Проект - White Water Вернуться на страницу модинг
Проект - White Water

Система водяного охлаждения

Внимание! Данная статья не является побуждением к действию, и её автор не несет никакой ответственности за вред причинённый вами компьютеру, от ваших действий сделаных под впечатлением данной статьи. Изготовление систем жидкостного охлаждения очень сложный процесс, который может повлечь непредсказуемые последствия. В результате ваших неправильных действий может выйти из строя как весь компьютер так и отдельные его части.

Сама идея сделать в своём компьютере систему водяного охдаждения у меня возникла довольно давно, но всерьёз её я не рассматривал до тех пор, пока не купил себе очень горячий процессор, который со штатным кулером грелся в максимальной нагрузке до 70ти градусов. Различные ухищрения с циркуляцией воздуха в системном блоке, вариации кулеров дали снижение температуры до 55ти градусов, но ведь не всё упирается только лишь в градусы.
Кулеры меня не устраивают по нескольким причинам:

 - Низкая эффективность
 - Шум
 - Забивание радиатора пылью
Последнее вообще для меня как стихийное бедствие, радиатор очень быстро забивался пылью из-за чего вентилятор плохо обдувал его рёбра и приходилось всё чистить по разу - два в месяц, мне это очень быстро надоело и я решил кардинально менять систему охлаждения.
И вот тут-то я вспомнил, что давным давно мечтал о системе водяного охлаждения для своего компьютера.

Любая СВО содержит в себе следующие компоненты:

 - Водоблок
 - Помпа
 - Радиатор
 - Расширительный бачёк
Патрубки, сама охлаждающая жидкость и прочие мелочи подразумеваются.

Изготовить водоблок для меня оказалось, пожалуй, самой сложной задачей.
Один мой друг - энергетик подарил мне кусок высоковольтной шины, это пластина из меди толщиной 6 мм. Болгаркой я отрезал от него небольшой квадратик, чуть больше по-размеру, чем защита кристала на процессоре.

Плоский кусок меди мало подходит для охлаждения такой горячей железки как процессор, я решил напаять на поверхность рёбер, чтобы увеличить площадь теплосъёмника и повысить турбулентность потока охлаждающей жидкости, проходящей через водоблок.
Сперва я просверлил в пластине несквозные дырки под будущие рёбра. Сверлить медь довольно непросто, этот металл "вязкий", но обошлось без сломанных свёрел и за полчаса я насверлил 23 дырки глубиной 3-4 мм, и ещё пару сделал не очень глубокими, буквально 1-1.5 мм в них я рёбра решил не запаивать, ниже станет понятно почему.

Далее я занялся изготовлением самих рёбер. У меня в гараже были полые тормозные трубки диаметром 5 мм, сделаны они были тоже из меди, купил я их когда-то для ремонта да они не подошли и валялись с тех пор без применения.
Полотном по металлу я нарезал из такой трубки 23 гильзы длинной 15 мм каждая.

Перед тем, как запаивать рёбра в пластину, я высверлил 4 отверстия по бокам для крепления крышки водоблока и, сделал канавку по контуру будущего теплосъёмника для большей площади схватывания герметика между пластиной и корпусом. Минидрель свою этим делом я мучал долго, металл всётаки, сперва по контуру насверлил углублений а затем делал канавки при помощи абразивного диска и фрезы.

Теперь собственно сама пайка. Сперва мысль о том, что всё это надо как-то вместе соединить привела в замешательство, горелки у меня нет, паяльником если и возможно это всё запаять то будет невероятно долго, и тут возникла мысль, что всё это легко может запаяться и на обычной плите.
Сначала я вырезал алюминиевую пластинку по размеру теплосъёмника, насверлил в ней дырок точ в точ под посадочные углубления, затем прикрутил её на длинных винтах, всё это для того, чтобы спозиционировать рёбра максимально ровно, а то они без этой поддержки болтались и стояли абы как.
Весьма удачно то, что рёбра полые, прямо в них я вложил кусочки проволочного припоя и накапал спиртового раствора канифоли.
Сию конструкцию я установил на заранее нагретую комфорку плиты, подложка быстро нагрелась и рёбра моментально запаялись с пластиной став единым целым.

После того, как сия конструкция остыла, я смыл грязь и остатки канифоли спиртом.
Теплосъёмник впринципе был готов, но я решил ещё больше увеличить его площадь а, заодно, и вовлечь в работу полости трубок. Абразивным диском я разрезал каждую трубку пополам, дело это было весьма трудоёмким и ушёл на него не один час и не один абразивный диск. Не могу сказать точно повлияло ли это вообще на качество водоблока или нет, ибо сравнивать не с чем, но лично я уверен, что таким образом я значительно усилил теплообмен.

Понятно, что это не вся работа над водоблоком, так он скорее был похож на обычный радиатор, надо было сделать для него сперва стенки а затем и крышку, можно было бы и вместе, но толстого оргстекла у меня не было, поэтому пришлось брать тонкое и делать стенки слоёными. Я напилил квадратиков из оргстекла, для нужной высоты мне их понадобилось 4 штучки.
Склеил их при помощи клея "момент", вообще для этих целей лучше всего подходит дихлорэтан, но поскольку это жуткий яд в продаже он встречается редко, на тот момент мне его найти не удалось. Впрочем и "момент" со своей задачей отлично справился, только клеил я так, чтобы исключить пузырьки воздуха и полости. Сутки пока клей сох стенки пролежали скреплённые винтами.
Для скрепления стенок с радиатором я использовал гремучий серый герметик от ABRO, который по заверениям производителя не боится ни масла ни бензина ни высоких температур, значит вода и температуры процесора ему должы быть не страшны.

Теперь водоблок уже стал обретать форму и быть похожим на себя, следующим шагом было изготовление крышки. Здесь я использовал всё тоже оргстекло, взял три пластинки, клеил тем же "моментом", толщина нужна для высоты всего водоблока и для того, чтобы установить фитинги.

Фитинги клеил на "момент", плюс для большей надёжности после высыхания клея снаружи промазал контуры фитингов тем же герметиком, которым скреплял подложку со стенками. Кстати эти фитинги я купил на рынке в сантехнических рядах.

Крышку я сделал, однако выяснилось, что и этой высоты под крепежи сокета 478 не хватает. Сложности тут не возникло, я просто выпили ещё планок из оргстекла, склеил их под нужную высоту и приклеил по бокам водоблока.
Крепёж использовал от боксового кулера к процессорам Intel.

Но и это была ещё не вся работа над водоблоком, надо было ещё отполировать поверхность соприкосновения с подложкой процессора, а поверхность эта была похожа на апельсиновую корку, на фото слева промежуточный вариант, когда я уже прошёлся по ней шкуркой, а справа водоблок после часовой полировки пастой ГОИ, отполировал я её до зеркального блеска, ведь чем лучше отполирована поверхность подоблока тем лучше она соприкасается с подложкой процессора.

Я побоялся, что стакими слоёными стенками могут быть протечки, и для уверенности приклеил при помощи супер-клея по стенкам ещё планки из оргстекла.
Всё, водоблок был готов, примерно половина всей работы над СВО для меня оказалось его изготовление, это была самая тяжёлая, трудоёмкая и долгая работа.

Теперь надо было подумать о расширительном бачке (радиатор и помпу я купил, но о них чуть позже). Тут пришлось изрядно поломать голову, сперва я собирался просто купить или где-нибудь в своих закромах найти ёмкость, но помотавшись по магазинам и покопавшись у себя ничего подходящего мне отыскать не удалось.
Пришлось "изобретать велосипед", у меня оставались куски оргстекла, из них я ёмкость для помпы и сделал, я хотел вписать её в габбариты системного блока поэтому она получилась небольшой, чисто чтобы в неё поместилась помпа. Клеил при помощи супер-клея, на стыках клеил небольшие планки для усиления конструкции. На тыльную стенку врезал фитинг, такой же как и на водоблоке, для выхода охлаждающей жидкости из помпы в водоблок, а на лицевой стороне дырка для выхода с радиатора. На дно приклеил стойку помпы.

Радиатор я использовал от печки автомобиля, если не ошибаюсь - жигулёвский, с медными рёбрами, купил на развалке у дедов почти за бесценок, дома его промыл как снаружи так и изнутри, много гадости из него высыпалось, но радиатор был в хорошем состоянии, без дырок, не гнилой.
Патрубки спилил почти до основания, один жёстко скрепил к расширительным бачком при помощи холодной сварки, на второй, используя всё ту же холодную сварку, прикрепил переходник под фитинг, купленный в магазине сантехнического оборудования, по надёжности холодная сварка пайке не уступает а работать с ней проще и быстрее, к тому же не надо было резать дырку в радиаторе под размер переходника или подгонять под размеры фитинга.
В сборе радитор и бачёк установил на фанерную доску, выпиленную по ширине системного блока, но чуть короче чем его длина.

Помпу использовал аквариумную, купил в зоомагазине, но немного её переделал. Производитель утверждает, что данная помпа способна перекачивать 450 литров в час, о чём гласит надпись на самой помпе, по замерам же оказалось в три раза меньше всего-лишь 150 литров в час, это совсем немного.
Надо было увеличить её пропускную способность. Первые попытки оказались неудачными, я пытался увеличить размер крыльчатки, но производительность от этого, наоборот упала, тогда я сломал подвижный выходной патрубок и вместо него установил фитинг, плюс расширил отверстие под крыльчаткой. Но даже после этой работы производительность помпы увеличилась до 340 литров в час, впрочем этого было вполне достаточно.

Теперь надо было выбрать теплоноситель. Тосол использовать смысла нет, температура и до нуля никогда не упадёт, к тому же он химически активен и проводит электрический ток, единственный плюс его это то, что с течением времени он никак не портится. Использовать масла или глицерин - они вязкие, текучесть их плохая и производительности помпы может не хватить, к тому же они неприятно пахнут, зато не проводят ток не портятся и не испаряются. Спирт очень быстро испаряется и осушает трущиеся детали помпы так, что они остаются без смазки, что может очень быстро привезти к её поломке.
Я решил использовать дистилированную воду, ток она почти не проводит, легкодоступна, текуча, имеет высокую теплоёмкость, относительно быстро отдаёт тепло, плохо испаряется. Единственная серьёзная проблема её это то, что в ней отлично развиваются микроорганизмы, поэтому только её одну в систему не зальёшь ибо скоро СВО превратится в аквариум, нужен был какой то компонент, который не совместим с жизнью. В автомагазине я купил присадку для систем охлаждения - ингибитор коррозии - жидкость белого цвета, консистенции сливок, имеет слабый запах мазута, собственно он состоит из дистилятов нефти, отлично смешивается с водой, кстати отсюда и название проекта потому, что при добавлении в воду ингибитора коррозии вода стала белой.

На рынке купил силиконовый шланг для пищевых продуктов, внутренним диаметром 10 мм, толщина стенок 2 мм. Им соединил радиатор и расширительный бачёк с водоблоком.

СВО полностью ещё не была готова, но это было и не нужно для тестового прогона на предмет протечек. Водоблок я обернул в салфетку а радиатор и бачёк стояли на фанерной доске. В Таком виде я гонял систему сутки. Выявилась протечка на водоблоке, в месте стыка фитингов с корпусом крышки, эту поблему я решил при помощи герметика. Второй суточный прогон системы протечек больше не выявил.

Далее я решил прогнать систему на эффективность, у меня был комп в сборе только без системного блока, на нём я и решил проверить работоспособность системы, он как раз был под сокет 478, только процессор гораздо менее горячий, но я его для большей реалистичности разогнал. На радиатор СВО установил 12ти сантиметровый вентилятор.
Гонял систему 5 часов, процессор был Intel Pentium 4 1500 на ядре Willamette, разогнанный до 2.2 ГГц с немного завышеным питанием, грел программой S&M циклом FPU, на старте температура воды была 26, процессора 27, после 3ёх часов прогрева стабилизировалась вода на отметке 34 процессор 41, больше температура не росла.
Однако этот прогон выявил, что ингибитор коррозии, который я залил в воду отлично разъедает резину, патрубок который соединял выход помпы с силиконовым шлангом изнутри стал крошится, я заменил его на силиконовый.

Эффективность и надёжность СВО были подтверждены, можно было приступить к окончательной сборке.
Поскольку помпу я взял аквариумную, питалась она есстественно от розетки 220 В, надо было запитать её так, чтобы когда включался компьютер включалась и она, а выхода на монитор в моём блоке питания не было. Я использовал простое реле 220\12 В, выключатель запитал от коннектора процессорного кулера на материнской плате а 220 В взял от розетки. Ещё я воткнул простенький блок питания от зарядки телефона, сделал подсветку расширительного бачка, но что-то он быстро вышел из строя.

Верхнюю крышку расширительного бачка я приклеил на силиконовый герметик, чтобы в случае ремонта или замены помпы её легко можно было снять, срезав герметик например канцелярским ножом и сняв крышку.
Заливную горловину изготовил из пластиковой мензурки, в таких бензин для зажигалок продают.
Ещё в подарок за покупку помны мне достался термометр для аквариума на липучке, липучку я срезал а термометр установил в расширительный бачёк для удобства слежения за температурой теплоносителя.

Теперь надо было подумать об охлаждении самого радиатора СВО, хоть он большой по размеру но всёже не способен без обдува эффективно отдать тепло окружающему воздуху, однако на всю катушку разгонять вентилятор совсем не хотелось, даже небольшой поток воздуха через такой большой радиатор со своей бы задачей справился, к тому же очень неприятно слышать шум от пропелера и хотелось бы свести его к минимому. Вручную регулировать обороты вентилятора тоже совершенно неудобно, я решил сделать автоматику управления оборотами вентилятора.
В интернете нашёл простенькую схемку как сделать автоматичскую регулировку оборотов вентилятора процессорного кулера. Эту схемку я и у себя на сайте выложил, очень она мне понравилась. Здесь вместо малоэффективного и труднодоступного терморезистора применён транзистор, для меньшей инертности я спилил его корпус почти до кристалла. Схему настроил так, что при температуре воды 24-26 градусов вентилятор гарантировано запустится но крутился бы на минимуме оборотов а при темпетаруре 35-37 градусов вентилятор должен был крутиться почти на полных оборотах.
Схему авоматики я спрятал в небольшой корпус а датчик залил небольшим количеством клея, чтобы контакты в воде не замкнуло и опустил в расширительный бачёк.

Теперь пора было подумать о самих вентиляторах а, заодно, и об эстетическом виде будущей СВО.
Я решил использовать 4 вентилятора 80 мм, а для радиатора сделать кожух, чтобы вентиляторы стояли сверху и прогоняли через радиатор в кожухе холодный воздух.
Я раздобыл у себя на работе небольшие куски оргстекла плюс у меня дома ещё немного его оставалось.

Сперва изготовил боковую стенку, её достаточно было сделать одну для левой стороны потому, что системный блок расположен так, что правая его сторона прилегает к шкафу.
Конструкция радиатора такова, что между ним и фанерной доской, на которой он установлен есть пространство, поэтому в боковой стенке я вырезал отверстия для забора воздуха в пространство под радиатором. Сделал я это при помощи минидрели и отрезного диска, а потом закруглил контур, чтобы выглядело эстетично. Ещё я просверлил 3 отверстия для крепления панели к фанерному основанию СВО.
Потом я изготовил переднюю стенку, тут ничего сложного не было, просто вырезал по размеру оргстекло и просверлил 3 дырки для крепления.

Затем я принялся за изготовление внутреннего кожуха, кторый должен был "обнимать" радиатор так, чтобы воздушный поток шёл через радиатор а не мимо него, я взял 4 плоские панельки из оргстекла передняя и задняя ставятся плотно к патрубкам радиатора а боковые чуть прикрывают его.
Склеил этот кожух я при помощи дихлорэтана и суперклея. В верхней стенке я вырезал 4 отверстия под вентиляторы.

Следующим шагом я соединил все стенки и кожух вместе при помощи дихлорэтана и суперклея, для жёсткости конструкции вырезал палочки из оргстекла и приклеил их в местах стыков.
Кожух покрасил в цвет системного блока, красить его в любом случае надо было ибо, суперклей и дихлорэтан клеят не аккуратно от первого после высыхания остаются белые разводы от второго шероховатые потёки, да и смотреть сквозь оргстекло собственно не на что.

Вентиляторы купил в компьютерном магазине а вот за грилями пришлось побегать, в магазинах их не продают, я спрашивал у друзей, в фирмах по ремонту компьютеров. Из пары горелых материнских плат выпаял коннекторы для вентиляторов и спаял их вместе на плате, а то с автоматического регулятора оборотов выходит только один штекер, этот разветвитель я спрятал в пространство между радиатором и расширительным бачком, чтобы провода не было видно. Оставалось только воодрузить готовый блок на системный блок, закрепил я его при помощи двустороннего скотча. Теплоноситель - воду с ингибитором коррозии я залил заранее. Водоблок протянул через отверстие в задней стенке системного блока и установил его на процессор.

Температрура моего Intel Pentium 4 3200 на ядре Prescott с тепловыделением 105 Ватт на СВО в простое даже в жуткую летнюю жару не превышала 32ух градусов а в максимальной нагрузке - 44ёх, разница между температурой воды в системе и температурой процессора состаляет 1.5-2 градуса, система практически безшумна за счет того, что вентиляторы работают почти всегда на минимуме оборотов.
За потора года эксплуатации моей СВО не было ниодной поломки, я лишь периодически доливал в неё воды и совсем чуть чуть ингибитора коррозии, который отлично выполняет свою функцию - вода не "цветёт" и есть смазка для помпы.
Лишь один раз я разбирал свою СВО, когда в результате апгрейда компютрера мне пришлось переделывать водоблок под сокет 775, к сожалению фотки этой переделки не сорханились, я использовал крепежи от стандартного интеловского кулера и чуть подрихтовал водоблок.

ЗЫ
Торговые марки описаные в данной статье принадлежат своим владельцам, а на авторство схемы автоматической регулировки оборотов вентилятора я не претендую, я нашёл её в интернете.

Проект - White Water Вернуться на страницу модинг
Hosted by uCoz