Kapalinové chlazení - vše, co potřebujete vědět

Kapalinové chladicí systémy jsou stále více nárokem nejen pro hráče, ale i pro méně pokročilé uživatele a fanoušky moddingu. Přestože jsou považovány za dekorativnější než chladič, jedná se obecně o mnohem lepší chladicí systémy než chladiče.

V tomto článku uvidíte vše, co potřebujete vědět o této součásti počítače. Možná vás přesvědčíme, že mít jeden dává dobré výhody v případě, že máme výkonný počítač.

Co je kapalinové chlazení a jak to funguje

Všichni budeme vědět, nebo jsme někdy viděli náš procesorový chladič, hliníkový blok s ventilátorem nahoře. Systém chlazení kapalin slouží k odvádění tepla z procesoru, a to nejen z tohoto, ale také z jiného hardwaru, jako je grafická karta, RAM nebo VRM.

Nezapomeňte, že provozní nadace je zcela jiná než u dřezu. Tyto systémy jsou tvořeny uzavřeným okruhem destilované vody nebo jakékoli jiné kapaliny, která může být použita. Tato kapalina zůstává v nepřetržitém pohybu díky čerpadlu nebo nádrži opatřené čerpadlem, takže prochází různými bloky instalovanými na chladícím zařízení. Horká kapalina naopak prochází skrz to, co je v podstatě chladičem tvarovaný chladič, více či méně velký, opatřený ventilátory. Tímto způsobem se kapalina znovu ochlazuje a cyklus se opakuje donekonečna, když je naše zařízení v provozu.

Stejně jako v chladiči se systém chlazení kapalin opírá o dva principy termodynamiky a třetinu mechaniky tekutin.

• Vedení: vodivost je jev, kterým horké pevné tělo předává své teplo chladnějšímu, které s ním je v kontaktu. K tomu dochází mezi chladicím blokem nebo studeným blokem a CPU, IHS procesoru prochází teplo do bloku, kterým tekutina poté přechází k ochlazování. Konvekce: Konvekce je dalším jevem přenosu tepla, ke kterému dochází pouze v tekutinách, vodě, vzduchu nebo páře. V tomto případě konvekce působí na pohybující se vodu v okruhu. Na jedné straně blok CPU přenáší teplo do tekutiny, zvyšuje její teplotu, a na druhé straně chladič odvádí toto teplo skrz své kanály a žebra, které se koupají v proudu vzduchu generovaném ventilátory. Laminární tok: Tekutiny mají dva typy pohybového režimu, laminární a turbulentní. V tomto případě je vždy zamýšleno, že tok je laminární, přehlednější a že je schopen absorbovat více tepla konvekcí.

Měření a velikosti

Po základech operace je vhodné vědět, jaké jsou velikosti, které bychom měli vědět o složkách kapalinového chlazení. Stejně jako u ventilátorů nebo chladičů bude stále více a méně dobrých součástí.

• Hluk: čerpadlo je prvek, který má motor, takže při provozu také generuje hluk. Měří se v dBA. RPM: Stejně jako ventilátory bude mít čerpadlo určité otáčky za minutu. Navíc mají vždy PWM nebo analogové ovládání. Průtok: průtok kapaliny se měří v l / h (litry za hodinu), čím vyšší je, tím větší bude chladicí kapacita systému. Tlak: Tlak je síla vyvíjená kapalinou na stěny trubek a disipační komponenty. Měří se v barech (barech) Výška čerpání: u uživatelských systémů bude důležitým parametrem čerpadla maximální výška, při které může být kapalina čerpána. Tímto způsobem můžeme namontovat systém a zajistit, aby kapalina dosáhla nejvyšších oblastí Plocha a formát chladiče: chladicí kapacita chladiče je určena maximální plochou, kterou pokrývá, a to jak tloušťkou, tak délkou a šířkou. Měří se vm ² a čím více, tím lépe, samozřejmě. Vodivost: všechny komponenty, ať už tekuté nebo blokové, mají tepelnou konektivitu, což je jejich schopnost přenášet teplo bez odporu. Měří se ve W / m * K (Watty na Kelvin Meter). Myšlenka je taková, že tato vodivost je v každém prvku nejvyšší možná. Typické parametry ventilátorů: mezi typické parametry ventilátorů máme statický tlak, měřený v mmH2O a jeho průtok vzduchu, měřený v FCM. Všechny tyto informace máme v článku pro fanoušky: vše, co potřebujete vědět.

Typy kapalinového chlazení

Na trhu najdeme hlavně dva typy kapalinového chlazení, systémy typu vše v jednom a systémy na míru.

All-in-one nebo AIO systémy jsou v podstatě obvody, které jsou již kompletně sestaveny výrobcem se vším potřebným pro instalaci a provoz. Obecně jsou mnohem levnější než následující, které uvidíme, ačkoli procesor budou moci chladit pouze díky jedinému bloku s integrovaným čerpadlem, radiátoru a jeho trubic instalovaným pevně a tekutině již zavedené.

Druhým typem kapalného chlazení je personalizovaný nebo Custom, který zahodíme, že pochopíme, že ho budeme muset sestavit sami kousek po kousku. V nich komponenty přicházejí všechny samostatně a v množství, které jsme si objednali. Například 3 metry trubice, dva studené bloky, nádrž, dva radiátory atd. Tímto způsobem se obvod dokonale přizpůsobí našemu podvozku, se součástmi, které chceme ochladit, as designem, který považujeme za vhodný. Tyto vlastní systémy obsahují bloky pro chlazení i pamětí RAM RAM nebo pevných disků VRM.

Stále existuje třetí způsob chlazení kapalinou, kterým je ponoření. Zde se provádí ponoření všech elektronických součástí do nádoby s tekutinou, která nevodí elektřinu. Tyto tekutiny jsou obvykle oleje, které nemají elektrickou vodivost. V nich čerpací systém udržuje kapalinu v pohybu, takže proudění je účinnější.

Složky kapalinového chlazení

Pojďme se blíže podívat na různé komponenty, které se podílejí na chlazení kapalinou. Obecně jsou všechny systémy založeny na stejných komponentách, i když můžeme vidět určité varianty nebo větší počet některých z nich.

Chladicí kapalina

Chladicí tekutina je prvkem, který má za úkol přenášet tepelnou energii ze součástí do radiátoru. Normálně by se měla používat tekutina s dobrou vodivostí a střední viskozitou, aby se zabránilo turbulentnímu proudění. Nejvýznamnějším výrobcem chladicích kapalin je Mayhems, který má širokou škálu kapalin pro vlastní chlazení, i když také dodává své Hydro X další značky, například Corsair.

Nejčastěji používané tekutiny jsou obvykle odvozeny od ethylenglykolu nebo jednoduše glykolu. Jedná se o organickou chemickou sloučeninu vyrobenou z ethylenoxidu, takže je určitě toxická. Má vyšší viskozitu než voda, je bezbarvá a bez zápachu, proto se obvykle přidávají barevné přísady, které pomáhají odlišit ji od vody. Tato směs se smísí s destilovanou vodou nebo jinými doplňky za vzniku směsi a její teplota varu 197 ° C je ideální pro chladicí kapalinu, auto nebo tyto systémy, které vidíme.

Avšak v systémech all-in-one je běžně používanou tekutinou destilovaná voda nebo čistá voda, která má dobrý tepelný výkon a není elektricky vodivá.

Čerpadlo a nádrž

Čerpadlo je prvek, který umožňuje tekutině pohybovat se v celém obvodu, pokud by nebylo možné transportovat teplo z elektronických součástek do radiátoru. V systémech all-in-one je toto čerpadlo obvykle umístěno přímo v chladném bloku, aby se zjednodušil okruh a optimalizoval obsazený prostor. V těchto systémech je výměna kapaliny o něco složitější, protože musíme systém dobře vyčistit, aby uvnitř nebyl žádný vzduch, který by zhoršoval cirkulaci.

Na druhé straně v přizpůsobených systémech zmírňují tento problém proplachování systému pomocí nádrže, která integruje čerpadlo. Řekněme, že je to jako expanzní nádrž automobilů, což je prvek, který obsahuje velké množství tekutiny při okolním tlaku, kde padá shora a zdola, čerpadlo ji opět uvede do pohybu. To také zabraňuje zvyšování tlaku v obvodu v důsledku expanze tekutiny v důsledku teploty.

Na trhu máme v podstatě dva typy čerpadel pro chlazení: D5 a DDC s různými variantami. Čerpadla D5 jsou obecně větší, i když systém otáčení motoru je v zásadě stejný na obou. Motor s osou spočívající na základně, kde se otáčí, a který má magnety, které jsou nuceny otáčet vinutími nebo cívkami, umístěnými v nezávislé komoře tak, aby nezmokly.

Když je D5 větší, má větší průtok a nižší hlasitost, i když tlak tekutiny je nižší. Tato čerpadla se obvykle používají ve vlastních systémových nádržích. Naproti tomu DDC s menšími, kompaktnějšími čerpadly, které pohybují kapalinou při vyšším tlaku. DDC se obvykle používají pro systémy all-in-one postavené na chladném bloku.

Chladné bloky

Chladicí bloky nebo chladicí desky jsou prvky, které jsou instalovány přímo na elektronických součástkách, které mají být chlazeny. Tyto bloky mohou mít velmi odlišné tvary a provedení, i když je konstantní, že jsou vyrobeny z mědi nebo hliníku. Jsou to dva nejrozšířenější kovy, první s vodivostí 372 až 385 W / mK v závislosti na jeho čistotě a druhý s 237 W / mK. Je zřejmé, že čím vyšší je vodivost, tím lepší bude volba, takže je zřejmé, že měď je nejlepší volbou délky, protože její výroba je předčí pouze stříbro a dražší sloučeniny.

Tyto bloky mají pevnou základnu, která přichází do styku s IHS CPU nebo GPU, zatímco uvnitř vnitřně prochází kapalina kovem velké množství kanálů pro shromažďování tepla. Bloky systémů all-in-one jsou poněkud složitější, protože tam integrují čerpadlo. Kromě toho mají někteří dokonce žebra a ventilátory, které odvádějí část tepla již přímo ze samotné základny, čímž se usnadňuje práce, kterou musí radiátor dělat.

Dobrá věc je, že výrobci zpřístupňují uživatelské bloky kompatibilní s pamětí RAM, s VRM základních desek, například vzorcem Asus Maximus XI, nebo pro úložné jednotky SSD nebo HDD. Možnosti jsou obrovské.

Termální pasta

Mezi CPU a blokem samozřejmě musí být komponenta, která zlepšuje přenos tepla, a to bude tepelná pasta. Jeho funkce, aplikace a vlastnosti budou přesně stejné jako u normálních chladičů, čímž se zlepší kontakt mezi blokem a CPU.

Radiátor

Radiátor nebo výměník je komponentou odpovědnou za odesílání tepla, které dopravuje kapalinu do okolního prostředí. Jeho funkce je naprosto stejná jako u jakéhokoli jiného radiátoru nebo klimatizace automobilu, jedná se o velký povrch, vždy postavený z hliníku, opatřený velkým počtem kanálů, kterými cirkuluje horká voda ve formě cívky. Tyto kanály jsou zase spojeny velmi hustým systémem tenkých hliníkových žeber, které distribuují teplo po celém povrchu.

Radiátor nemůže správně fungovat bez systému nuceného větrání, takže na jeho povrchu jsou nainstalovány ventilátory, které vytvářejí proud vzduchu kolmý na žebra, která shromažďují teplo konvekcí. V zásadě jsou do radiátoru zapojeny dvě výměny konvekce voda-kov-vzduch.

Radiátory používané v PC kapalinových chladicích systémech jsou téměř vždy standardizované velikosti, se šířkou 120 nebo 140 mm a různými délkami v závislosti na počtu ventilátorů, na které se hodíme. Může být 120, 140, 240, 280, 360 nebo 420 mm pro 1, 2 nebo 3 120 mm nebo 140 mm ventilátory. Stejně tak mají standardní zařízení tloušťku 25–27 mm, zatímco u zákaznických systémů máme bloky, které pro extrémní konfigurace dokonce přesahují 60 mm.

Fanoušci

Ventilátory jsou zodpovědné za dodávku potřebného proudu vzduchu pro chlazení tekutiny, která prochází radiátorem. Pro ně již máme článek, kde podrobně vysvětlujeme, jak to funguje. Zde musíme zůstat v rozměrech, protože najdeme rozměry 140 mm a 120 mm.

V závislosti na kapacitě našeho podvozku a chladiče namontujeme jeden nebo druhý. Všechny systémy AIO již samozřejmě obsahují potřebné systémy, ale stále můžeme provést další konfiguraci nazvanou Push and Pull. To spočívá v umístění ventilátorů na obě strany radiátoru, někteří tlačí vzduch směrem k němu a ostatní jej shromažďují a vytlačují s vyšší rychlostí. Ve skutečnosti to zdvojnásobuje průtok, i když u tlustých radiátorů by to stálo za to.

Trubky

Důležitou součástí kapalinového chladicího systému budou trubky, jak bychom mohli dostat tekutinu z jednoho místa na druhé bez nich? Trubky, stejně jako jiné součásti, mají obvykle standardní průřez, který je 10 mm (3/8 palce) nebo 13 mm (1/2 palce) pro ohebné trubky a 10 nebo 14 mm pro tuhé trubky .

V případě systémů AIO bychom se o ně neměli příliš starat, protože mají délku mezi 40 a 70 cm a jsou v systému plně sestaveny. Jsou téměř vždy vyrobeny z gumy a pokryté textilním nebo nylonovým pletivem pro jejich zesílení. To jim umožní bezpečné zacházení bez ohýbání nebo štípání.

Něco jiného jsou u přizpůsobených systémů, protože nejprve je musíme koupit samostatně a s vnitřní a vnější částí kompatibilní se zbytkem spojovacích prvků. Na jedné straně máme ohebné trubky, které jsou obvykle vyrobeny z polyvinylchloridu (PVC). Výhodou je, že jsou flexibilní a snadno se instalují, protože se docela dobře přizpůsobují situaci hardwaru, i když si dejte pozor, protože se snadno skládají. Na druhé straně máme tuhé trubky také postavené z PVC nebo polymethylmethakrylátu, termoplastické sloučeniny, kterou budeme muset ohřát, abychom jí dostali správný tvar. S posledně jmenovanými je výsledek sestavení velkolepý.

Kování a spojovací prvky

A v neposlední řadě máme spojovací prvky, které se používají pouze pro vlastní systémy. AIO jsou již dodávány se vším nainstalovaným a spoje jsou obvykle vyráběny tlakem nebo rukávy, které nelze odstranit.

Místo toho, abychom mohli namontovat druhý systém, budeme potřebovat kování nebo svazky ve formě loktů, rukávů nebo děličů, aby se připojili k kusům hadů. Tyto spojovací prvky jsou obvykle vyrobeny z mosazi, slitiny mědi a zinku odolné vůči vodě a dobré odolnosti vůči korozi. Můžeme je také najít přímo v hliníku nebo mědi, a pokud jsou extrémní kvality, v nerezové oceli.

Osvětlovací systém RGB

A samozřejmě, v kapalinovém chladicím systému musí být přítomnost osvětlení RGB prioritou, protože jde o velkolepost našeho PC. Ve skutečnosti stále více systémů zahrnuje ventilátory RGB a také diody LED na bloku čerpadla. A nemluvme o těch vlastních, například o Corsair Hydro X, který má RGB ve všech svých chladicích blocích, v nádrži a v ventilátorech.

Většina z nich je přímo spravovatelná softwarem nebo je jinak kompatibilní s osvětlovacími technologiemi základní desky, například Asus AURA Sync, MSI Mystic Light, Gigabyte RGB Fusion nebo ASRock Polychrome.

Instalace kapalinového chlazení

V případě těchto systémů není rozhodnutí tak jednoduché jako u vzduchových jímek, protože typ zásuvky, pro kterou je určeno, ovlivňuje více faktorů. V každém případě jsou kroky, které je třeba provést, odlišné, pokud se jedná o AIO nebo vlastní systém.

AIO

U zařízení typu all-in-one bude úkol velmi jednoduchý, protože systém pochází z továrny kompletně sestavený a musíme pouze zajistit kompatibilitu s místem, pro které je určen. To jsou faktory, které je třeba zvážit:

• CPU socket: Je zřejmé, že potřebujeme blok kompatibilní s naším zařízením, i když prakticky všechny nabízejí plnou škálu podpory pro AMD a Intel. Na levnějších systémech jsou obvykle vynechávány pouze Threadrippery, pokud jich máme, musíme se řídit jejich specifikacemi. Kompatibilita podvozku: Díky chladiči potřebujeme dostatek místa na podvozku, aby se dal. Zde je důležité zjistit, zda takové upevnění podporuje. Normálně by měl být 240 nebo 360 mm s minimální tloušťkou 50 mm jako ventilátor + chladič

Pravda je, že o něco více, pokud vůbec, zjistíme, zda má naše deska světelné záhlaví, které spojuje fanoušky.

Vlastní chlazení

To je již další věc, protože musíme systém kompletně sestavit. Pokud jde o výše uvedené pro AIO, jsme ve přesně stejných podmínkách, ale samozřejmě musíme dbát na kompatibilitu s ostatními komponenty. Existují bloky blokování pro různé GPU, například Nvidia RTX, GTX atd. a jeden z těchto pojistných systémů, které hodláme implementovat také v našich. Bude velmi důležité vědět, zda má dotyčný systém bloky kompatibilní s naším GPU. Pro referenční modely jsou téměř vždy k dispozici, ale pro grafické karty sestavené značkami je to složitější.

Dalším důležitým faktorem bude volba podvozku, protože ne všechny umožňují instalaci čerpacích nádrží. Podobně se ohebné trubky snadněji instalují a jsou univerzálnější, ale tuhé trubky poskytují velkolepý vzhled.

Nakonec musíme prostudovat způsob, jakým budeme obvod navrhovat, a existuje několik způsobů, které lze považovat za standardní:

Čerpání studené vody:

Osobně se nám nejvíce líbí. Používané schéma zapojení bude Pump -> CPU + GPU Block -> Radiator -> Tank -> Pump. Tímto způsobem voda dosáhne nádrže co nejchladnější po průchodu radiátorem, aby se zabránilo zamlžení, pokud je průhledná a RGB. Kromě toho prochází bloky s vyšším tlakem, takže jeho účinnost bude lepší.

Čerpání horké vody:

Tento systém má Pump -> Radiator -> CPU + GPU Block -> Tank -> Pump loop. Dobrá věc na tom je, že část tepla se rozptyluje v samotné nádrži, ale špatné je, že při průchodu radiátorovým okruhem ztrácí tlak. Teplo také zamlží nádrž a pokud jsou vysoké teploty, mohli bychom mít potíže.

Dvoufázový systém:

V této konfiguraci představujeme druhý okruh v okruhu bez ohledu na zvolenou konfiguraci. Toto může být umístěno mezi CPU a GPU bloky, nebo může být po sobě s prvním radiátorem.

Údržba

Tyto systémy v zásadě vyžadují stejnou údržbu jako ostatní součásti. Přestože je přidán důležitý faktor, jako je kapalina, která nevyhnutelně opotřebuje buď AIO nebo Custom.

V prvním případě se jedná o zcela uzavřený systém, takže by v zásadě měl zůstat nezměněn, ale v některých systémech může být nutné jej doplnit po několika letech, 1, 2 nebo 3. Toto si všimneme v důsledku zvýšení teplot v chlazené součásti nebo hluk v čerpadle.

U obvyklých systémů musí být tekutina měněna častěji, 1 nebo 2 roky.

Výhody a nevýhody kapalinových chladicích systémů

Na závěr se podívejme, jaké jsou výhody a nevýhody, které nám tyto chladicí systémy nabízejí ve srovnání s tradičními chladiči vzduchu.

Výhody:

• Efektivnější systém pro chlazení komponent.Orientován na konfigurace s přetaktovací kapacitou a vysoce výkonnými komponentami. Více uklizené a s méně místa na desce. Díky ventilátorům z desky jsou komponenty méně špinavé.Je možné ochladit nejen CPU, ale také GPU a dokonce i pevné disky, VRM a RAM, pokud je karta kompatibilní Snadná instalace pro AIOM Lepší estetika a přizpůsobitelnost Kapacita Plně přizpůsobitelná potřebám uživatelů

Nevýhody:

• Jsou dražší než chladiče Potřebujeme kompatibilní podvozek Zavádění kapaliny aktivuje riziko úniku

Závěr a průvodce nejlepším kapalinovým chlazením

Věříme, že jsme v této záležitosti nezůstali pozadu, protože jsme do hloubky viděli všechny prvky, které tvoří chladicí systémy, jakož i jejich provozní základy. Nyní vás necháme s naším průvodcem po nejlepších tekutinách, které můžeme najít na trhu.

Průvodce po nejlepších chladičích, ventilátorech a kapalinovém chlazení pro PC

Už jste někdy použili tekuté chlazení? Myslíte si, že to stojí za to? AIO nebo Custom?