- Téma: Voda do PC – Průvodce vodním chlazením pro uživatele
V parném létě určitě přijde vhod článek o chlazení vašeho počítače. A co takhle kompletní průvodce tématem vodního chlazení?
O vodním chlazení, či spíše o jeho konkrétnější montáži, jsme hovořili v minulém článku. Protože ten vzbudil řadu otázek kolem toho, co to vlastně to vodní chlazení je, připravili jsme si článek, který trochu přibližuje jednotlivé aspekty vodního chlazení a to tak, aby byl nápomocen uživatelům začínajícím. Vodní chlazení již nemusí být žádnou výsadou extrémistů a podivínů a celé je to daleko jednodušší, než to může vypadat. V ucelených kapitolách si to tedy dnes celé představíme …
- Co to vlastně je vodní chlazení a proč zrovna voda?
Vodní chladící okruh není žádný nový nápad a rozhodně nevzniklo proto, aby chladil počítače. Vodní chlazení se používá už stovky let v různých podobách v různých lidských činnostech. Vodní okruh k chlazení počítačů je pravděpodobně inspirován vodním chlazením u spalovacích motorů. Ostatně najdeme zde velké podobnosti v konstrukci a dokonce se dříve používali i některé komponenty přímo z aut (například radiátory). Jaké nese chlazení počítače vodou výhody a proč jej do počítače nasadit?
Samozřejmě za předpokladu, že je celý okruh dobře navržen. Nicméně hlavní výhodou není ani tak to, že voda dokáže absorbovat teplo mnohem lépe než samotný vzduch a ale to, že jej snadněji, rychleji a řízeněji dokáže odvést, kde jej nechce mít. Odvést jej také dokáže na poměrně dlouhou vzdálenost přesně tam, kam jej potřebujeme, tedy klidně přímo mimo počítač, u extrémnějších vodních okruhů klidně mimo místnost :).
Opět platí za předpokladu, že je vodních okruh dobře navržen. Bohužel mnohá tovární instantní vodní chlazení jsou hlučnější (a také méně výkonná) než kvalitní vzduchový chladič a tak v jejich případě ztrácí vodních chlazení trochu smysl. Pokud se to ale dobře udělá, pak může být vodník opravdu hodně tichý. Jedno si však pamatujte, ne vše se v PC dá chladit vodou a alespoň malý průtok vzduchu je dobré ve skříni udržovat pro celkově ideální prostředí.
Ne že by mnohé kvalitní vzduchové chladiče vypadaly nějak špatně, ale vodník vždycky bude vypadat zajímavěji a když se pořádně udělá, bude to přímo mistrovské dílo, na které bude radost pohledět. Nemluvě o tom, že při realizaci vzhledu vodního okruhu v podstatě nejste omezeni vlastními nápady.
- Úskalí vodního chlazení počítače
Bohužel není všechno zlato, co se třpytí. Nebudeme vám nalhávat, že vodní chlazení nemá svá negativa, překážky a obtíže. Jaké?
Každá legrace něco stojí. A kvalitní vodních chlazení, pokud má k něčemu být, či nějak vypadat, rozhodně není záležitost pár stovek. Samozřejmě za kvalitní a užitečné vodní chlazení nepovažujeme instantní okruhy za 2000-3000 korun. Pokud hlídáte každou korunu, pak vodní chlazení skutečně není pro vás, zde se nešetří a aby mělo vodní chlazení nějaký smysl, tak si připravte minimálně 5000-6000. Garantuji vám, že když vás budovatelská vášeň okolo vodníka chytne, tak to touto částkou zdaleka neskončí.
Venku je 30°C uvnitř místnosti také v počítači ještě více a vy se divíte, proč ten procesor ani s drahým vodníkem nemůžete dostat ke 30°C (nejlépe pod)? No protože to nejde. Voda teplo jen odvádí, nakonec ale je to stejně ten vzduch, který od vody teplo převezme a protože vzduch má třeba 30°C, tak vodu těžko může ochladit na teplotu nižší. Samozřejmě to nejde, si dejte do uvozovek. Nejde to jen za použití klasického vodního okruhu. Lze vodu ochladit na nižší teplotu než je vzduch v místnosti? No jasně, ale to budete muset do vodního okruhu zapojit a zabudovat nějaké chladící, nejlépe mrazící zařízení, které bude kapalinu ochlazovat před tím, než ji naženete zpět do místnosti a PC. Ale to už je v mnoha ohledech hodně náročné na realizaci i samotný provoz a je otázka, zda to za to vůbec stojí. I ve vysokých letních teplotách je účinnost vody velmi vysoká.
Poměrem cena-výkon rozhodně vodní chlazení kvalitní vzduchový chlazení neohrozí. Kvalitní vzduchové chladiče totiž chladí velmi dobře a to tak, že potřebujete pořádný vodní okruh, abyste se jim vyrovnali, či je alespoň o málo překonali. Přesto pokud si myslíte, že s vodním chlazením budete chladit daleko lépe než s kvalitním vzduchovým chladičem, tak vás zklamu. Je pravda, že nápad chladit počítač vodou vznikl víceméně z nutnosti, protože v dobách nedávno minulých, ačkoliv spotřeba procesorů a grafik výrazně rostla, tak kvalitní vzduchové chladiče k nim úměrné prostě nebyly. Dnes se vodník uplatní hlavně u vysoko přetaktovaných procesorů a grafik, kde už klasické chladiče nestačí.
Posledním negativem vodního okruhu v PC je nepochybně hmotnost. Ta výrazně převýší hmotnost standardního vzduchového chlazení. Samotná voda váží dost a v okruhu jí budete mít hned několik litrů (i desítky litrů). Váha radiátoru také není zanedbatelná a prostě celkově to váží dost. S tím souvisí i omezené možnosti manipulace a občas náročnější údržba a nutná pravidelná kontrola. Nicméně pro toho, komu je vodní chlazení koníčkem, to nejsou nevýhody, ale zábavné činnosti :).
- Vodní bloky
- Chladící médium
- Radiátor (výměník)
- Hadice, upínky, fitinky
- Expanzní nádoba
- Čerpadlo
Tolik k základní teorii a přejděme k praxi. Nejdříve si řekněme něco o samotné vodě …
- Voda a jiné chladící kapaliny do PC
Hned na úvod se nabízí otázka: „jakou kapalinu vlastně použít do okruhu a proč“? Jak jsme již v minulém článku říkali, běžná voda z vodovodu nemá co pohledávat ve vodním okruhu. Jednak způsobuje s nadměrnou rychlostí galvanickou korozi, a také při vytečení na nějakou tu součást počítače, co by byla pod proudem, by mohlo způsobit vyzkratování plošných cest nebo spojů. A kromě toho v ní mohou začít rašit různé věci a může celý okruh dost zaneřádit. Takže výhradně doporučujeme použít destilovanou vodu. Bohatě stačí vyvařená voda z kamen. V redakci disponujeme destilačním přístrojem, takže vody pro použití v okruhu jsme měli dostatek. Běžná voda z vodovodu opravdu není nevodivá a má vůbec řadu prvků, o které pro použití ve vodním okruhu skutečně nestojíme.
To souvisí s tepelnou kapacitou. Ta značí schopnost látek přijímat teplo v závislosti tepelné jednotce. V překladu to znamená, jak velké teplo do sebe ona látka natáhne, než se sama o 1°C či F ohřeje. Tepelné kapacity jednotlivých látek nemusíme vymýšlet, už to za nás udělali jiní a tak si je můžeme v tabulkách snadno dohledat.
- Teplená kapacita vzduchu je: 720 J•Kg-1•K-1
- Tepelná kapacita Vody je: 4180 J•Kg-1•K-1
Snadným výpočtem si tedy zjistíme, že voda má 5,8x vyšší tepelnou kapacitu, než vzduch. Pokud tedy máte třeba procesor s TDP na úrovní 140-160W což u přetaktovaných procesorů není žádná neobvyklá hodnota, pak to znamená, že voda vám dovede skoro 6x více tepla než vzduch a to už u těchto vysokých hodnot něco znamená.
Druhým pojmem, se kterým se u vodního chlazení určitě setkáme, je Teplená vodivost. Ta udává logicky to, jakou rychlostí se teplo v látce šíří. Opět si lze tuto hodnotu spočítat a ti, kteří absolvovali na vysoké škole určité fyzikální předměty, si těchto výpočtů užili jistě dosytnosti ;). Protože je to přeci jen hodně složité, tak pro naše účely a běžné uživatele bude stačit si ty hodnoty opět opsat z tabulek. Hodnoty se liší v závislosti na jejich teplotě. Uvedené hodnoty platí pro teploty 25°C a samozřejmě také pro běžný tlak vzduchu.
- Tepelná vodivost vzduchu je 0,0262 W•m-1•K-1
- Tepelná vodivost vody je pak 0,6062 W•m-1•K-1
Co to znamená? Že voda vede teplo minimálně 23x lépe než vzduch a to už je pořádný rozdíl. Prozradím vám také, že samozřejmě čím chladnější je ta voda, tím má větší tepelnou vodivost. Led (voda 0°C) má například už 2,2 W•m-1•K-1. Vzhledem k tomu, že voda není to jediné, co teplo v našem okruhu odvádí, není na škodu si zjistit i další zajímavé údaje. Základem bude vždy samozřejmě něco, co primárně převezme teplo z plochy čipu a předá ho vodě. To něco jsou vodní bloky a ty samozřejmě musí být z něčeho vyrobeny. Běžnými materiály jsou hliník, nebo měď.
- Teplená vodivost hliníku při 25°C je 237 W•m-1•K-1
- Tepelná vodivost mědi při 25°C je 386 W•m-1•K-1
Měď je tedy lepší materiál. Ale z hlediska tepelné vodivosti ne nejlepší. Je lepší než zlato, které má jen 317. Pokud chcete lepší výsledky, tak vyrobte luxusní vodní blok ze stříbra. To má totiž hodnotu tepelné vodivosti skvělých 429 W•m-1•K-1. Pokud byste chtěli úplně nejlíp nejlepší materiál, tak si připravte kasičku. Nejlepší tepelnou vodivost má totiž diamant a to 895 až 2300 W•m-1•K-1(přírodní-umělý). Zase ale musíte uznat, že by ty vodní bloky vypadaly vážně dobře, a záviděla by vám je i vaše manželka/přítelkyně :).
Nezapomeňte také na to, že zatímco u kovů s rostoucí teplotou tepelná vodivost klesá, u polovodičů (čipy) naopak roste.
Jaké kapaliny vlastně můžete pro vodní chlazení použit? Jak jsme se již zmínili, můžete použít vodu a to jak destilovanou, tak i klasickou z vodovodu (ale tu vážně nedoporučujeme). Hypoteticky by se dali použít i rostlinné oleje, silikonové oleje nebo třeba i ethanol, ale stejně jako obyčejnou vodu z vodovodu vám to nemůžeme doporučit, jelikož maximální průtok v okruhu by byl velice nízký a hrozilo by zničení čerpadla. Holt čerpadla jsou navržená na určitou hustotu kapaliny, se kterou pracují a výše zmíněné kapaliny mají několikrát vyšší hustotu než voda. Ale jestli můžete si obstarat čerpadlo vyrobené na zakázku, co by zvládlo pracovat s těmito tekutinami, tak s klidným svědomým je můžete použít. S klasickým čerpadlem se nemusíte bát ani nemrznoucích směsí, ty se například hodí k použití, když máte radiátor uložený v suchém ledu. Dejte si ale pozor, abyste neměli bloky, které jsou částečně vyrobené z plexiskla, ty by se mohli naleptat a popraskat.
Samozřejmě jsou tu také různá činidla, například i UV barviva, která způsobují, že kapalina ve vodním okruhu při použití čirých průhledných materiálů zajímavě světélkuje při nasvícení UV světlem. To je ale spíše záležitost pro hračičky, ale pokud se to neudělá vyloženě kýčovitě, tak výsledek může být opravdu pozoruhodný.
- Celkově Voda vs Vzduch
Z výše uvedeného jasně vyplývá, že voda odvádí teplo 24x lépe, než samotný vzduch a zároveň se pomaleji ohřívá a odvede tedy lépe a více tepla. Jak ale dostat vodu na procesor? Už jsme několikrát hovořili o tzv. vodních blocích. To je právě to, co nám teplo od procesoru, či jiného čipu předá vodě. Takže se na ně pojďme podívat …
- Vodní bloky – procesor, grafiky a ostatní
V první řadě je dobré vědět, že chladit vodou lze v počítači opravdu hodně. Nejčastěji se chladí procesor. Do vodního okruhu ale můžete připojit i další bloky. Mnoho vodníků tak chladí kromě procesoru i výhřevné grafické karty a dnes už poměrně nenáročné čipové sady.
Mnozí nadšenci jdou ale ještě dál. Vodní bloky existují i pro operační paměti. Existují také pro pevné disky a dokonce i pro zdroje. Ano i počítačové zdroje někdo zkouší chladit vodou. Nicméně zde je nebezpečí a riziko při uniku kapaliny opravdu značné, navíc upřímně řečeno chladit zdroj je kromě hazardu i pěkná pitomost. Zdroj totiž potřebuje chladit prostřednictvím proudu vzduchu, protože elektrosoučástky v něm vodou neochladíte. Navíc zdroj je v mnoha počítačích skoro tím jediným, co udržuje průtok vzduchu v celém PC.
- Výběr bloků
Zde vám bohužel konkrétní typy nedáme a to proto, že v současnosti už je nabídka bloků tak bohatá, že není dokonalý blok. Existuje hned několik typů a konstrukčních řešení. Ideální blok by kladl průtoku vody co nejmenší odpor, zároveň by ale měl pasiv a středovou část, která předává teplo kapalině, co nejideálnější konstrukce s výstupky pro lepší odvod tepla.
Poměrně značná část bloků (zejména na CPU), se skládá ze tří částí. První část je klasická měděná nebo hliníková základna, do které jsou vyfrézované drážky pro lepší odvod tepla z procesoru na vodu. Druhé částí se důvtipně říká středová část. Jak název napovídá tak jí nalezneme nad samotnou základnou bloku, tedy uprostřed bloku. Středová část má za úkol usměrňovat průtok kapaliny, aby byl co nejefektivnější. Třetí části bloku se říká vrchní, jak jsme již prozradili. Její účel na bloku, je "zkompaktnění" a utěsnění bloku samotného. Dále pak zde nalezneme závity pro fitinky. Zpravidla bývají na bloků závity celkem dva, ale najdou se i bloky, které nesou tři závity. Návrhy bloků nejsou dnes jen funkční, ale také estetické. Na trhu je také mnoho celokovových bloků. Zkrátka výběr pro každého …
- Jak vybrat ten nejlepší?
Zde je trochu problém s tím, že účinnost jednotlivých bloků se nedá přesně změřit. Pokud někdo někde udává nějaká čísla, jsou spíše orientační a mohou se díky mnoha proměnným poměrně snadno měnit. Samozřejmě ale lze jednotlivé bloky za podobných podmínek v praxi porovnat. Z těchto testů, které se čas od času někde objeví, pak zjistíme, jak je na tom který blok. Nutno ale říci, že pokud prolezete nějaká ta internetová fóra, na pár tipů, ze kterých si vyberete, aniž byste udělali chybu, určitě najdete.
Na trhu je několik specializovaných firem, ale také větší počet lidí, kteří dělají vlastní bloky na zakázku. Konstrukci konkrétního bloku však musíte věnovat poměrně velkou pozornost, protože na tom pak závisí výběr fitinek, hadiček a samozřejmě čerpadla. Některé vyžadují opravdu silná čerpadla a konkrétní typ hadic ke své správné funkci. Vodní blok pro procesor je v podstatě totožný s tím, který potřebujete pro případné chlazení čipové sady na základní desce a často se dělají i sady těchto bloků, které k sobě samozřejmě ladí.
- Vodní bloky pro grafickou kartu
Trochu zajímavější je to u bloků pro grafické karty. Vodní chlazení u grafik má rozhodně smysl. Grafické karty dnes jsou pravděpodobně to, co v počítači žere a vyzáří daleko nejvíce. Duální grafické karty dnes mají TDP 280-290W a u nových generací můžeme očekávat klidně pokoření 300W hranice.
Karta s vodním chlazením bude mít nižší teploty a půjde podstatně lépe přetaktovat, kromě toho, zejména u referenčních chladičů u výkonných grafik bude také vodní chlazení neporovnatelně tišší. Jaké bloky tedy zvolit na vaše grafické karty?! Na dvoučipové karty jednoznačně fullcover bloky, z důvodu složitosti těchto karet. Na jednočipové grafické karty můžete klidně osadit i obyčejné bloky pouze pro jádro, na paměti a napájecí regulátory nalepit pasivní chladiče.
Toto řešení je výhodnější z cenového hlediska, vyjde vás tak na poloviční cenu a většinou můžete takový blok použít i na více typů a modelů grafik. Fullcover bloky, které jsou vždy navrženy na konkrétní model grafické karty, mají výhodu v tom, že chladí kromě jádra často i paměti a napájecí soustavu. Nevýhodou je však jejich pořizovací cena a také fakt, že jej na jinou kartu, než pro kterou jsou určeny, nelze použít, protože nejsou kompatibilní. Běžná cena kvalitního Fullcover vodního bloku na grafiku je 2000-3000 korun.
- Správná montáž
Montáž bloků jsme pak již podrobněji probrali v minulém článku. Montáž na procesor je velice snadná, a prakticky totožná jako montáž obyčejného vzduchového chladiče. Montáž na grafiku je trochu složitější a závisí na konkrétním modelu. To nejdůležitější ale při montáži u jakéhokoliv vodního bloku je jeho dokonalé osazení na čip pro co nejlepší přenos tepla. K tomu se využívá i služeb speciálních past. Pro ty v podstatě platí to, co u normálního vzduchového chlazení. Kvalitní pasta je základ, musí být ale nanesena v ideálním množství. Hodně znamená, že pasta místo toho aby pomáhala, tak přenos tepla brzdí. Málo pasty zase znamená, že pasta neplní správně funkci vyplňovače prostoru a nechává nežádoucí místa, která opět brání přenosu tepla. Rozdíl teplot na konkrétním čipu pak může jednotky, ale i desítky °C!
Vodní bloky ale nejsou jedinou součástí vodního okruhu. Podívejme se tedy na to, v čem ta voda bude vlastně obíhat …
- Komponenty vodního okruhu – Čerpadla a rychlost průtoku vody
Ve vodním okruhu se nachází hned několik dalších komponent, které nám vodu rozvádějí. Začněme u pravděpodobně toho nejsložitějšího a to je správné čerpadlo se správným průtokem a silou.
- Čerpadlo a spínače
Čerpadlo je nedílnou součástí každého počítače, který je chlazen vodou. Čerpadlo nám zajišťuje trvalou cirkulaci vody a tím pádem nám dopomáhá k tomu, aby voda „nestrnula“ v jednom bodě a nenabírala zbytečně moc vysokou teplotu, která by se chlazeným komponentám moc nelíbila. Když se zaměříme na velikost čerpadel, tak na velikosti nezáleží. Co do výkonu jsou na tom nejlépe čerpadla od firmy Alphacool (Laing) a v oblasti rozměrů jsou na tom poměrně poskromnu. Jejich velikost je opravdu „titěrná“ a při porovnání s čerpadly od firmy Eheim mají čerpadla Laing třetinové rozměry, při srovnatelných vlastnostech.
Obě firmy nabízejí hned několik modelů. Ty se samozřejmě liší svým provedením, výkonem, ale i dalšími přidanými vlastnostmi. Nejvyšší modely mají třeba i možnost ovládat průtok, či dokonce jej přesně měřit. Pokud jde o to, kdy a jak se vlastně čerpadlo zapíná, tak současná čerpadla už jsou pro použití ve vodním okruhu pro PC navržena, takže disponují odpovídajícím napájením včetně spínání spolu se zapnutím počítače. Dobrou vhodnou výbavou je také akustické upozornění na případné potíže při fungování.
- Jak výkonné čerpadlo zvolit a jaká je ideální rychlost průtoku
Když jsme se tak zmínili o průtoku, tak určitě by vás zajímalo, jaký je ideální průtok pro okruh vodního chlazeni. Ten se podle praktických zjištění pohybuje okolo 500-550L/H. Zde je asi dobré zmínit některé diskuse kolem rychlosti průtoku. Co je lepší, pomalý, nebo rychlý průtok.
Poměrně úsměvným argumentem proč nehnat vodu okruhem rychlostí 1000L/H je, že se prý voda nestihne ohřát a tedy přenos tepla není dobrý. To je samozřejmě kravina. Voda se sice při té rychlosti ohřívá logicky pomaleji, ale její teplená vodivost/kapacita je přeci pořád stejná. Teplo se bude odvádět pořád stejně dobře, jen ten průtok bude zbytečně velký. Na druhou stranu, pokud by byl zase příliš malý, pak se logicky začne teplo hromadit a pak teprve nastane problém se správným odvodem. Skutečným argumentem proti rychlému průtoku je fakt, že je to samozřejmě zátěž na spoje i čerpadlo a je tedy větší pravděpodobnost nějakého selhání i degradace materiálu a upevnění. Průtok by měl být tedy úměrný počtu vodních bloků v systému a přenášenému teplu. I vzhledem k provozním vlastnostem je tedy dobré volit čerpadlo s dostatečným potenciálem, který ale nesmíte v běžných situacích naplno využívat, tak aby nebyla rezerva.
Vysoký průtok k lepšímu chlazení od určité hodnoty nepomůže. Hledejte tedy takovou hodnotu, která bude dobrým kompromisem mezi hlučností čerpadla, jeho rezervami a samozřejmě cenou čerpadla. Rezervu je dobré mít i pro případ, že do svého okruhu přidáte třeba další vodní blok pro chlazení další komponenty.
- Kam čerpadlo zapojit
Úplně nejlepší variantou, kam přiřadit čerpadlo v okruhu, je „za“ expanzní nádobu.
Ale jinak je v podstatě jedno, kam si své čerpadlo přiřadíte. Průtok bude vždy v okruhu stejný. Doporučujeme čerpadlo zapřáhnout za expanzní nádobu z důvodu pohodlnosti při zavodňování okruhu. A když už jsme u té expanzní nádoby, tak si o ní něco povězme …
- Komponenty vodního okruhu – Expanzní nádoba, hadice, fitinky
Už tedy máme kam a čím vodu pohánět a teď si řekněme něco o jejím rozvodu a kam ji vůbec nalít.
- Expanzní nádoba
Expanzní nádoba není nutnou součástí vodního okruhu, ale rozhodně je součástí kvalitního vodního okruhu. Expanzní nádobu je dobré mít z důvodu zavodňování a odvzdušňování vodního okruhu. Obsah expanzní nádoby, aby byla dostačující pro sebevětší okruh, se pohybuje okolo půllitru. Druhů expanzních nádob je spousta. Na českém trhu se dají koupit v klasických tvarech (válcové, obdélníkové, čtvercové), s různými obsahy (od 150ml až třeba po jeden litr a více), záleží hlavně na modelu a výrobci. Nejlepší je expanzní nádobu zapojit za radiátory a poté na ni napojit čerpadlo. Jelikož je na trhu spousta expanzních nádob všemožných tvarů a velikostí, tak se nabízí otázka estetického využití. Jestli máte "válcovou" expanzní nádobu, tak tu je nejlepší připevnit na zadní stranu skříně. Tam se nám osobně líbila nejvíce, ale můžete jí připevnit také na vrh skříně, nebo dovnitř. Fantasii se meze nekladou. Expanzní nádoby s ostrými úhly, bychom zase doporučili dát do vnitřku skříně, tam vypadají nejlépe.
Průhledná expanzní nádoba je ozdobou vodního chlazení, viděl jsem jich i více vedle sebe, jako součást moddingového návrhu skříně. Expanzní nádoba může mít mnoho různých podob i návrhů dokonce včetně chlazení kapaliny uvnitř. Měla by být i nejvyšším bodem okruhu, ale není to nezbytně nutné. Je také v podstatě jedno, jak bude nakloněna, jen když to bude tak, aby vše bylo stále pod správným tlakem a zavodněním a do okruhu se nedostával vzduch.
Cena expanzních nádob se pohybuje od několika set korun, po několik tisíc, záleží na návrhu, velikosti i designu. Dnes už jsou expanzky s pěkným návrhem vyráběny ve velkém, stále ale jsou i soukromí výrobci, dělající expanzky s vlastním návrhem, či dokonce na zakázku. Zde se dostáváme k tomu, jak to vlastně všechno pospojovat.
- Hadice a fitinky
Začneme nejdříve u toho, co nám vodu vůbec rozvádí. To jsou samozřejmě hadice. Zde to není tak úplně jednoduché, neb hadičky mohou mít různé materiály i rozměry a ne všechno je vhodné ke všemu. Pokud jde o vhodný průměr hadic, tak ten je různý a záleží na konstrukci bloků. Výrobce většinou nějaký rozměr potřebuje. Ke správné montáži potřebujete ale k odpovídajícímu průměru hadice i odpovídající průměr fitinky, na kterou hadici upevníte. U hadic vás tak zajímá vnitřní průměr, zatímco u fitinek průměr vnější. Hadici nasazujete na fitinku, ne obráceně. Hadice s vnitřním průměrem 1/2“ potřebuje fitinku s průměrem 1/2“. Fitinka má pak samozřejmě vnitřní průměr menší a to 3/8“.
- Jaké jsou materiály hadic
Hadice byť třeba stejných rozměrů, mohou být ale vyrobeny z různých materiálů. Pravděpodobně nejčastějšími materiály jsou hadice z PVC nebo Silikonu.
PVC – klasické hadice, které jsou průhledné, kapalina se přes ně neodpařuje, ale nejsou tvarově stále. Postupem času degradují a tvrdnou. Při zdeformování tvoří ostré ohyby, což omezuje průtok a klade důraz na rozvržení a umístění.
Silikon – další klasický materiál. Většinou ale nejsou čiré. Jejich výhodou je větší tvarová stálost, nelámou se, ale jsou také dosti pórovité a tak se přes ně kapalina odpařuje, což není uvnitř PC úplně dobré.
Kvalitní vodní okruhy ale výše uvedené materiály pro hadice nepoužívají. Jako nejlepší materiál se ukázal být méně tradiční.
Tygon – Tento materiál je velmi speciální. Hadičky z něj vyrobené jsou nádherně čiré, prostorově stálé, nežloutnou a dobře se ohýbají bez tvorby ostrých ohybů. Jejich nevýhodou je vysoká cena. Proto někteří šetří a levnější alternativou s o něco horšími vlastnostmi je Clearflex.
Celková délka hadic v okruhu se pohybuje v řádech několika metrů. Hadice z různých materiálů dnes často seženete i v různých barvách a dokonce se vyrábějí i UV reaktivní. Tento efekt ale snadno uděláte i za použití čiré hadice a UV barviva v kapalině. Pokud jde o ideální délku hadic, tak to je různé. Samozřejmě větší délka si žádá více vody. Ideální je tedy zbytečně dráhy neprotahovat, s čímž také souvisí nutnost klást vodě co nejmenší odpor. Vyvaroval bych se tedy zbytečně mnoha ostrých spojů apod.
- Fitinky
Jednotlivé komponenty, se kterými jsme se seznámili, mají samozřejmě připraveny otvory pro namontování fitinek. Fitinky jsou nástavce, které mají většinou z jedné strany závit k namontování do bloku apod. a z druhé strany pak tvar, vhodný k upevnění hadice. Fitinky a upevnění hadic jsou asi nejkritičtějším místem vodního okruhu.
Fitinky mají standardizovaný závit a také různé rozměry (průměry). Standardním závitem je G1/4 (trubkový závit). Ten používá většina dnes používaných vodních dílů. Nicméně lze narazit i na díly, které vyžadují závit fitinky G1/2, či G3/8. Jak upevnit hadice na fitinku?
- Aby voda v PC byla tam, kde být má a její ochlazení (Radiátor)
Vodní chlazení je nebezpečné z ohledu nebezpečí vyzkratování celého počítače, v případě uniku vody z vodního okruhu. Samozřejmě v ideálním případě by kapalina použitá ve vodním okruhu měla být nevodivá, takže by vlastně teoreticky žádné vyzkratování hrozit nemělo. V praxi většinou používaná chladící kapalina 100% nevodivá není. Stačí pak menší netěsnost mezi fitinkou a hadicí a již hned máte trošku destilované vody na nějaké té komponentě. Když počítač ihned vypnete a vysušíte, tak nic nehrozí. Horší je to v případě, že třeba rádi necháváte zapnutý počítač přes noc a vy u něj nesedíte. Kdyby voda z vodního okruhu unikla a vy byste to nezpozorovali, tak po pár desítkách minut/hodin může vám i destilovaná voda udělat škody na plošných cestách na nějaké té komponentě a tím pádem můžete tento kus hardwaru odepsat.
Vše, co musíte udělat proto, aby vám váš vodou chlazený počítač dokonale těsnil je poměrně jednoduché. V první řadě musíte zkontrolovat, zda-li vaše fitinky mají nad závitovou částí těsnící gumičku, jejichž účel snad zde nemusíme vysvětlovat. Dále je samozřejmostí, že všechny komponenty co budete mít zapřažené společně v okruhu, musí být ideálně kompatibilní. Vodní bloky jsou v dnešní době vyladěné k dokonalosti, takže z jejich strany se nemusíte strachovat, že by vám z nich na nějakém místě vytekla voda. Spíše se obávejte hlavního rizika a tím jest oblast fitinek a hadic. Když pouze na jednom místě nebude hadice dokonale těsnit na fitince, tak velice ohrožujete životnost svého počítače a dokonce i celkovou použitelnost vodního chlazení. Pro dokonalé utěsnění nestačí pouze mít správné fitinky a hadice, které k sobě dokonale přiléhají. Hlavně si dejte pozor na následující věc. I když hadice jde na fitinky poměrně těžko nasadit a přijde vám, že by měla dokonale těsnit, jelikož svou vlastní silou máte problém hadici z fitinky sundat, tak tomu nemusí tak být. Voda protékající v hadicích má poměrně obstojný tlak (ne sice takový, jak si někteří lidé myslí, že při použití necertifikovaných hadic vám můžou prasknout), ale tlak je dostatečně veliký na to, aby hadici po pár hodinách provozu vysunul až na samotný okraj fitinky. A když se vám toto stane, tak si můžete být jistí, že vám brzy začne unikat kapalina z vodního okruhu. Nám se toto stalo u bloku na procesor a řekneme vám, není to nic příjemného, když se vám počítač náhle zasekne a při zjišťování problému uvidíte na grafické kartě rybník.
A jak se tedy proti takovému nechtěnému vytopení počítače jistit? Nejlepší je na fitinku a hadici připnout stahovací plíšek, který koupíte v každém železářství za pár korun. Svou funkci bezpečně splní i obyčejná plastová stahovací páska z kterékoliv drogérie. Jen u plastových stahovacích pásek dbejte na to, ať je co možno nejvíce utažená a nezapomeňte! Vše, co vám přijde jako, že již více nemusí jít dotáhnout, tak většinou jde ještě dvakrát více. Nejlepší metodou je si vzít kombinačky a nějaký předmět pro zapření. To již tyto stahovací pásky dokážete dotáhnout s "ocelovou" pevností. Jistou možností jsou i speciální druhy fitinek s převlečenou maticí, nebo dokonce s bezpečnostními pojistkami, které když rozpojíte, tak se okruh zavře a nic neuniká. Hodí se tedy pro ty, kteří často něco vyndavají z vodního okruhu. Samozřejmě cena je přímo úměrná složitosti fitinek. Nejpoužívanější jsou tak fitinky nástrčné nebo s trnem.
Dobrou radou je i našroubované fitinky v blocích, expanzích, či radiátorech, pojistit utěsněním kromě onoho gumového těsnícího kroužku, ještě za použití silikonu. Podívejme se teď na poslední komponentu vodního okruhu …
- Radiátor (výměník)
Radiátor všichni známe, je to vlastně v podstatě topení. Ano ústřední topení je vodním okruhem a radiátor nám doma topí, tudíž odvádí teplo z vody. To samé v bledě modrém chceme i ve vodním okruhu v PC. Radiátor je právě tou komponentou, která odvádí teplo z okruhu pryč a zde tedy logicky nastupuje i ono chlazení vzduchem, bez kterého se ani u vodního chlazení tedy logicky neobejdeme.
Dnes již existují radiátory speciálně udělané pro vodní okruhy s optimálním rozměrem fitinek, s možností na to přesně upevnit 120mm ventilátory. Dříve se opravdu používaly některé typy radiátorů přímo z automobilů – oblíbené pak byly zejména z jednoho staršího modelu značky OPEL. Dnes už ale není nutné jejich poměrně složité zapracování do okruhu. Dnes můžeme koupit za slušnou cenu již hotové a dobře navržené radiátory. Nejběžnějšími jsou velikosti 120mm, 240mm a 360mm. Výšky radiátorů jsou odvozeny od toho, kolik se na nich vejde 120mm ventilátorů. Skutečná chladící plocha je díky spleti měděných trubek a měděných žeber daleko větší a vyzařovací plocha má tak klidně několik tisíc cm.
- Jaký rozměr radiátoru?
Čím větší, tím lepší. Radiátor je klíčovou komponentou okruhu a odvádí ono teplo. S malým radiátorem budete muset použít ventilátor na vyšší otáčky a i tak si nebudete moci dovolit chladit v počítači vodou vše. Nejlepší je do vodního chlazení zakomponovat 360mm radiátor se třemi lehce se otáčejícími 120mm ventilátory. V případě že byste chtěli použít pouze 240mm radiátor, tak se připravte na to, že tento radiátor vám bude schopen utáhnout pouze slabší procesor a možná i jednu grafickou kartu. My máme ozkoušeno, že v případě chlazení kompletní výkonné sestavy vodou je zapotřebí i dvou 360mm radiátorů a viděli jsme i systémy se třemi-čtyřmi, kde v podstatě celou jednu vnější stěnu big tower skříně zabral právě výměník.
Bez radiátoru, nebo jiného výměníku, se vodní chlazení neobejde, neboť by voda nabírala stale vyšších a vyšších teplot a vodní chlazení by tedy postrádalo smysl. Je možnost provozovat vodní okruh i bez této komponenty u méně náročnějších systémů, ale stejně se bez výměníku neobejdete. Můžete (musíte) ale použít větší expanzní nádobu, s minimálním obsahem 20Litrů, ale záleží také na tom, co všechno chladíte. My doporučujeme 30Litrovou nádobu, pro případ že nepoužíváte radiátory, jelikož tolik je ideální mít pro počítač, který je kompletně chlazen vodním chlazením. Větší expanzní nádoba ale není žádnou výhodou ani výkonovou, ani cenovou proti kombinaci běžné expanzní nádoby a klasického výměníku. Doporučujeme tedy používat radiátor vždy.
- Musím radiátor chladit?
Jak jsme již napsali, jsou radiátory různých velikostí a tedy i různých výkonů. Velký radiátor je vždy výhodou. Je dokonce možné, že váš vodní okruh budete třeba moci chladit i bez použití ventilátorů na radiátoru, protože třeba nemusíte chladit tolik výkonné komponenty a voda se stačí ve výměníku dostatečně ochladit. Jak už jsme ale napsali v první kapitole, teplota vody nemůže být nikdy nižší než teplota vzduchu okolí. Pokud byste chtěli nižší teplotu vody, musíte vlastně ochladit i to okolí. Jak víme, voda s klesající teplotou má lepší tepelnou vodivost. Nicméně většina okruhů si s přehledem vystačí s běžným chlazením okolním prostředím a nemusíte vodu speciálně podchlazovat.
Tak se pojďme podívat na to, jak to dát celé dohromady …
- Montáž vodního okruhu – vlivy na jeho výkon
Teď již víte vše o tom, jak řádně si své vodní chlazení utěsnit, tak aby vám nevyteklo. Jak nasadit bloky na všechen HW, který bude chlazen vodou a také jak správně sundat referenční chladiče, tak abyste si nepoškodili váš hardware. Už nám zbývá si pouze připomenout úvod a tak si opět povíme, v jakém pořadí zapřáhnout komponenty vodního chlazení do okruhu.
- Záleží na pořadí komponent?
Nejlepší variantou, když chladíte kompletně základní deskou vodou plus procesor a grafickou kartu, tak je zapojit komponenty v následné hierarchii. Mosfety sériově za sebou, procesor, severní můstek, grafickou kartu, jižní můstek, radiátory, expanzní nádobu a čerpadlo. Tímto vodní okruh máte uzavřený a bude vám chladit s nejlepší účinností. A proč jsme tak zvolili? Protože mosfety vodu ohřívají nejméně z celé sestavy a následující komponenty již vodu trošičku zahřejí, ale jsou zařazeny v co možno nejlepším esteticko-výkonnostním uzpůsobení, takže svou roli odvedou s nejlepším ohodnocením. Samozřejmě musíme dbát i na uspořádání hadic v PC. Nemá smysl táhnout zbytečně hadice sem tam.
Teď vám ale prozradím něco, co trochu popře výše uvedené. Protože se bavíme o uzavřeném vodním okruhu, kde je vlastně tlak i proudění stále konstantní v každé části okruhu, je v podstatě úplně jedno v jakém pořadí to zapojíte. Ochladit by se to mělo víceméně úplně stejně. V praxi tak existují mezi různými kombinacemi jen malé rozdíly. Pokud třeba ženete vodu z čerpadla přímo na procesor a z něj pak na radiátor, který ji ochladí a žene ji na grafiku, pak jsou zde několika stupňové rozdíly, než když ženete vodu na procesor, rovnou na grafiku a až pak na výměník. Nicméně vzhledem k praktičnosti tahání hadic po PC je to v podstatě jedno. Samozřejmě není nutné celý počítač chladit jedním okruhem. Vynikajících výsledků dosáhnete za použití dvou, nebo dokonce tří okruhů.
Obecně dobrou myšlenkou je jeden okruh pro procesor a druhý pro grafickou/ké karty. Samozřejmě toto vyžaduje zdvojený počet komponent, jako jsou expanzní nádoby, radiátory a vodní čerpadla.
- Další vlivy na výkon vodního okruhu
Už jsme si řekli o tepelné kapacitě, vodivosti, ale už několikrát jsem zmínil cosi o odporu. Voda, která obíhá v uzavřeném vodním okruhu, musí být něčím poháněna a to něco je již rozebrané čerpadlo. To však musí vyvinou nějakou sílu, aby vodu udržovalo v ideální rychlosti pohybu. Jak jsme si už řekli, ideální průtok je zhruba 500-550L/H. Čerpadlo však ve skutečnosti musí dodat více, protože průtok zpomalují různé odpory v okruhu. Odporem je pak myšleno vše, co vodu zpomaluje, kde voda do něčeho naráží a kde vzniká nějaké víření.
V našem kruhu jsou takovými odpory ostré úhly, či zatáčky, změny průřezů, nerovnosti uvnitř bloků atd. Všechny tyto věci vytvářejí dohromady celkový odpor a ten musí čerpadlo překonat. Potřebujeme tedy větší výtlak (jak vysoký sloupec vody čerpadlo vytlačí). Tím ale také stoupají energetické nároky, nároky na čerpadlo, i jeho hlučnost. Teoreticky je tedy nejlepší nechat vodě co nejlepší průtok a pokud možnost všechno rovně. Jenže zároveň potřebujeme zejména ve vodních blocích ony výstupky, které předávají teplo kapalině a také v radiátoru potřebujeme vodu udržet co nejdéle (dlouhá trasa) aby se vše dobře ochladilo. Všechen odpor tedy nejsem schopni eliminovat, protože jej potřebujeme. Odpor zvyšují i doplňkové komponent vodního chlazení, jako jsou například průtokoměry atd. Musíme mezi tím vším nalézt rovnováhu, což ale zase není tak složité, jak to zní. Se slušným čerpadlem prostě problém mít nebudete, výhodou je, že tohle už nemusíte složitě (a často draze) zjišťovat, protože už to za vás udělali jiní.
- Výkon vodního chlazení
Klasické vzduchové chlazení (při použití odpovídajících chladičů) dokáže váš hardware uchladit při obstojných teplotách a to i po přetaktování. Ale neříkejte, že nebudete rádi, když vaše PC bude mít o dobrých 30-50% nižší teploty. Tak od toho je zde právě vodní chlazení. Jen se schválně podívejte na naměřené výsledky z minulého článku, kdy jsme porovnávali vodní chlazení s High-End vzduchovým.
Rozdíl v teplotách je to příjemný, ale teplotní rozdíl oproti vzduchovému chlazení nemusí být jediným důvodem, proč si vodní chlazení pořídit. Vodní chlazení vám může také dopomoci, k lepším taktovacím výsledkům. Například čtyř-jádrové procesory jsou již okolo frekvence 3800MHz téměř neuchladitelné a to i pro High-End vzduchové chladiče.
S vodním chlazením si již můžete dopřávat frekvence nad 4,0GHz. Jen tak abyste měli představu. Náš redakční Core i7 920 s chladičem Thermalright Ultra 120 Extreme a dvěma 120mm ventilátory je schopen fungovat maximálně do frekvence 4,1GHz. Na vyšších frekvencích se již procesor přehřívá a stává se nestabilním. S pomocí vodního chlazení.
- Údržba vodního chlazení
Dále by nebylo na škodu si říci něco o údržbě vodních bloků. Vodní chlazení není nutno kdoví jak často čistit, ale je dobré, když jednou za rok/půl roku rozeberete vodní okruh a vyčistíte bloky. Nejlépe se to dělá Coca-Colou nebo citronovou šťávou. My bloky čistíme zásadně citronovou šťávou a po pár minutách leštění bloku houbičkou bloky vypadají ještě lépe než nové. V případě bloků s hustým drážkováním na jejich "horní straně základny" doporučujeme jejich pročištění provést namočením do výše zmíněných tekutin na pět až dvanáct hodin (záleží na tom, jak moc jsou bloky zanesené). Následně již stačí pouze bloky utřít případně mírně poleštit a můžete vodní chlazení dát zpět do P. A z jakého důvodu je dobré občas bloky pročistit? Kdybyste to nedělali, tak je zde poměrně vysoké riziko, že vám za pár let, případně pouze jen za pár měsíců (záleží, jakou kapalinu ve vodním chlazení máte) bloky zkorodují a "nafouknou se". Což není žádná legrace, neboť vám poté můžou bloky naprasknout a voda vám vyteče do počítače. Nemluvě o snižování výkonu díky zanesení ploch, které předávají teplo. Tak že jednoznačně doporučujeme alespoň jednou ročně celý okruh rozebrat a řádně pročistit.
Takže si ještě řekněme pár věcí závěrem …
- Vodní chlazení PC – rady a shrnutí
Ačkoliv doby, kdy se vodní chlazení pro PC nedala realizovat jinak, než kutilsky doma už dávno minuly, stále to není přeci jen věc pro každého. Realizace vodního chlazení v PC vyžaduje jistou dávku znalostí a přehledu o tomto tématu, také hodně přemýšlení a počítání a ještě více pečlivosti při jeho sestavování.
Levná vodní chlazení se nevyplatí kupovat, jelikož jejich chladící výkon se v některých případech často ani nerovná výkonu nejlepších vzduchových chladičů a to při mnohonásobně vyšší ceně. Na nějaké sety typu Gigabyte GH-WIU02 3D Galaxy II či Thermaltake BigWater rovnou zapomeňte. Je to plýtvání penězi a jejich chladící výkon stojí za starou belu. Když chcete jít do vodního chlazení, tak jedině koupit každou součástku zvlášť a na míru. Jaké součástky vybírat, si teď popisovat nebudeme, na toto téma chystáme další díl povídání o vodním chlazení, kde se budeme snažit zaměřit se na konkrétní možnosti u jednotlivých součástek. Minimální částka, kterou si budete muset připravit na solidní vodní chlazení, tak aby mělo nějaký smysl je 6000 - 7000Kč. Za tyto peníze si pořídíte kvalitní čerpadlo, blok pro procesor plus grafickou kartu, expanzní nádobu a 360mm radiátor. V případě že chcete PC chladit kompletně včetně desky, grafické karty a procesoru, tak připravte vaší peněženku na to, že zhubne o daleko více.
Vodní chlazení vyžaduje pečlivost při montáži a opatrný postup. Doporučujeme začít u jednodušších vodních okruhů a zkusit si to třeba jen na čipsetu nebo procesoru. Postupně pak vodní okruh rozšiřovat. Důrazně vám také doporučujeme otestování celého vodního okruhu mimo počítač! Minimálně pár desítek hodin jej nechat běžet a ujistit se o jeho dokonalém utěsnění a funkčnosti, než jej namontujete přímo do vašeho PC.
- Co od vodního chlazení očekávat a co neočekávat?
V první řadě vodní chlazení není realizováno primárně pro tiché chlazení. Tiché a účinné chlazení je možné realizovat daleko levněji za pomocí klasických kvalitních vzduchových chladičů a to i u nejvýkonnějších komponent. Neexistuje dnes běžná PC komponenta, kterou by v základu, jak je prodávána, nebylo možné tiše a účinně chladit za použití běžných vzduchových chladičů. Vodní chlazení se pořizuje proto, že potřebujete chladit přetaktované komponenty, které se vzduchem a tiše chladit už nedají.
Vodní chlazení je extrémní způsob chlazení, které má svá rizika, které jsou vyšší, než u klasického vzduchového chlazení a vždy budou. S tímto vědomím k němu přistupujeme a realizujeme jej tedy jen tehdy, pokud je to skutečně nutné. Nemá žádný smysl montovat vodní chlazení k běžným netaktovaným komponentám u středně výkonného počítače.
Největším rizikem je samozřejmě únik chladící kapaliny. Ačkoliv je třeba doporučená destilovaná voda téměř nevodivá a sama o sobě v menším množství rozhodně škody nenapáchá, problém je, že třeba v kombinaci s prachem, pokud se nashromáždí, už pak nevodivá být nemusí. Strach z toho ale při dobrém a pečlivém provedení mít nemusíte. Samozřejmostí je pak pravidelná kontrola a údržba. Vodní chlazení bude vždy rizikovější než klasické vzduchové, protože je zkrátka složitější. Moderní a dobře navržené a poskládané vodní okruhy jsou ale postaveny tak aby rizika minimalizovala.
Jistým rizikem, se kterým musíte také počítat, je návykovost. Pokud vás stavba vodníka jednou chytne, tak vás jen tak nepustí a to se odrazí i v investicích do tohoto koníčka. Dobrou zprávou ale je, že se pře vámi otevírají obrovské možnosti modifikace vodních chlazení až po jejich zapracování do kompletní funkční i vzhledové úpravy skříně. A nemusí to skončit jen u stolního počítače.
- Závěr
Slíbili jsme vám trilogii o vodním chlazení a druhý díl máte dnes úspěšně za sebou. Takže v příštím článku můžete očekávat to, co jsme slíbili. Hlavní tématikou, kterou se budeme zabývat v závěrečném článku, bude výběr konkrétních správných komponent do vodního okruhu. Budeme vybírat jak pro sestavy AMD (stejná konstrukce patic) tak i pro intel s775 nebo s1366/1156 – v podstatě je to ale stejné, liší se to jen v upínkách. Samozřejmě, že nezapomeneme ani na výběr bloků pro všechny grafické karty, na které si jen vzpomeneme, takže doufáme, že nikdo nebude ochuzen s radou pro tu svou sestavu.
A upozornění na závěr - Redakce magazínu DDworld.cz nenese žádnou zodpovědnost za zmařený život jakéhokoliv kusu HW, či kterýkoliv pokažený díl při instalaci vodního chlazení do počítače. Jestli se rozhodnete vodní chlazení si smontovat, tak to děláte jen na vlastní triko a nikdo jiný za vás tu zodpovědnost neponese. Dobrou radou je přísloví dvakrát měř a jednou řež.
Za konzultace k článku děkujeme webu CTTL.cz, informace byly také čerpány z internetových diskusních fór i vlastních postřehů.
| AUTOR: Jan "DD" Stach |
|---|
| Radši dělám věci pomaleji a pořádně, než rychle a špatně. |
| Komentáře |
|
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
tak že přínos pro některé čtenáře by zde určitě byl
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
ale zase je mi to celkom dost zbytočne ...mam dobre vzduchove chladenie a neni som nejaky overclocker že by som to moc potreboval ale laka ma to
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
. Nekolabuje ti to občas? S vodním chlazením ti neporadím, ale asi by stálo za to stáhnout frekvenci a s taktováním počkat na lepší chlazení. Procesor na nižší frekvenci při nízké teplotě často podává vyšší výkony než přehřívající se CPU na vysoké frekvenci.
| ||||||
| ||||||
| ||||||