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無線電子工学および電気工学の百科事典 パソコン用の水冷システム。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
最近、コンピュータのコンポーネントは高温になっており、コンポーネントを冷却するためにより効率的な冷却システムを使用する必要があります。 従来の空冷システムは信頼性、シンプルさ、低コストにもかかわらず、空気の熱伝導率が低いため、大量の空気流によって発生する騒音は言うまでもなく、冷却には最適なソリューションではありません。 最新のクーラーはかなりの騒音を発し、効率は許容範囲内になりますが、必ずしも十分であるとは限りません。 最近、水冷システムがますます普及しています。 このようなアイデアを皮肉に見る人のために、この方法が自動車業界で使用されるのは無駄ではないと言います;エンジンが弱いにもかかわらず、冷却に対処できなかった悪名高い空冷コサックを思い出してください。 。 水は空気よりもはるかに効率的に熱を除去するため、水システムは空気システムよりもはるかに効率的です。 私が水冷を作ろうと思ったきっかけは、パソコンの騒音でした。 まず、私は夜に仕事をしているのですが、コンピューターがベッドの横にあるため、妻の睡眠を妨げてしまいます。 第二に、騒音に長時間さらされること（私は一日に 12 時間以上コンピューターの前に座っています）は、私の健康に最良の影響を与えません。 第三に、標準的な冷却手段を使用してシステムをオーバークロックすることは困難です (ビデオ処理には強力なシステムが必要です)。 現在、インターネット上には、大手メーカーの既製システムや自家製冷却システム (通常、自家製システムの方が効率的です) に関する資料が数多く掲載されています。 私は同じことを繰り返して水冷システムのレビューをもう一度行うつもりはありません (使用したリンクにそれらを示します)。私の経験に基づいて、私の設計を美しく詳細に説明しようとします。 私の設計のモデルを使用して、水冷システムの主要コンポーネントを見てみましょう。
水はポンプ(3)によりホースを介してウォーターブロック(5,6,7、2、1)に供給され、ウォーターブロックの流路を通って熱を吸収し、ラジエーター(4)に供給されます。ファンブロック (3200) によって吹き飛ばされます。 これにより、熱が筐体の外部に強制的に排出される。 膨張タンク (1.5) は、システム内の空気の存在を防ぎ、システム内の冷却剤 (水) の量を増やし、それによってシステムの慣性を増加させ、タンク内の水がポンプを冷却します。 私たちの場合、プロセッサーは常にフル負荷で動作するとは限らないため、この場合のシステムの慣性は大きなプラスにすぎません。 稼働中、システムはスムーズに加熱され、プロセッサーがアイドル状態の間、水は冷却される時間があります。 このルールは常に機能するとは限らないことに注意してください。たとえば、私の 7 プロセッサでは、プロセッサの負荷が 100% であるときに、XNUMX 時間のビデオが XNUMX 時間以内にエンコードされます。 ファンユニット ラジエーターを冷却するように設計されています。 12 つのファンのブロックを見ると、人々はすぐにシステムの静音性に疑問を抱きます。 実際には、すべてのファンは抵抗を介してオンになります。または、5 V ではなく 7 V (一部のファンはうまく始動しない場合があります) または 3 V でオンにすることもできます。最低速度では、ファンの音がまったく聞こえません。 12 番目のバージョンでは、20 ポジション スイッチを取り付けました。最初のポジションは +2 V (全回転)、25 番目のポジションは 2 オーム 4 W の抵抗器を介し、1 番目のポジションは 2 つの XNUMX オーム XNUMX W をそれぞれ直列 (XNUMX W) に接続しました。 これにより、夏の暑い中で長時間コンピューターに負荷をかけているときに、ファンを高速でオンにすることが可能になりました。 早速予約させていただきます。各モードでプロセッサー温度が XNUMX 度、水温が XNUMX 度低下/上昇しました。 違いは無視できますが、最大モードの騒音は十分ですが、非常に暑い場合は、それを選択することもできます。
ファンユニットのハウジングが何でできているか推測してください。 プラスチック定規から！ 安価で、ジクロロエタンでよく接着しました。 ファンブロックには12Vを出力する必要があったため、ポンプ起動リレーを内蔵しました(写真)。 ラジエーター 空気に熱を伝えて水を冷やします。 私の意見では、ラジエーターの場所はシステムユニットの上部にあります。 内部では、すでに暖かい空気によって冷却することができず（そのようなシステムの効率は周囲温度に大きく依存します）、下からの換気が悪く、側面には独立した空気の流れが形成されず、非常に不安定です。別箱に入れるのが面倒。 ラジエーターの材質によると、銅は熱をよく伝導しますが、熱を放出しにくいため、この点ではアルミニウムの方が優れているはずですが、実際にはテストしませんでした。すぐにアルミニウムを購入しました。さらに、安かったです。 VAZ-2101 のヒーター ラジエーターは奇跡的に InWin 本体の幅に適合し、さらに、出口/入口パイプのプラスチック ファスナーに取り付け用のネジが非常に迅速かつきれいに切断されました。 私はそれをケーシングに入れませんでした。そのほうが通気性が良くなります。底に接着したのは多孔質ゴムのストリップだけでした。これにより、ラジエーターがボディの上に持ち上げられ、より良い空気の流れが生まれました。 美観を損なうことはありませんが、掃除機でホコリを吸い取るのに非常に便利です:)。 フィルターを取り付ける必要があります。彼らは、普通の女性のタイツが良い効果を与えると言います - 彼らが言うように、安くて陽気です。 ウォーターポンプ 冷却システム全体の中心となるのは、水を送り出すウォーター ポンプです。
水冷システムの信頼性は水冷システムにのみ依存します。 最も一般的に使用される水中水族館ポンプは中容量のもので、最も安価で最も一般的です。 欠点は、電源が 220V であること、振動が大きいこと、水温が 35 ℃までに制限されていることです。 oC. 水族館のポンプの信頼性が低いという噂はフィクションであり、単に不注意なメーカーが製造した低品質のポンプが存在するだけです。 良いポンプを選ぶのは問題ですが、ブランドのものは高価で、入手も簡単ではありません。 たとえば、私たちの街全体には安価なポーランド製のAquaELが散らばっていますが、それらについてのレビューはあまり良くなく、その特性は奇妙です。 ドイツの IHEIM ポンプが最高だと考えられていますが、非常に高価です。 ポンプの主な特徴は、生産性 (リットル/時間) と水の上昇高さ (メートル) です。 生産性は水位の上昇レベルに大きく依存します (特性は上昇を考慮せずに生産性を示します)。たとえば、水位が 700 l/h は 300cm では 30 l/h になり、さらに悪化します。 通常の冷却の場合、組み立てられたシステムの容量は 150 l/h で十分です (システム内のすべてのコンポーネントによりポンプの性能が低下します)。 実験のために、私は安価な中国製 RESUN、モデル SP-1200、容量 700 l/h、揚水高さ 0,8 m、電力 12W、寸法 130x52x109 を購入しました。 浴室のポンプの性能を確認したので、中国語の言葉の真実性を確信しました:) 強力なポンプを追いかけるべきではありません。ポンプが大きいほど、タンク内の水をより加熱します。 私のInwin A500の場合、水位上昇は35cmでした。 拡張タンク 冷蔵庫用に2.5リットルの容器を購入しました。 ケースの底部にぴったりと収まり、ハードドライブにも干渉しません。 寸法は175x175x125です。
まず、蓋を変更する必要があります。注入口とコード用の穴を作ります。 注入口はビタミン剤のペットボトルの上部を、コードは薬瓶のゴム栓を作りました。 水抜き穴があるのも良いですね。 次に、容器の本体に取り付け用の穴を開けますが、これを行うには、ツールを火の上で加熱することをお勧めします。 継手は内側からナットで固定され、両面にシーラントが塗布されています。 シーリング材について少し。 配管用の透明なシリコーン シーラントは最良の選択肢ではないことが判明しました。白色で不透明で、接着特性がはるかに優れ、弾力性があり、強度が高い自動車用シーラントを使用することをお勧めします。 ポンプは発泡ゴムの厚い層で壁から保護するか、吊り下げる必要があります。そうしないと、ポンプからの振動で言葉では言い表せないほどの感情を引き起こすでしょう。」
ポンプと継手を太いシリコンチューブで接続する最初の実験の後、私は混乱しました。 ポンプの作動音は不気味で、容器全体が振動し、振動は本体にしっかりと取り付けられた金具との接続部からしか伝わりませんでした。 ポンプとフィッティングの間のソフトカップリングのソリューションを探す必要がありました。 1,5 番目の実験は、浣腸をインターフェースとして使用して実行されました。浣腸の体積により、ハム音の一部を生成するポンプから発せられる水流の振動をなんとか減衰させることができました。 結果はかなり良くなりましたが、この構造を完全に固定することができず、しかもコンテナにほとんど収まりませんでした。 2 番目の実験は、デザインと静音性の組み合わせという点でより成功しました。 箱の中のマザーボードの下に敷くような白い発泡素材を使って30層のチューブを作り、モーメント接着剤で接着し、継ぎ目をシーラントで密閉しました。 しかし、素材の厚さにより、デザインはまだ少し硬めに感じられました。 次に、同じ材料を使用しましたが、より薄いだけです（さまざまなデバイスがパッケージされています）。 XNUMX層に接着することにより、非常に柔らかく柔軟性のあるチューブが得られました。 動作中のノイズは消え、かすかに聞こえるハム音が残りました。 勝利でした！ :) しかし、長くは続きませんでした:( XNUMX分間作業した後、素材が水中で少し伸びたため、チューブが外れてしまいました。チューブの両側にクランプを使用する必要がありましたが、水中で錆びる可能性があるため、完全に充填しました設計は信頼できるものであることが判明し、すでにXNUMX年が経ち、すべてが時計仕掛けのように機能しています。 リザーバー内の液体。 原則として、蒸留水が注入されますが、通常の水で満たすとすぐにブルームが発生し、システム内のすべてのコンポーネントがプラークで覆われているため効果的に機能しなくなり、通常はポンプが故障します。 安全を期すために、蒸留水にウォッカ、アルコール、または車の冷却剤（最良の選択肢）を加えることもできます。 実際のところ、不凍液はアルミニウムと銅に対して中性であり、そのような液体を使用するとシステム内でこれら 1 つの金属を組み合わせることができ、通常の水とそれらはガルバニックカップルを形成します。 人々は最適な比率は3:1であると主張していますが、私は4:2 - 0.5リットルの水と7リットルの輸入不凍液を手に入れました。 プロセッサーのウォーターブロックに銅とアルミニウムの両方を使用したにもかかわらず、5 か月の稼働後、システムはきれいなままです。 そして、実験の開始時にシステムは普通の水で満たされていましたが、100週間以内にシステム内のすべてがぬるぬるしたコーティングで覆われました。 不凍液を入れる場合は漏れに注意が必要です。 オーバーホール後、XNUMX% 負荷で XNUMX 時間後にプロセッサーのウォーターブロックが漏れました。 洗って乾燥させた後、ビデオカードが起動しなくなり、ウォッカで洗っても効果がなかったので、新しいものを購入する必要がありました。 そして一週間後、奇跡的に動き始めました。 ああ...、まだ新しいのを買いたかった:) ウォーターブロック ウォーターブロックはシステムの作業ツールです。 おそらく、システム内で製造するのが最も難しい部分です。 一般に、熱をチップから冷却剤 (水) に素早く伝達するために、最も熱伝導性の高い材料で作られています。 熱伝導率が最も高い材料の中で最も安価なものは銅です。 シルバーはわずかに優れており、アルミニウムはXNUMX倍悪いです。 このサイズの銅インゴットを見つけることは、多くの人にとって非常に困難な作業です。 私も素材探しにかなり苦労しましたが、ちなみに一番時間がかかりました。 ところが、システムのすべてのコンポーネントが豊富に見つかる場所を見つけました。ここは、私たちが呼ぶところの「奇跡の場」、または昔から眠っているものを販売するフリーマーケットです。 ウォーターブロックには非常に多くのデザインオプションがあります。 インターネット上では、最も効果的な設計に関する会議のスレッドが XNUMX ページを超えています。 一般に、ウォーター ブロックの設計はプロセッサの温度に大きな影響を与えませんが、場合によっては数度の温度が重要になります。 システムのさまざまな部分でいくつかのオプションを試してみることに興味がありました。 「私は最高のウォーターブロックであるとは主張しません。」私は単に私が最も気に入ったデザインを選んだだけです。これらがプロジェクトの美しさです:)
プロセッサのウォーターブロック システム内で最も重要なウォーターブロック (写真の中央)。 プロセッサは最も高温のデバイスであるため、より適切な冷却が必要です。 実装には「スパイラル」タイプの設計を選択しました。冷水がブロックの中央部に入り、ベースに当たると乱流が発生し、金属からの熱の抽出が増加します。 設計には工場生産が必要で、私はCPUを搭載した機械で作りましたが、職人の中には膝の上でドリルを使って作業する人もいます。 すぐに言っておきますが、私は「鼻」に基づいたデザインは好きではないので、この種のものづくりは支持しません。 輸入レビューで XNUMX 位にランクされているもう XNUMX つのプロセッサー ウォーター ブロックを紹介します。さらに、デザインと純粋に美しさの両方で気に入っています。
中央の取り付け具の下には、いわゆるアクセル（右の写真）があり、特にブロックの中央部分への水の流れを増やします。 キットにはスロット幅の異なる 5 つのアクセラレータが含まれており、自分に最適なものを選択できます :) 素晴らしいこと、すべてが正しく行われています。さらに、ここにフロー スプリッターがあります。冷却システム全体と同じくらいのコストがかかるのは残念です : ( チップセットウォーターブロック チップセットは、システム内で最も低温のチップです。 パッシブラジエーターを使用すると、最大40〜45度まで加熱されるため、ウォーターブロックをまったく設置しないことも可能ですが、熱が本体の外側に除去されれば除去され、これにより信頼性が向上するはずですシステムの。 私はそのために最も単純なウォーターブロックを作りました;それは完全に(フィッティングを除いて)簡単かつ迅速に作られました。 厚さ 10 mm のプレキシガラスの 3 つの正方形を貼り合わせて蓋を形成します。 XNUMXつの部分では、「ヘビ」タイプの貫通トラックがドリルとヤスリを使用して作成され、もうXNUMXつの部分では、フィッティング用の留め具を備えたカバーが作成されます。 カバーは下から全周にわたってMXNUMX皿頭ネジで固定されています。 ビデオ用にそのようなブロックを作成したかったのですが、GPU温度のプレキシガラスを考えました... いつものように、すべての亀裂をシーラントでたっぷりと埋める方が良いです。 ウォーターブロック用フィッティング 鋭くする必要があるため、生産速度も制限され、構造のコストが増加します。 最適な材質は真鍮で、酸化や腐食の影響を受けにくく、ウォーターブロックの銅ベースと競合しません。 私の最初の継手はアルミニウムでできていました。非常に軽く、製造用の材料を入手しやすいため、優れています。そうでないと、その利点が失われます。 チューブ 直径 10 ～ 12 mm のシリコン チューブが自動車市場で大量に販売されています。 少なくなると、油圧抵抗が大幅に増加し、ポンプに大きな負荷がかかり、性能が低下します。 原則として、システムを内部に押し込んだ後に残るはずの空きスペースにより、それ以上の容量は許可されません。 補強されているものと無いものがあります。 強化されたものは曲げても折れないので良いのですが、厚みが2mmくらいあるので悪いです。 水が冷たいうちはクランプでチューブを継手にクランプすることを強くお勧めします。チューブはしっかりとフィットしますが、水が加熱すると水漏れが発生する可能性があるため、安全を確保する方が良いです。 ウォーターブロックの接続は、直列、並列、および並列直列にすることができます。 経験上、並列接続は具体的な利点をもたらさないことがわかっていますが、そのようなシステムにはいくつかの欠点があります。 XNUMX つ目は、追加の部品であるスプリッターが必要であることです。 第二に、分岐回路は異なる水圧抵抗と異なるレベルを持つことができます。この場合、抵抗が小さい回路では水はより大きな流れで流れ、別の回路ではより小さな流れで水が流れます。 これは必要ですか? 建設用の銅管は、配管機器を販売する建設市場で入手できます。 残念ながら、すべての配管継手の直径は 14 mm で、私には大きすぎます。 しかし、長い間探した結果、10mmのチューブを見つけることができました。 10mmのコーナーでは、すべてがより複雑であることが判明しました。私はまだそれらを見つけていませんが、それらはそこにあり、（少なくともここでは）輸入を停止しただけです。 テスト テスト構成： ボード: EPOX 8RDA3+ rev 2.0 - nForce2 プロセッサ: AMD バートン 2500 空気=24OC 標準プロセッサモード 1820MHz=2500+、Vcore=1,65V シンプル + S2Clk:
CPU 燃焼負荷:
SandraBurn-inWizardのロード"CPU演算およびCPUマルチメディアテスト：
РCPUオーバークロックモード2200MHz=3200 +、Vcore =1,8 В シンプル + S2Clk:
CPU 燃焼負荷:
SandraBurn-inWizardのロード"CPU演算およびCPUマルチメディアテスト：
実際のアプリケーションで動作するときに達成される最大温度 (Sandra の負荷結果に対応) - 45OC. 最小値、ファンが同じ負荷で最大速度で動作しているとき 40OC. 最大ファン速度での騒音は、プロセッサー温度が 5 ℃に達した 55 台の Titan CUXNUMXTB の騒音にほぼ相当します。OC. 合計から 15 を引いた値OC. ノイズを最小限に抑えて作業を行った場合、その差はすでに 20 になります。OC でしたが、CU5TB からのノイズは依然として不釣り合いに大きかったです。 出版物: cxem.net
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