимальным сглаживаниями) был запущен стресс-тест с ведением лога температуры – уже минуты через 3 температура видеокарты устоялась на отметке в 52 градуса! 52 градуса в нагрузке для топовой (на данный момент) видеокарты NVIDIA GTX 480 на архитектуре Fermi – это не просто здорово, это замечательно!)
Для сравнения, температура видеокарты в нагрузке со штатным кулером может доходить до 100 градусов, а с хорошим нереференсным – до 70-80.
В общем, температурный режим в полном порядке – в нагрузке кулеры выдувают из радиатора практически холодный воздух, а сам радиатор еле теплый. Не буду говорить в этой статье про разгонный потенциал, скажу лишь, что он есть. Но гораздо приятней совсем другое - система работает практически бесшумно!
The end
Можно долго рассуждать о получившемся результате, но он мне понравился, как и всем тем, кто его уже успел посмотреть. Как ни крути, а в корпусе Thermaltake Level 10 мне удалось собрать более чем производительный конфиг, который еще долгое время будет актуальным. Более того, почти без проблем «встала» полноценная система водяного охлаждения, которая помимо хорошего охлаждения начинки дает +5 к внешнему виду. Говоря о температурном режиме, можно смело говорить и о солидном потенциале для разгона – сейчас даже в нагрузке система охлаждения работает далеко не на пределе возможностей.
Я забыл написать про еще один важный плюс – интересность. Пожалуй, это самое интересное, что мне приходилось делать с железками – ни одна сборка компьютера не приносила столько удовольствия! Одно дело, когда ты собираешь обычные «бездушные» компики, совсем другое дело – когда понимаешь всю ответственность и подходишь к делу со всей душой. Такая работа занимает далеко не 5 минут – все это время ты ощущаешь себя ребенком, играющим во взрослый конструктор. А еще инженером-технологом-конструктором-сантехником-дизайнером, да просто гиком… в общем, интересность сильно повышенная!
В его состав включены две толстые, но мягкие прокладки, стальная монтажная пластина, винты и инструкция по установке:
С помощью данного набора помпу можно установить в любое удобное место, а демпфирующие прокладки будут способствовать снижению уровня шума.
⇡ Резервуар
Наконец, последним отдельным компонентом системы жидкостного охлаждения EK-Supermacy KIT H30 360 HFX является расширительный бачок (или резервуар) EK-Multioption RES X2 - 150 Basic :
В его комплект поставки входит крепление, винты и заглушки, а также инструкция по установке:
Цилиндрический резервуар высотой 150 мм, диаметром 60 мм и весом 270 граммов выполнен из толстого акрила и прикрыт двумя пластиковыми крышками сверху и снизу:
В верхней крышке одно отверстие с резьбой под фитинг, а в нижней - три, два из которых непосредственно в основании резервуара:
Кроме этого, внутри резервуара установлена дополнительная трубка диаметром 16 мм, играющая роль своеобразного «антициклона», и предотвращающая образование пузырьков воздуха. В инструкции к резервуару подробно описана его установка с помощью входящих в комплект креплений. EK-Multioption RES X2 - 150 Basic можно приобрести не только в составе системы EK-Supermacy KIT H30 360 HFX, но и отдельно за 32,95 евро.
⇡ Совместимость и установка
Установку системы можно начать с закрепления водоблока на процессоре. EK-Supremacy совместим со всеми без исключения современными платформами, а наличие в его комплекте сменных прижимных и усилительных пластин обеспечивает надёжный прижим как к процессорам AMD, так и к процессорам Intel. На платформе с LGA2011 водоблок вообще устанавливается элементарно - даже не приходится вынимать материнскую плату из корпуса системного блока. Нужно всего лишь ввернуть шпильки в отверстия пластины процессорного разъема и равномерно прижать водоблок гайками с насечкой и пружинами:
Никаких инструментов в этом случае не требуется, как не требуется их и для вворачивания во все отверстия компрессионных фитингов.
После этого остаётся разместить все компоненты в удобных местах и соединить их шлангами. Наиболее правильная с точки зрения достижения максимальной эффективности охлаждения последовательность соединения приведена на следующей схеме:
Так как мы собирали EK-Supermacy KIT H30 360 HFX только для проведения тестов, то разместили её рядом с открытым корпусом системного блока:
После прокачки системы и удаления из контура пузырьков воздуха цвет охлаждающей жидкости постепенно менялся с бледно-зелёного (как на фото) на прозрачный зелёный. Кстати, концентрат для хладагента разводится в 900 граммах дистиллированной воды и затем заправляется в систему через, например, отверстие вверху резервуара. Никаких сложностей во время сборки системы жидкостного охлаждения EK-Supermacy KIT H30 360 HFX не возникло.
| Наименование технических характеристик | EK-Supermacy KIT H3O 360 HFX |
|---|---|
| Радиатор EK-CoolStream RAD XTX 360 и вентиляторы GELID Silent 120 | |
| Размеры радиаторов (ДхШхВ), мм | 400х130х64 |
| Вес, г | 1496 |
| Материал радиатора | медь, акриловое покрытие |
| Объём жидкости, мл | ~600 |
| Гарантированный срок работы без возникновения коррозии, лет | 5 |
| Количество вентиляторов, шт. | 3 |
| Типоразмер вентиляторов, мм | 120х120х25 |
| Номинальное напряжение, В | 12 |
| Максимальная сила тока, А | 0,12 |
| Скорость вращения вентиляторов, об/мин | 1600 |
| Статическое давление, мм водяного столба | 1,7 |
| Воздушный поток, CFM | н/д |
| Уровень шума, дБА | 25,8 |
| Количество и тип подшипников вентиляторов | 1, гидродинамический |
| Время наработки подшипника на отказ, час | 50 000 |
| 94,95 + 5,95 x 3 | |
| Универсальный водоблок для процессора EK-Supremacy | |
| Размеры (ДхШхВ), мм | н/д |
| Вес, г | н/д |
| Материал водоблока | медь, акрил |
| Крышка водоблока | матовая полупрозрачная |
| Возможность установки блока охлаждения на материнские платы с разъёмами | LGA 775/1155/1156/1366/2011 Socket AM2(+)/AM3(+)/FM1 |
| Стоимость при отдельной покупке, € | 59,95 |
| Помпа EK-DCP 4.0 | |
| Размеры (ДхШхВ), мм | 75х54x66 |
| Вес, г | 670 |
| Напряжение питания, В | 12,0 (±10%) |
| Сила тока, А | 1,8 (±10%) |
| Потребление, Вт | 18 (±10%) |
| Производительность, л/час | 800 (±10%) |
| Высота подъема жидкости, м | 4,0 (±10%) |
| Развиваемое давление, бар | н/д |
| Срок службы подшипника помпы, час | 50 000 |
| Температура жидкости, o C | 25 |
| Стоимость при отдельной покупке, € | 44,95 |
| Дополнительно | |
| Расширительный бачок | EK-Multioption RES X2 - 150 Basic (150х60 мм, 160 мл, 270 г, € 32,95) |
| Хладагент (концентрат) | EK-Ekoolant UV Blue (антикоррозионный, нетоксичный, светящийся в ультрафиолете, объём 100 мл, 5 лет эксплуатации) |
| Шланг | TUBE Masterkleer (длина 2 м, внешний диаметр 13 мм, внутренний диаметр 10 мм, € 2,78) |
| Диаметр G-резьбы, дюйм | 1/4 |
| Фитинги | EK-PSC, 8 шт. (€ 3,95x8) |
| Винты для вентиляторов, инструкции по сборке и установке, термопаста Gelid GC-Xtreme, крепление для помпы EK-DCP mounting plate KIT (€ 4,96) | |
