Изготовление системы водяного охлаждения своими руками

Предисловие

Изготовители процессоров радуют нас новыми и более производительными процессорами, которые требуют более мощных блоков питания и более «шумных» систем охлаждения. Желание иметь мощный процессор, наверное, свойственно каждому пользователю, однако шум связанный с этой мощью совсем не радует слух.

Поэтому вопрос борьбы с шумом становится более актуальным. На сегодняшний день помимо ставшего уже классическим воздушного охлаждения существуют еще «фреонки», охлаждение жидким азотом, пассивное охлаждение, водяные системы охлаждения. Первые используются для охлаждения до отрицательных температур и не отличаются бесшумностью; пассивные системы охлаждения обеспечивают приемлемые температуры при работе в штатных режимах и практически полную тишину, но подобные системы отличаются внушительными размерами. Что же касается СВО (систем водяного охлаждения), то они обеспечивают достаточно низкие температуры в штанных режимах работы. Эти температуры являются более низкими по сравнению с температурами при воздушном охлаждении при «умеренном» разгоне, а шум производимый помпой незначителен.

Сформулирую требования к проектируемой системе охлаждения:

1. низкий уровень шума (тишина должна быть!!!);

2. эффективное охлаждение компонентов с повышенным тепловыделением; достаточное для умеренного разгона;

3. минимальная стоимость.

На мой взгляд, выдвинутым требованиям лучше всего удовлетворяет СВО.

Рассмотрим источники шума в корпусе стандартного системного блока. Прежде всего, внимание привлекают процессорный кулер, корпусные вентиляторы, вентилятор активного охлаждения северного моста, вентилятор видеокарты и блок питания. Распределим по степени шума все указанные вентиляторы (в моем корпусе :) ):

1. блок питания;

2. северный мост;

3. корпусные вентиляторы;

4. процессор;

5. видеокарта.

Практические испытания показали, что видеокарта (Radeon 9550) прекрасно может обходиться без вентилятора как в штатном, так и в разогнанном режимах. Шум от корпусных вентиляторов устраняется понижением питающего напряжения. Оставшиеся источники шума придется «лечить» водоблоками.

Начинаем!

Начать я решил с блока питания. Блок питания Thermaltake W0009 420W. Без верхней крышки он выглядит так:

На рисунке хорошо видны два алюминиевых радиатора, охлаждающие силовые транзисторы и диоды. Я видел два варианта расположения водоблоков. В первом случае водоблок был размещен над нижней крышкой корпуса блока питания. Этот вариант мне не понравился тем, что для водоблока требовалась большая медная пластина, а силовые элементы необходимо было выносить на водоблок и проводами соединять с платой. Второй вариант заключался в замене стандартных алюминиевых радиаторов на такие же по размерам водоблоки. Достоинства этого способа заключаются в том, что медные пластины должны быть меньшего размера а силовые элементы остаются на своих местах. Эскиз водоблока представлен ниже:

Изготовить водоблок было решено из медных пластин, а ребра лабиринта и водоблока из полосок, припаянных к основанию.

Вот так выглядит все необходимое для изготовления двух водоблоков.

А вот так выглядят готовые водоблоки. Пайка ребер и крышек производилась при помощи кухонной печки, газовой горелки и паяльника. В качестве припоя использовалось обыкновенное олово.

Следующий этап – изготовление процессорного водоблока. Его я решил изготовить из радиатора кулера Titan.

Из рисунка видно, что к медному основанию припаяны ребра. Стандартное крепление я решил удалить и закрепить будущий водоблок с помощью болтов. Прежде всего, с обоих краев радиатора я удалил по два ребра, получив место для крышки из оргстекла. Вид радиатора сбоку до модификации показан на рисунке красным пунктиром. После небольшой доработки он приобрел форму, показанную черной сплошной линией.

Затем я удалил часть ребер с обоих торцов радиатора, как показано на рисунке ниже.

Все ребра или фрагменты ребер, показанные красным пунктиром, были удалены. Надписи «вход» и «выход» соответствуют отверстиям в крышке водоблока, через которые в водоблок поступает и выходит жидкость. В сборе процессорный водоблок выглядит так:

Отверстия в крышке из оргстекла предназначены для крепления водоблока к материнской плате через крепежные отверстия, расположенные вокруг процессорного сокета. Известно, что обработка основания водоблока играет большую роль в теплопередаче, поэтому его дно было подвергнуто шлифовке. Результат показан ниже.

На этом этапе изготовление водоблоков было приостановлено ввиду отсутствия необходимых материалов. Без водоблока остался лишь северный мост. Путем практических испытаний выяснилось, что северный мост может обходиться стандартным радиатором без активного охлаждения. Поэтому, было принято решение начать испытания сконструированных водоблоков без водоблока для северного моста.

Прежде чем проводить испытания, необходимо было позаботиться об остальных компонентах СВО. Сердцем любой СВО является помпа. На любой страничке, посвященной компьютерному железу, можно наткнуться на обсуждение и рекомендации определенных наименований помп. Перелопатив горы виртуальных страниц различных форумов, я остановил свой взгляд на LifeTech AP2800. Это погружная аквариумная помпа производительностью 1800 литров в час.

Другой немаловажный компонент – радиатор. Из тех же форумов я выяснил, что многие используют радиаторы от печек автомобилей. На рынке мне удалось приобрести радиатор от печки автомобиля «Москвич 2141». Соединительные трубки и хомуты были куплены там же, где и радиатор. Еще одна немаловажная деталь СВО – расширительный бачок. Изначально я хотел найти стеклянный аквариум небольших размеров, однако настолько маленьких аквариумов в продаже не обнаружилось, поэтому я решил склеить бачок из оргстекла. Бачок с помпой изображены ниже.

Испытательный стенд выглядит следующим образом:

Во время испытаний водоблоки для блока питания дали течь. После устранения недостатков конструкции, путем тщательной пропайки соединительных швов, испытания возобновлялись, и наконец, после 6 дней работы «без единой капли :)» водоблоки были признаны годными и можно было приступать к следующему этапу – сборке. Сборка водоблоков для блока питания свелась к необходимости отпаять от платы силовые элементы и закреплению их на водоблоки.

Так это выглядело у меня. Для предотвращения замыкания силовых элементов между собой, я воспользовался теми же изолирующими прокладками, что были на алюминиевых радиаторах. В качестве термоинтерфейса использовалась паста КПТ8. Водоблоки, встроенные в блок питания вместо стандартных радиаторов, выглядят так:

Выходные шланги я вывел через заднюю крышку, а входные через дно корпуса.

Для того, чтобы вставить блок питания в корпус, пришлось разобрать его полностью; только после этого блок питания удалось вернуть на «свое место».

Процессорный водоблок был закреплен на материнской плате, которая затем была помещена в корпус.

После окончательной сборки всех компонентов системный блок стал выглядеть следующим образом.

Использование СВО подтолкнуло меня к мысли отказаться от всех оставшихся вентиляторов (напомню что это были корпусные вентиляторы с пониженным напряжением питания), но после остановки всех вентиляторов и продолжительной работы системного блока, температура винчестеров поднялась до критических значений. Температура мосфетов, за которую я переживал больше всего, осталась в приемлемых пределах. В итоге было решено оставить корпусные вентиляторы.

Еще один момент, о котором стоит упомянуть – шум, издаваемый помпой. В процессе испытаний этот шум казался незначительным, но после сборки и пуска СВО мне пришлось переоценить уровень шума, издаваемого помпой. Через несколько часов работы за компьютером, этот шум казался не таким уж тихим и начинал раздражать. Для устранения возмущающего фактора я решил обклеить расширительный бачок звукопоглощающим материалом. Вот что из этого вышло.

После этой процедуры шум практически исчез. Собранный моддинговый компьютер в темноте выглядит так:

Сборка и проверка наконец-то закончена, теперь можно приступить к тестам.