Как работает водяное охлаждение компьютера

Обновлено: 03.07.2024

Является ли водяное охлаждение решением проблемы перегрева вашего ПК или лучше использовать воздушное охлаждение?

В ПК с водяным охлаждением используется вода для охлаждения компонентов. Это может показаться опасным, но это не так, если все сделано правильно. Водяное охлаждение — эффективное решение для регулирования температуры ПК, которое имеет ряд преимуществ. Однако у него есть и несколько недостатков, которые нельзя игнорировать.

Стоит ли собирать ПК с водяным охлаждением? Ну, это зависит от множества факторов, в основном от того, для чего вы будете использовать свой компьютер. Эта статья поможет вам решить, стоит ли собирать ПК с водяным охлаждением, а также объяснит, как в целом работают ПК с водяным охлаждением.

Что такое ПК с водяным охлаждением и как они работают?

В ПК с водяным охлаждением используется водяное охлаждение (также известное как жидкостное охлаждение) для охлаждения основного процессорного блока компьютера (ЦП). Водяное охлаждение можно использовать и для охлаждения других компонентов компьютера, но для этого потребуется настроить специальный контур охлаждения с дополнительными деталями и установкой.

Водяное охлаждение работает по замкнутому контуру. Кулеры для воды закачивают холодную жидкость в ваш корпус через всасывающую трубку, чтобы поглощать тепло от горячих компонентов компьютера (обычно ЦП). Затем эта горячая жидкость перекачивается через выпускную трубу, где она попадает в радиатор, который охлаждает жидкость и выдувает выделяющееся тепло из корпуса с помощью вытяжного вентилятора.

ПК с водяным охлаждением легко узнать по трубкам внутри корпуса. Как описано выше, эти трубки образуют так называемый «охлаждающий контур». Контуры охлаждения могут быть настолько простыми или сложными, насколько вы хотите. Некоторые сборщики ПК устанавливают впечатляющие контуры охлаждения, на которые приятно смотреть. Однако для контура охлаждения требуется как минимум одна всасывающая и одна выпускная трубы.

Почему вам нужен ПК с водяным охлаждением?

Водяное охлаждение — это эффективное решение для охлаждения ПК, существующее в качестве альтернативы воздушному охлаждению. Воздушное охлаждение основано на вентиляторах, которые выдувают горячий воздух из вашего ПК, но это не так эффективно. Преимущества ПК с водяным охлаждением (по сравнению с ПК с воздушным охлаждением) включают оптимальное охлаждение и меньший уровень шума.

Если вы любитель разгона и любите доводить свою систему до предела, вам стоит приобрести ПК с водяным охлаждением. ПК с водяным охлаждением, как правило, способны выдерживать более высокие температуры и стрессовые нагрузки, чем их аналоги с воздушным охлаждением, поскольку вода обладает лучшими охлаждающими свойствами, чем воздух. У воды более высокая удельная теплоемкость, чем у воздуха, что делает ее лучшим хладагентом.

Кроме того, воздушные вентиляторы шумнее водяных кулеров. ПК с воздушным охлаждением обычно издают заметный шум под давлением. С другой стороны, ПК с водяным охлаждением работают бесшумно даже при выполнении ресурсоемких задач.

Наконец, может быть, вы просто думаете, что ПК с водяным охлаждением выглядят круто, и хотите попробовать сделать свой собственный. Это тоже нормально. ПК с водяным охлаждением могут выглядеть очень круто с цветными трубками или RGB-подсветкой. Вам не нужно быть фанатом производительности или ниндзя тишины, чтобы собрать ПК с водяным охлаждением, вам просто нужно попробовать его.

Стоит ли собирать ПК с водяным охлаждением?

Теперь ПК с водяным охлаждением могут быть отличными, но есть несколько недостатков, которые следует учитывать:

Водяное охлаждение стоит дорого.
Кулер для воды может быть опасен, если установлен неправильно.

Утечка воды — это не то, что должно произойти внутри вашего ПК. Риск утечки относительно низок, если вы правильно установите контур, но это нельзя игнорировать.

Итак, учитывая все риски и преимущества водяного охлаждения, стоит ли собирать ПК с водяным охлаждением? Ну, это действительно зависит от того, как вы планируете использовать свой компьютер. Если вы разгонщик или заядлый пользователь компьютера, которому нужна бесшумная рабочая среда, то да, вам стоит собрать ПК с водяным охлаждением.

С другой стороны, если вам не обязательно нужна передовая производительность или полная тишина от вашего ПК, то сборка ПК с водяным охлаждением, вероятно, не стоит того.

Стоит отметить, что при воздушном охлаждении можно добиться выдающейся производительности. Воздушный кулер, такой как Scythe Mugen 5, предлагает большой потенциал охлаждения по низкой цене. Водяное охлаждение ни в коем случае не обязательно, оно лишь имеет больший максимальный охлаждающий потенциал. Важно понимать, что некоторые пользователи ПК никогда не будут использовать или должны будут использовать этот максимальный потенциал охлаждения, потому что в большинстве случаев, если не во всех случаях использования их компьютеров, он никогда не потребуется.

Если вы все-таки решите собрать ПК с водяным охлаждением, экономить на этом не стоит из-за риска утечки воды и того факта, что посредственный кулер для воды не использует весь потенциал воды. охлаждение с учетом стоимости.

Изучите производителей различных кулеров для воды и найдите одного из них, пользующегося хорошей репутацией. Corsair H60 — это надежный кулер для воды, который не сломит банк.А если вы столкнетесь с необходимостью выбора деталей, узнайте, как правильно выбрать компоненты для сборки следующего ПК.

Решите, подходит ли вам водяное охлаждение

ПК с водяным охлаждением обеспечивают оптимальное охлаждение системы и меньший уровень шума. Они также могут выглядеть потрясающе. Однако они не обходятся без недостатков. ПК с водяным охлаждением обычно стоят дороже и сопряжены с риском утечки воды.

Подводя итог, можно сказать, что пользователи передовых компьютеров, вероятно, получат достаточно преимуществ от ПК с водяным охлаждением, чтобы перевесить связанные с ним затраты и риски. Однако пользователи среднего и среднего уровня, вероятно, не получат максимальную отдачу от ПК с водяным охлаждением и могут быть безопаснее с компьютером с воздушным охлаждением.

Если вы все же решили собрать ПК с водяным охлаждением, не забудьте провести исследование перед покупкой и правильно установить контур охлаждения. Затем покажите ее миру и не бойтесь увидеть, на что способна ваша машина!

Как объясняет Марк Галлина, системный инженер по тепловым и механическим характеристикам в Intel: «Во время нормальной работы транзисторы внутри ЦП преобразуют электрическую энергию в тепловую (тепло). Это тепло повышает температуру процессора. Если эффективного пути для этого тепла не существует, то процессор превысит безопасную рабочую температуру».

Но как лучше всего поддерживать оптимальную температуру процессора? Существует множество способов охлаждения процессора, но в большинстве настольных компьютеров и ноутбуков используется воздушное или жидкостное охлаждение.

Мы поговорим о жидкостном и воздушном охлаждении: о том, как они работают, о плюсах и минусах каждого и о том, что может подойти для вашей установки.

Как работает процессорный кулер

И воздушные, и жидкостные кулеры для ЦП работают по одному и тому же принципу, и оба делают одно и то же: поглощают тепло от ЦП и перераспределяют его от оборудования.

Тепло, выделяемое самим процессором, распределяется по металлической крышке процессора, которая называется интегрированным распределителем тепла (IHS). Затем тепло передается на опорную плиту процессорного кулера. Затем это тепло распределяется либо жидкостью, либо через тепловую трубку к вентилятору, где оно отводится от кулера и, в конечном итоге, от ПК.

Хотя основная механика похожа, эти два метода обеспечивают перераспределение тепла очень разными способами.

Начнем с воздухоохладителя.

Охлаждение воздухом

В воздушном кулере тепло передается от IHS ЦП через нанесенную термопасту на проводящую опорную пластину, которая обычно изготавливается из меди или алюминия. От базовой плиты эта тепловая энергия поступает в прикрепленные тепловые трубки.

Тепловые трубки предназначены для передачи тепла из одного места в другое. В этом случае тепло перемещается к радиатору, который приподнят над материнской платой, освобождая место для других компонентов, таких как оперативная память. Эти трубы передают энергию в виде тепла тонким металлическим ребрам, из которых состоит радиатор. Эти ребра предназначены для максимального воздействия более холодного воздуха, который затем поглощает тепло от металла. Подключенный вентилятор отталкивает теплый воздух от радиатора.

Реже, чем стандартный воздушный кулер, но схожий в теории, так называемый пассивный кулер. В них используется специально разработанный радиатор для поглощения и перераспределения тепла без использования вентилятора. Они могут быть полезны в сборках, где приоритетом является более низкая акустика, но в большинстве игровых компьютеров используется воздушное или жидкостное охлаждение.

Эффективность воздушного кулера может варьироваться в зависимости от таких факторов, как материалы, используемые в конструкции (например, медь обладает большей проводимостью, чем алюминий, хотя алюминий дешевле), а также размер и количество вентиляторов, прикрепленных к радиатору процессора. . Этим объясняются различия в размерах и конструкции воздушных кулеров ЦП.

Большие воздушные кулеры обычно лучше рассеивают тепло, но не всегда есть место для громоздкого решения для охлаждения, особенно в ПК с малым форм-фактором.

Мы подробнее рассмотрим преимущества воздушного охлаждения, но сначала для сравнения рассмотрим жидкостное охлаждение.

Охлаждение жидкостью

Как и в случае с воздухоохладителями, существует широкий выбор доступных вариантов, но большинство из них можно разделить на две категории: охладители «все в одном» (AIO) или специальные контуры охлаждения. Здесь мы в основном сосредоточимся на кулерах All-in-One (AIO), хотя основные принципы охлаждения процессора жидкостью одинаковы в обоих.

Подобно воздушному охлаждению, процесс начинается с базовой платы, которая соединяется с IHS процессора слоем термопасты. Это обеспечивает лучшую теплопередачу между двумя поверхностями. Металлическая поверхность опорной плиты является частью водоблока, предназначенного для заполнения охлаждающей жидкостью.

Хладагент поглощает тепло от опорной плиты, проходя через водяной блок. Затем он продолжает двигаться по системе вверх по одной из двух трубок к радиатору.Радиатор подвергает жидкость воздействию воздуха, который помогает ей охлаждаться, а вентиляторы, прикрепленные к радиатору, отводят тепло от кулера. Затем охлаждающая жидкость снова поступает в водоблок, и цикл начинается снова.

Что вам подходит?

Оба варианта охлаждения очень эффективны при правильном применении, но превосходны в разных обстоятельствах. Вот несколько факторов, которые следует учитывать при выборе.

Цена

Цена может существенно различаться в зависимости от функций, которым вы отдаете приоритет. Однако в целом воздухоохладители стоят дешевле из-за их более простой работы.

Существуют версии начального и премиум-класса. Премиум-версия воздушного кулера может иметь радиатор большего размера, лучшие вентиляторы и другие эстетические возможности. Высококачественный жидкостный кулер All-in-One (AIO) может иметь радиатор большего размера и предлагать сочетание эстетических и функциональных настроек, таких как программное обеспечение для управления скоростью вращения вентилятора и освещением.

Как на воздушные, так и на жидкостные кулеры ЦП предлагаются разные цены в зависимости от необходимых вам функций.

Простота установки

Хотя жидкостный кулер «все в одном» (AIO) часто сложнее установить, чем стандартный воздушный кулер, он все же довольно прост. Большинство из них состоят только из водоблока, двух шлангов, по которым циркулирует охлаждающая жидкость, и радиатора. Дополнительные шаги включают в себя присоединение водоблока, что аналогично установке воздушного кулера, а затем присоединение радиатора и вентиляторов таким образом, чтобы избыточное тепло могло легко выходить из ПК. Поскольку охлаждающая жидкость, насос и радиатор являются автономными в устройстве (отсюда и название «Все в одном» (AIO)), после установки требуется очень мало контроля или обслуживания.

С другой стороны, установка пользовательского цикла требует больше усилий и знаний со стороны строителя. Первоначальный процесс установки может занять больше времени, но дополнительная гибкость позволяет значительно расширить возможности настройки и при желании включить в цикл другие компоненты, такие как графический процессор. Эти более сложные пользовательские циклы также могут поддерживать сборки всех форм и размеров при правильной реализации.

Воздушные охладители могут быть громоздкими, но они ограничены одной областью, а не распределены по всей системе. С другой стороны, с All-in-One (AIO) вам потребуется место для радиатора, а также необходимо будет учитывать такие вопросы, как правильная ориентация и выравнивание водяного блока и трубок охлаждающей жидкости.

Тем не менее, если вы работаете с небольшой сборкой, громоздкий воздушный кулер может быть не лучшим вариантом. Лучше подойдет низкопрофильный воздушный кулер или All-in-One (AIO) с небольшим радиатором. Планируя обновление или выбирая корпус, убедитесь, что у вас достаточно места для выбранной вами системы охлаждения и что ваш корпус поддерживает выбранное вами оборудование.

Звук

Жидкостное охлаждение, особенно при использовании моноблока (AIO), как правило, работает тише, чем вентилятор на радиаторе процессора. Опять же, это может варьироваться, поскольку существуют воздухоохладители с вентиляторами, специально предназначенными для снижения шума, а настройки вентилятора или выбор вентилятора могут влиять на уровень создаваемого шума. В целом, однако, жидкостное охлаждение, как правило, производит меньше шума, поскольку небольшой насос обычно хорошо изолирован, а вентиляторы радиатора, как правило, работают на более низких оборотах (оборотов в минуту), чем вентиляторы на радиаторе ЦП.

Регулировка температуры

Если вы серьезно относитесь к разгону или планируете выполнять задачи с интенсивным использованием ЦП, такие как рендеринг видео или потоковая передача, жидкостное охлаждение может быть лучшим выбором.

По словам Марка Галлина, жидкостное охлаждение более эффективно распределяет тепло по большей площади конвекционной поверхности (радиатора), чем чистая теплопроводность, что позволяет снизить скорость вращения вентилятора (улучшить акустику) или увеличить общую мощность.

Другими словами, он эффективнее и зачастую тише. Если вам нужны максимально низкие температуры или если вы заинтересованы в более тихом решении и не возражаете против немного более сложного процесса установки, жидкостное охлаждение, вероятно, является лучшим вариантом.

Воздушные кулеры неплохо отводят тепло от ЦП, но имейте в виду, что затем тепло рассеивается в корпусе. Это может привести к повышению температуры окружающей среды системы в целом. Жидкостные кулеры лучше справляются с перемещением этого тепла за пределы системы через вентиляторы на радиаторе.

Система жидкостного охлаждения для ПК во многом похожа на систему охлаждения автомобиля.

В обоих случаях используется основной принцип термодинамики: тепло передается от более теплого объекта к более холодному. По мере того, как более холодный объект нагревается, более теплый объект становится холоднее.

Его единственная цель – как можно быстрее и эффективнее отводить тепло (энергию) от важнейших компонентов компьютера, обычно в окружающую среду, рассеивая тепло через радиаторы.

Компоненты, необходимые для создания собственного решения для цикла ЦП

Водяной блок

Водяные блоки используются для передачи тепла от источника жидкости, протекающей через водяной блок. Микроребра, увеличивающие поверхность охлаждения и дизайн каналов, делают водяной блок важной частью контура, который позволит вам добиться высочайшего разгона!

< img class="lazyload" data-src="https://www.ekwb.com/wp-content/uploads/2016/02/323.EKFC-I750-SSD_front_800-495x400.jpg" />

Резервуар

Резервуар предназначен для удержания дополнительной воды в контуре, чтобы пузырьки воздуха медленно замещались водой по мере ее циркуляции. Он также служит точкой заправки жидкого хладагента. Резервуары могут быть автономными единицами или поставляться в комплекте с насосом и резервуаром.

< img class="lazyload" data-src="https://www.ekwb.com/wp-content/uploads/2015/12/EKRES-X3-250-White_tube_800-495x400.jpg" />
< img class="lazyload" data-src="https://www.ekwb.com/wp-content/uploads/2015/12/DBAY-Spin-Reservoir-R3.0_back_800-495x400.jpg" />

Насос

Насос — это сердце каждого контура жидкостного охлаждения. Насосы обеспечивают циркуляцию теплоносителя в контуре, проталкивая жидкость через другие узлы. Автономный насос обычно состоит из двигателя насоса и верхней части насоса с впускным и выпускным отверстиями.

< img class="lazyload" data-src="https://www.ekwb.com/wp-content/uploads/2015/12/XTOP-DDC-3.2-PWM-Elite-incl.pump_PL_detail_800-495x400.jpg" / >

Радиаторы и вентиляторы

Основная функция радиатора – охлаждать жидкость, протекающую внутри контура. Когда жидкость течет по медным трубкам, ребра радиатора поглощают тепло воды, затем ребра охлаждаются вентиляторами, прикрепленными к радиатору. Вентиляторы также являются очень важной частью, потому что они должны обеспечивать высокое статическое давление и в то же время оставаться бесшумными!

< img class="lazyload" data-src="https://www.ekwb.com/wp-content/uploads/2015/ 12/EK-RAD-PE-Group_800-495x400.jpg" />

Фитинги

Фитинги используются для соединения трубок или трубопроводов с другими различными компонентами контура жидкостного охлаждения.Существует множество размеров и форм, а также различия между фитингами для мягких и жестких трубок. Вам всегда потребуется два фитинга для каждого компонента.

Тюбы

Трубки соединяют все компоненты контура, и перед покупкой убедитесь, что размер (внутренний и внешний диаметр) трубки соответствует размеру ваших фитингов и наоборот. Каждая трубка маркируется двумя числами, где меньшее число представляет внутренний диаметр или внутренний диаметр, а большее число представляет собой внешний диаметр или наружный диаметр.

Марк Кирнин — бывший писатель Lifewire, эксперт по компьютерным сетям и Интернету, который также специализируется на компьютерном оборудовании.

Жидкостное охлаждение — это радиатор для процессоров внутри компьютера. Подобно автомобильному радиатору, в системе жидкостного охлаждения жидкость циркулирует через радиатор, прикрепленный к процессору. Когда жидкость проходит через радиатор, тепло передается от горячего процессора к более холодной жидкости. Затем горячая жидкость перемещается к радиатору в задней части корпуса и передает тепло окружающему воздуху снаружи корпуса. Охлажденная жидкость возвращается через систему к компонентам, чтобы продолжить процесс.

Каковы преимущества компьютера с жидкостным охлаждением?

С годами увеличилась скорость процессора (центрального процессора) и видеокарты. Для создания новых скоростей процессоры используют больше транзисторов, потребляют больше энергии, работают на более высоких тактовых частотах и, таким образом, выделяют больше тепла, чем когда-либо прежде. Жидкостное охлаждение более эффективно, чем традиционная технология радиатора, отводит тепло от компонентов.

В свою очередь, эта технология позволяет процессорам работать на более высоких скоростях, поддерживая работу ЦП и графических карт в пределах температурных спецификаций производителя. Эта эффективность является одной из причин, по которой экстремальные оверклокеры склонны отдавать предпочтение этому подходу — в некоторых случаях удваивая скорость процессора с помощью очень сложных систем жидкостного охлаждения.

Тепло рассеивается в жидкости более эффективно, чем в воздухе, особенно при использовании эффективного метода рассеивания тепла посредством циркуляции.

Еще одним преимуществом жидкостного охлаждения является более тихая работа. Большинство современных комбинаций радиатора и вентилятора создают много шума, потому что их вентиляторы усердно работают при циркуляции больших объемов воздуха. Фактически, для многих высокопроизводительных процессоров требуется скорость вращения вентилятора выше 5000 об/мин; разгон ЦП требует еще большего потока воздуха через ЦП. Жидкостное охлаждение снижает создаваемый им "шум двигателя".

Как выглядит система жидкостного охлаждения?

Система жидкостного охлаждения состоит из двух частей:

Крыльчатка, представляющая собой вентилятор, погруженный в жидкость для циркуляции ее по системе. Жидкость помогает приглушить производимый ею шум.
Вентилятор на внешней стороне корпуса для подачи воздуха через охлаждающие трубки радиатора.

Ни один из них не должен работать на очень высоких скоростях, поэтому система работает тихо.

Каковы недостатки?

Несмотря на преимущества систем жидкостного охлаждения, у них есть и недостатки.

Им нужно место

Для эффективной работы комплектов жидкостного охлаждения требуется достаточно места внутри корпуса компьютера. Должно быть место для таких предметов, как крыльчатка, резервуар для жидкости, трубки, вентилятор и блоки питания. По этой причине для систем с жидкостным охлаждением требуются более крупные корпуса настольных систем. Большая часть системы может находиться вне корпуса, но это занимает место на рабочем столе или вокруг него.

Последние технологии замкнутого цикла позволили уменьшить общую площадь, занимаемую устаревшими системами, но они по-прежнему требуют места. В частности, им нужен достаточный зазор для радиатора, чтобы заменить один из внутренних вентиляторов корпуса. Также трубки должны доходить от компонента, который необходимо охлаждать, до радиатора. Наконец, система с замкнутым контуром охлаждает только один компонент, поэтому, если вы хотите использовать жидкостное охлаждение ЦП и видеокарты, вам потребуется место для двух систем.

Перед покупкой решения для жидкостного охлаждения с замкнутым контуром проверьте, разрешено ли в вашем случае.

Установка требует опыта

Для установки пользовательского приложения жидкостного охлаждения требуется значительный уровень технических знаний. Хотя вы можете купить комплект у производителя системы охлаждения, вы все равно должны его установить. Каждый корпус имеет различную компоновку, поэтому вы должны отрезать и проложить трубки точно в соответствии с вашим корпусом. Если вы не сделаете все это правильно, вы можете повредить свою систему.

Неправильная установка может привести к утечкам, которые могут повредить внутренние компоненты и создать риск возгорания.

Каковы альтернативы?

Недавно представленные замкнутые системы жидкостного охлаждения не требуют обслуживания и просты в установке. Они могут не обеспечивать производительность специально изготовленной системы с большими запасами жидкости и радиаторами, но риска почти нет. Тем не менее системы с замкнутым контуром по-прежнему предлагают некоторые преимущества в производительности по сравнению с радиаторами ЦП с воздушным охлаждением, включая более крупные горизонтальные радиаторы башни и меньшие требования к пространству.

Есть ли в вашем будущем система жидкостного охлаждения?

Воздушное охлаждение по-прежнему является наиболее распространенной формой охлаждения из-за простоты и стоимости его реализации. Однако по мере того, как системы продолжают сокращаться, а спрос на высокопроизводительные системы растет, решения с жидкостным охлаждением станут более распространенными в настольных компьютерных системах.

Некоторые компании изучают возможность использования жидкостного охлаждения для некоторых высокопроизводительных портативных компьютеров. Однако на данный момент жидкостное охлаждение используется только в самых высокопроизводительных системах, созданных по индивидуальному заказу пользователями и высокотехнологичными специалистами.

Установите и закрепите заднюю панель, вентиляторы, радиатор и насос. Затем подключите все кабели и включите систему. Наконец, убедитесь, что все работает правильно, и загрузите и установите все программное обеспечение, поставляемое с системой охлаждения.

Если вы не столкнетесь с такими проблемами, как неисправный насос, и хорошо позаботитесь о своей системе охлаждения, вы, как правило, можете рассчитывать на то, что она прослужит не менее пяти лет.

Вы можете проверить температуру вашего процессора; если он перегревается, это верный признак того, что есть проблема. Если помпа охлаждения подключена к материнской плате, вы можете зайти в BIOS и проверить его обороты. Если число оборотов равно 0 или N/A, охлаждающий насос не работает.

Если у вас есть система охлаждения «все в одном» (AIO) или кулер с замкнутым контуром, вам не нужно менять жидкость в ней. Это герметичные системы, и их нельзя открывать. Для других систем охлаждения производитель компьютерной периферии Corsair рекомендует менять жидкости каждые 12 месяцев, чтобы предотвратить образование отложений и обеспечить оптимальную производительность.

Выньте кулер из ПК и слейте его, заменив старые трубки по мере необходимости. Вы можете использовать большой шприц, чтобы ввести новую охлаждающую жидкость в насосный агрегат и резервуар. Подсоедините насос к радиатору, закройте трубки, а затем проверьте, все ли работает правильно.

Читайте также: