Răcire lichidă - tot ce trebuie să știți

Sistemele de răcire a lichidelor sunt din ce în ce mai mult o pretenție nu numai pentru pasionații de gameri, ci și pentru utilizatorii mai puțin avansați și fanii modding. În ciuda faptului că sunt văzute ca fiind mai decorative decât un radiator, acestea sunt, în general, sisteme de răcire mult mai bune decât termopanele.

În acest articol vom vedea tot ce trebuie să știți despre această componentă PC. Poate vă convingem că a avea unul oferă avantaje bune în cazul în care avem un computer puternic.

Ce este răcirea cu lichid și cum funcționează

Cu toții vom ști sau am văzut vreodată coolerul nostru de procesor, un bloc de aluminiu cu un ventilator deasupra. În acest fel, un sistem de răcire lichidă servește la eliminarea căldurii din procesor și nu numai de la acesta, ci și de la alte hardware, cum ar fi placa grafică, RAM sau VRM.

Înțeleg, fundația de operare este cu totul diferită de o chiuvetă de aer. Aceste sisteme sunt alcătuite dintr-un circuit închis de apă distilată sau orice alt lichid care poate fi utilizat. Acest lichid rămâne în mișcare continuă datorită unei pompe sau a unui rezervor prevăzut cu o pompă, astfel încât trece prin diferitele blocuri instalate pe feronerie pentru a fi refrigerate. La rândul său, lichidul fierbinte trece prin ceea ce este în esență un radiator în formă de calorifer, mai mult sau mai puțin mare, prevăzut cu ventilatoare. În acest fel, lichidul se răcește din nou, repetând ciclul la nesfârșit în timp ce echipamentul nostru funcționează.

La fel ca într-un radiator, sistemul de răcire a lichidului se bazează pe două principii ale termodinamicii pentru a funcționa și o treime din mecanica fluidelor.

• Conducția: conducta este fenomenul prin care un corp solid mai fierbinte își trece căldura la unul mai rece, care este în contact cu acesta. Aceasta se produce între blocul de răcire sau blocul rece, iar CPU, IHS-ul procesorului trece căldura blocului prin care fluidul va trece apoi la răcire. Convecție: Convecția este un alt fenomen de transfer de căldură care se produce numai în lichide, apă, aer sau aburi. În acest caz, convecția acționează asupra apei în mișcare din circuit. Pe de o parte, blocul CPU transferă căldura în fluid, crescând temperatura, iar pe de altă parte, radiatorul elimină această căldură prin canalele sale și aripioarele scăldate într-un flux de aer generat de ventilatoare. Fluxul laminar: fluidele au două tipuri de regim de mișcare, laminar și turbulent. În acest caz, se urmărește întotdeauna ca fluxul să fie laminar, mai ordonat și să poată absorbi mai multă căldură prin convecție.

Măsurători și mărimi

După fundamentele operației, este convenabil să știm care sunt mărimile pe care ar trebui să le cunoaștem despre componentele răcirii cu lichid. La fel ca în cazul ventilatoarelor sau a radiativelor, vor exista componente din ce în ce mai puțin bune.

• Zgomot: pompa este un element care are un motor, astfel încât va genera și zgomot atunci când funcționează. Se măsoară în dBA. RPM: Ca și fanii, o pompă va avea anumite rotații pe minut. În plus, au întotdeauna control PWM sau analogic. Debit: debitul de lichid este măsurat în L / h (litri pe oră), cu cât aceasta este mai mare, cu atât va avea mai multă capacitate de răcire a sistemului. Presiune: presiunea este forța exercitată de lichid pe pereții tuburilor și a componentelor de disipare. Se măsoară în bare (bare) Înălțimea de pompare: în sistemele personalizate, un parametru important al pompei va fi înălțimea maximă la care poate fi pompat fluidul. În acest fel, putem monta sistemul și să ne asigurăm că lichidul ajunge în zonele cele mai înalte.Area și formatul radiatorului: capacitatea de răcire a unui calorifer este determinată de suprafața maximă pe care o acoperă, atât în ​​grosime cât și în lungime și lățime. Se măsoară în m ², și cu cât, cu atât mai bine, desigur. Conductivitate: toate componentele, fie ele fluide sau blocate, au conectivitate termică, care este capacitatea lor de a transporta căldura fără rezistență. Se măsoară în W / m * K (Watt pe metru Kelvin). Ideea este că această conductivitate este cea mai înaltă posibilă în fiecare element. Parametrii tipici ai ventilatoarelor: printre parametrii tipici ai ventilatoarelor avem presiunea statică, măsurată în mmH2O și debitul de aer, măsurată în FCM. Avem toate aceste informații în articolul fanilor: tot ce trebuie să știți.

Tipuri de răcire cu lichide

Pe piață putem găsi în principal două tipuri de răcire a lichidului, sisteme all-in-one și sisteme personalizate.

Sistemele All-in-One sau AIO sunt practic circuite care sunt deja complet asamblate de producător cu tot ceea ce este necesar pentru instalare și funcționare. În general, sunt mult mai ieftine decât următoarele, pe care le vom vedea, deși vor putea răci procesorul doar datorită unui singur bloc cu o pompă integrată, a unui calorifer și a tuburilor sale instalate într-un mod fix și a fluidului deja introdus.

Al doilea tip de refrigerare lichidă este personalizat sau personalizat, care, eliminând, vom înțelege că va trebui să îl asamblăm noi singuri bucată cu bucată. În ele, componentele vin toate separat și în cantitatea pe care am comandat-o. De exemplu, 3 metri de tub, două blocuri reci, un rezervor, două radiatoare etc. În acest fel, circuitul se adaptează perfect șasiului nostru, cu componentele pe care dorim să le răcorim și cu designul pe care îl considerăm adecvat. Aceste sisteme personalizate oferă blocuri pentru a răci chiar memorii RAM VR sau hard disk-uri.

Există încă o a treia metodă de răcire cu lichid, care este imersiunea. Aici, ceea ce se face este să scufundați toate componentele electronice într-un recipient cu un fluid care nu este conductor de electricitate. Aceste fluide sunt în general uleiuri, care nu au conductivitate electrică. În ele, un sistem de pompare menține lichidul în mișcare, astfel încât convecția este mai eficientă.

Componentele răcirii cu lichid

Să aruncăm o privire mai atentă asupra diferitelor componente implicate în răcirea cu lichide. În general, toate sistemele se bazează pe aceleași componente, deși putem vedea anumite variante sau un număr mai mare dintre unele.

Lichidul de răcire

Lichidul de răcire este elementul responsabil cu transportul energiei termice de la componente la calorifer. În mod normal, trebuie să se utilizeze un fluid cu o conductibilitate bună și o vâscozitate medie pentru a evita fluxul turbulent. Cel mai distins producător de lichide de răcire este Mayhems, care are o gamă largă de lichide pentru refrigerare personalizată, deși furnizează și alte mărci, precum Corsair cu Hydro X.

Cele mai utilizate fluide sunt obținute în mod normal din etilen glicol sau pur și simplu glicol. Acesta este un compus chimic organic format din oxid de etilenă, deci este cu siguranță toxic. Este prezentată cu o vâscozitate mai mare decât apa, fiind incoloră și inodoră, motiv pentru care sunt adăugați în mod normal aditivi de culoare pentru a ajuta la diferențierea acesteia de apă. Acest compus este amestecat cu apă distilată sau alte suplimente pentru a forma amestecul și având un punct de fierbere de 197 ° C îl face ideal pentru lichidul de răcire, mașina sau aceste sisteme pe care le vedem.

Cu toate acestea, în sistemele în unul, lichidul utilizat în mod normal este apa distilată sau apa pură, care are performanțe termice bune și nu este conductivă electric.

Pompă și rezervor

Pompa este elementul care face ca lichidul să se miște pe întregul circuit, dacă nu ar fi posibil să fie transportat căldura de la componentele electronice la calorifer. În toate sistemele integrală, această pompă este amplasată în mod direct în blocul rece, pentru a simplifica circuitul și a optimiza spațiul ocupat. În aceste sisteme, schimbarea fluidului este ceva mai complicată, deoarece trebuie să purjăm bine sistemul, astfel încât să nu existe aer din interior care să agraveze circulația.

Pe de altă parte, în sistemele personalizate atenuează această problemă de purjare a sistemului prin intermediul unui rezervor care integrează pompa. Să spunem că este ca rezervorul de expansiune al automobilelor, un element care conține o cantitate mare de lichid la presiunea mediului în care cade de sus și de jos, o pompă o pune din nou în mișcare. Acest lucru împiedică, de asemenea, circuitul să crească în presiune datorită expansiunii fluidului din cauza temperaturii.

Pe piață avem practic două tipuri de pompe pentru refrigerare: D5 și DDC cu diferite variante. Pompele D5 sunt în general mai mari, deși sistemul de rotire a motorului este în esență același pe ambele. Motor cu axa care se sprijină pe baza unde se rotește, care au magneții care sunt obligați să se rotească de înfășurări sau bobine plasate într-o cameră independentă, astfel încât să nu se ude.

Fiind mai mari, D5 au un debit mai mare și o voce mai mică, deși presiunea fluidului este mai mică. Aceste pompe sunt utilizate de obicei în rezervoarele personalizate ale sistemului. În schimb, DDC-uri cu pompe mai mici, mai compacte, care mișcă fluidul la presiune mai mare. DDC-urile sunt utilizate de obicei pentru sisteme unice în unul construit pe blocul rece.

Blocuri reci

Blocurile reci sau plăcile de răcire sunt elementele care sunt instalate direct pe componentele electronice care urmează să fie răcite. Aceste blocuri pot avea forme și designuri foarte diferite, deși este o constantă că sunt realizate din cupru sau aluminiu. Sunt cele două metale cele mai utilizate pe scară largă, primul cu o conductivitate cuprinsă între 372 și 385 W / mK în funcție de puritatea sa, iar al doilea cu 237 W / mK. Evident, cu cât conductibilitatea este mai mare, cu atât va fi o alegere mai bună, astfel că este evident că cuprul este cea mai bună opțiune în lungime, deoarece este depășit doar de argint și compuși mai scumpi de fabricat.

Aceste blocuri au o bază solidă care face contact cu IHS-ul CPU sau GPU, în timp ce în interior, un număr mare de canale trec lichidul prin metal pentru a colecta căldura. Blocurile sistemelor all-in-one sunt ceva mai complexe, deoarece acestea integrează pompa acolo. În plus, unii dintre ei au chiar aripioare și ventilatoare pentru a îndepărta o parte din căldură deja direct de la baza însăși, atenuând astfel munca pe care trebuie să o facă radiatorul.

Lucrul bun este că producătorii pun la dispoziția utilizatorilor blocuri compatibile cu memoria RAM, cu VRM-urile plăcilor de bază, de exemplu, Asus Maximus XI Formula sau pentru unitățile de stocare SSD sau HDD. Posibilitățile sunt enorme.

Pasta termica

Dar, desigur, între procesor și bloc trebuie să existe o componentă care îmbunătățește transferul de căldură, iar aceasta va fi pasta termică. Funcționarea, aplicația și caracteristicile sale vor fi exact aceleași ca în termosatenele normale, îmbunătățind contactul dintre bloc și procesor.

radiator

Radiatorul sau schimbătorul este componenta responsabilă de trimiterea căldurii care transportă lichidul în mediu. Funcționarea sa este exact aceeași ca orice alt calorifer auto sau aer condiționat, este o suprafață mare întotdeauna construită în aluminiu prevăzută cu un număr mare de canale prin care circulă apa caldă sub formă de bobină. La rândul lor, aceste canale sunt legate între ele printr-un sistem foarte dens de aripioare subțire de aluminiu care distribuie căldura pe toată suprafața.

Un radiator nu poate funcționa corect fără un sistem de ventilație forțată, astfel încât ventilatoarele sunt instalate pe suprafața sa pentru a genera un curent de aer perpendicular pe aripioarele care colectează căldura prin convecție. În esență, două schimburi de convecție apă-metal-aer sunt implicate într-un radiator.

Radiatoarele utilizate în sistemele de răcire cu lichid pentru PC au aproape întotdeauna o dimensiune standardizată, cu o lățime de 120 sau 140 mm și lungimi diferite în funcție de numărul de ventilatoare pe care le vom încadra. Poate fi de 120, 140, 240, 280, 360 sau 420 mm pentru 1, 2 sau 3 fani de 120 mm sau 140 mm. De asemenea, toate-în-cele au o grosime standard de 25-27 mm, în timp ce în sistemele personalizate avem blocuri care chiar depășesc 60 mm pentru configurații extreme.

fani

Ventilatoarele sunt responsabile de furnizarea curentului de aer necesar pentru răcirea fluidului care trece prin calorifer. Pentru ei, avem deja un articol în care explicăm într-un mod foarte detaliat cum funcționează. Aici, cu ce trebuie să rămânem este dimensiunile sale, deoarece le găsim pe cele de 140 mm și pe cele de 120 mm.

În funcție de capacitatea șasiului nostru și a caloriferului, vom monta unul sau altul. Bineînțeles că toate sistemele AIO le includ deja pe cele necesare, dar putem totuși face o configurație suplimentară numită Push și Pull. Aceasta constă în plasarea ventilatoarelor pe ambele părți ale caloriferului, unii vor împinge aerul spre el, iar ceilalți îl vor colecta și expulza cu o viteză mai mare. Chiar nu dublează debitul, deși pentru caloriferele groase ar putea merita să le faci.

tuburi

Partea importantă a unui sistem de răcire cu lichid va fi tuburile, cum am putea obține lichidul dintr-un loc în altul fără ele? Tuburile, ca și alte componente, au de obicei o secțiune standard care este de 10 mm (3/8 inch) sau 13 mm (1/2 inch) pentru tuburi flexibile și 10 sau 14 mm pentru tuburi rigide.

În cazul sistemelor AIO, nu trebuie să ne preocupăm excesiv de ele, deoarece au între 40 și 70 cm lungime și sunt complet asamblate în sistem. Acestea sunt aproape întotdeauna confecționate din cauciuc și acoperite cu plasă textilă sau din nylon pentru a le întări. Acest lucru le va permite să fie manipulate în siguranță, fără îndoire sau despicare.

Ceva diferit sunt cele ale sistemelor personalizate, deoarece pentru început va trebui să le cumpărăm separat și cu secțiunea interioară și exterioară compatibilă cu restul elementelor de îmbinare. Avem pe de o parte tuburile flexibile, care sunt de obicei din clorură de polivinil (PVC). Dacă avantajul este că sunt flexibile și ușor de instalat, deoarece se adaptează destul de bine la situația hardware-ului, deși atenție, pentru că se pliază foarte ușor. Pe de altă parte, avem tuburi rigide construite și din PVC sau polimetilmetacrilat, un compus termoplastic pe care va trebui să îl încălzim pentru a-i da forma corespunzătoare. Cu acestea din urmă, rezultatul asamblărilor este spectaculos.

Fitinguri și elemente de conectare

Și nu în ultimul rând, avem elementele de îmbinare care sunt utilizate doar pentru sisteme personalizate. AIO-urile vin deja cu tot ce este instalat, iar îmbinările sunt de obicei realizate prin presiune sau cu mânecile care nu pot fi îndepărtate.

În schimb, pentru a monta celălalt sistem, vom avea nevoie de fitinguri sau uniuni sub formă de coate, mânecile sau divizoare pentru a se alătura pieselor din. Aceste elemente de îmbinare sunt realizate în mod normal din alamă, un aliaj de cupru și zinc rezistent la apă și o bună rezistență la coroziune. De asemenea, le putem găsi direct în aluminiu sau cupru, și dacă sunt de o calitate extremă, în oțel inoxidabil.

Sistem de iluminare RGB

Și, desigur, într-un sistem de răcire cu lichide, prezența iluminatului RGB trebuie să fie o prioritate, deoarece computerul nostru este spectaculos. De fapt, tot mai multe sisteme includ ventilatoare RGB și, de asemenea, LED-uri pe blocul pompei. Și să nu vorbim despre cele personalizate, de exemplu Corsair Hydro X, care are RGB în toate blocurile sale de răcire, în rezervor și în ventilatoare.

Majoritatea sunt gestionabile direct prin software sau sunt altfel compatibile cu tehnologiile de iluminare de pe placa de bază, de exemplu Asus AURA Sync, MSI Mystic Light, Gigabyte RGB Fusion sau ASRock Polychrome.

Instalarea unui răcire lichidă

În cazul acestor sisteme, decizia nu este la fel de simplă ca cea a chiuvetelor de aer, deoarece mai mulți factori influențează tipul de priză pentru care este destinat. În orice caz, pașii de făcut sunt diferiți dacă este vorba despre un AIO sau un sistem personalizat.

AIO

În totul-în-cele, sarcina va fi destul de simplă, deoarece sistemul vine complet asamblat din fabrică și trebuie doar să asigurăm compatibilitatea cu locul pentru care este destinat. Acestea sunt factorii de luat în considerare:

• Socket CPU: Evident avem nevoie de un bloc compatibil cu echipamentele noastre, deși practic toate oferă întreaga gamă de suport, pentru AMD și Intel. Doar Threadrippers sunt lăsați de obicei pe sisteme mai ieftine, dacă avem unul dintre acestea, trebuie să respectăm specificațiile sale. Compatibilitatea șasiului: având un radiator, avem nevoie de suficient spațiu pe șasiu pentru a-l pune. Aici este important să vedeți dacă acceptă o astfel de montare. Ce trebuie să fie în mod normal 240 sau 360 mm cu o grosime minimă de 50 mm fiind ventilator + radiator

Și adevărul este că puțin mai mult, dacă este ceva, pentru a vedea dacă placa noastră are antete de iluminare pentru a conecta fanii.

Refrigerare personalizată

Aceasta este deja o altă problemă, deoarece trebuie să asamblăm complet sistemul. În ceea ce privește cele menționate mai sus pentru AIO, suntem în aceleași condiții, deși, desigur, trebuie să asistăm la compatibilitatea cu alte componente. Există blocuri reci pentru diferite GPU-uri, de exemplu, Nvidia RTX, GTX etc. și unul dintre aceste sisteme de asigurare pe care urmează să le implementăm și la noi. Va fi foarte important să știm dacă sistemul în cauză are blocuri compatibile cu GPU-ul nostru. Pentru modelele de referință, acestea sunt aproape întotdeauna disponibile, dar pentru plăcile grafice asamblate de mărci este mai complicat.

Un alt factor important va fi alegerea șasiului, deoarece nu toate permit instalarea rezervoarelor de pompare. În mod similar, tuburile flexibile sunt mai ușor de instalat și mai versatile, dar tuburile rigide dau un aspect spectaculos.

În sfârșit, trebuie să studiem modul în care urmează să proiectăm circuitul și există mai multe moduri care pot fi considerate standard:

Pompa apa rece:

Personal este cea care ne place cel mai mult. Schema de circuite care va fi folosită va fi Pump -> CPU + GPU Block -> Radiator -> Tank -> Pump. În acest fel, apa ajunge în rezervor cât se poate de rece după ce trece prin calorifer pentru a împiedica apariția acestuia, dacă este transparentă și RGB. În plus, trece prin blocuri cu o presiune mai mare, astfel încât eficiența sa va fi mai bună.

Pompa apa calda:

Acest sistem are o pompă -> Radiator -> Bloc CPU / GPU -> Rezervor -> Buclă pompă. Ceea ce este bun este că o parte din căldură este disipativă în rezervor în sine, dar răul este că la trecerea prin circuitul caloriferului pierde presiune. De asemenea, căldura va înălța rezervorul și dacă sunt temperaturi ridicate, am putea avea probleme.

Sistem cu două etape:

În această configurație, introducem un al doilea calorifer în circuit, indiferent de configurația aleasă. Acest lucru poate fi plasat între blocurile CPU și GPU sau poate fi consecutiv cu primul calorifer.

întreținere

Aceste sisteme necesită, în principiu, aceeași întreținere ca și celelalte componente. Deși se adaugă un factor important, cum ar fi lichidul, care inevitabil se elimină fie AIO, fie Custom.

În primul caz, este un sistem total închis, deci, în principiu, acesta ar trebui să rămână neschimbat, dar în unele sisteme poate fi necesar să fie completat după câțiva ani, 1, 2 sau 3. Vom observa acest lucru datorită creșterii temperaturilor în componente care trebuie răcite sau zgomot în pompă.

În sistemele personalizate, fluidul trebuie schimbat mai frecvent, 1 sau 2 ani.

Avantajele și dezavantajele sistemelor de răcire cu lichide

Pentru a termina, să vedem care sunt avantajele și dezavantajele pe care ni le oferă aceste sisteme de răcire în comparație cu chiuvetele tradiționale de aer.

avantaje:

• Sistem mai eficient pentru răcirea componentelor.Orientat la configurații cu capacitate de overclocking și componente de înaltă performanță.Mai curățat și cu mai puțin spațiu ocupat pe placă.Dacă au ventilatoarele de pe placă, componentele devin mai puțin murdare. Este posibil să răciți nu numai procesorul, ci și GPU și chiar hard disk-uri, VRM și RAM dacă placa este compatibilă Instalare ușoară pentru AIOM-uri O estetică și o capacitate de personalizare mai bună Adaptabil complet nevoilor utilizatorului

dezavantaje:

• Sunt mai scumpe decât radiativele Avem nevoie de un șasiu compatibil Introducerea lichidului activează riscul de scurgeri

Concluzie și ghid pentru cea mai bună răcire lichidă

Credem că nu am lăsat nimic în urmă cu privire la acest aspect, deoarece am văzut în profunzime toate elementele care compun sistemele de refrigerare, precum și fundamentele lor de funcționare. Vă lăsăm acum cu ghidul nostru asupra celor mai bune lichide pe care le putem găsi pe piață.

Ghid pentru cele mai bune radiative, ventilatoare și răcire lichidă pentru computer

Ați folosit vreodată refrigerare lichidă? Crezi că merită? AIO sau personalizat?