1. Зміст вступ
2. варіанти кольорів
3. трохи теорії
4. Вибір конструкції і матеріалів
5. виготовлення

Зміст

вступ

Даний матеріал навіяний враженнями від роботи над попередньою статтею , Героєм якої був безшумний HTPC в корпусі-радіаторі. Мені дуже захотілося використовувати в ньому AMD A10-5800K . Зручна річ, в якій в одному корпусі поєднуються досить потужний процесор і графічне ядро. Але є одна проблема - його типове тепловиділення складає 100 Вт. На перший погляд, це не так вже й багато, але критична температура ЦП дорівнює 70 градусам. Виходить цікаве рівняння, в якому присутні невисока температура і пристойне тепловиділення. Непроста задача.

Природно, як кожна розумна людина, спочатку я вирішив піти по шляху найменшого опору - купити серійний кулер, який міг би впоратися з завданням відведення 100 Вт тепла від процесора.

варіанти кольорів

Є досить великий список систем охолодження, здатних працювати без вентиляторів і розсіювати при цьому від 65 до 130 Вт. Звичайно, перелік не самий повний.

Перші два, можна сказати, ветерани, інші набагато молодше. З усього списку у мене були перші три, і я вирішив випробувати їх в «пасиві», почавши з Scythe Ninja.

Природно, без вентилятора, оскільки надії на нього було мало. У його технічних характеристиках зазначено, що він в «пасиві» здатний відвести 65 Вт. А я його ставлю на стоваттному процесор.

У тестуванні була використана плата виробництва MSI FM2-A85XA-G65. При включенні моніторинг в BIOS показує 32 градуси, потім температура починає зростати приблизно на 1 градус за хвилину і дуже скоро зашкалює за 73 градуси. Далі я вимкнув.

Поставив самий величезний кулер всіх часів - Scythe Orochi.

З ним краще, на градус зростає хвилини за дві-три, але температура все одно досить швидко зашкалює за 73-74 ° C. Як і в попередньому випадку, при досягненні цієї планки я відключав систему. Шкода материнську плату, дуже вже вона мені подобається.

Настав час останньої надії, справжньою «важкої артилерії» - Thermalright Macho HR-02.

Про нього пишуть, що він в пасиві розсіює 130 Вт. Але і з ним температура зростає швидко. Зате в порівнянні з Scythe Orochi теплові трубки прогріваються набагато спритніше. Проте, невдача чекає і тут, через деякий час температура перевалює позначку в 74 градуси. І це під навантаженням BIOS. Що ж буде, якщо запустити «Линпак»?

Після аналізу ситуації я зрозумів, у чому тут заковика. У технічних характеристиках всіх сучасних кулерів, наведених вище, зазначено, що вони розсіюють до 130 Вт в пасиві, але за умови використання процесорів Intel, у яких критичні температури вище. Значить, система охолодження нагрівається до більш високої температури. А чим більша різниця між температурою кулера і температурою навколишнього середовища, тим інтенсивніше теплообмін. Ось і виходить, що весь цей славний список безсилий перед продукцією AMD!

Довелося «колгоспів» систему охолодження для НТРС самому. Завдання було виконано, розповідь про виконану роботу можна знайти тут . Але на душі так і не полегшало, залишився осад у вигляді досить високих температур.

Дійсно, НТРС, працюючи за прямим призначенням, грівся в розумних межах. Але якщо запустити «грілки» типу «Линпак», температури наближалися до критичних значень. Це не настільки страшно, тому як такі надмірні навантаження в звичайному житті не зустрічаються. Але ... як завжди, хочеться більшого. Найхолодніше, могутніше, швидше ...

І згадалася дуже стара тема - самостійне виготовлення теплових трубок і термосифонів. Колись я сам їх робив, але тоді у мене не було потрібного інструменту і вакуумного насоса. Тепер все це є, чому б не спробувати знову?

Сучасні кулери з тепловими трубками дуже ефективні. Але при їх виготовленні дотримуються обмеження по габаритах, вазі, сумісності та багато інших. Мене ж нічого не обмежує, можна спробувати зробити свій суперкулер. Якщо вийде, то буде приємно усвідомлювати, що будинки «на коліні» виготовлений девайс, за ефективністю не поступається кращим серійним зразкам (а хочеться сподіватися, що краще).

Якщо не вийде, що ж, сильно не засмучусь. Але тоді, можливо, результатом стане стаття, яку не скучно буде прочитати. Як вважають східні мудреці, головне не мета, а дорога до досягнення мети.

трохи теорії

Розповідати про теорію теплових трубок справа невдячна, оскільки читачі Overclockers.ru люди різні. Хтось обуриться - хто цього не знає! А хтось дійсно чує про це вперше. Тому спробую викласти все якомога коротше, щоб не дратувати перших і було зрозуміло другим.

І відразу цитата з матеріалу «Теплова труба» :

Але спочатку про термосифонного одного із попередників теплової труби. Розглянемо принцип його роботи на прикладі пристрою.

На схемі видно, що пристрій складається з герметичного корпусу (4), з якого відкачано повітря. Рідина (3) знаходиться в зоні випаровування (1), та нагрівається і рідина перетворюється на пару (5). Останній піднімається і потрапляє в зону конденсації (2), де охолоджується і конденсується в рідину (6), яка стікає по стінках в зону випаровування. Потім цикл повторюється.

Теплопровідність такого приладу велика. Термосифон здатний забезпечити більшу потужність теплопередачі навіть при малій різниці температур між його кінцями.

Але він працює тільки, якщо зона конденсації вище зони випаровування, в іншому випадку вода під дією сил гравітації стікати не буде. Якщо всередині корпус термосифона покрити капілярно-пористим матеріалом, то повернення рідини буде забезпечений капілярний ефект, отже, працездатність вже не буде залежати від розташування. Термосифон з таким наповненням і є теплова труба - пат. США 2 350 348 (1942), теплова труба Гоглера.

Вибір конструкції і матеріалів

Практично у всіх сучасних суперкулеров однакова конструкція теплоприймача. Це мідна пластина з отворами, в які впаяні теплові трубки (ТТ). На мій погляд, це не найефективніший метод. Площа теплообміну між рідиною в ТТ і підставою невелика. Набагато цікавіше тут виглядає испарительная камера з розвиненою внутрішньою структурою, на зразок водоблоку. В такому випадку тепло, що відбирається від процесора, розподіляється по набагато більшій площі. На великій площі відбудеться випаровування рідини, а значить, більше тепла понесе з собою пар.

Отже, мій вибір - мідна випарна камера з розвиненою внутрішньою структурою.

Крім цього, у всіх суперкулеров використовуються класичні теплові трубки, в яких по одному перерізу в центрі йде пар, а по стінках з гнітом спускається сконденсованих рідина. Якщо розділити потоки, то перетин трубки буде використовуватися більш раціонально.

Мій вибір - контурна теплова трубка. Це означає, що вгорі випарної камери будуть трубки, по яких вгору йде тільки пар, а внизу буде трубка для повернення сконденсировавшейся рідини. Трубки мідні.

У серійних кулерів в кожній тепловій трубці є зона конденсації і на ній надіті теплорассеівающіх ребра радіаторів. Мені таку конструкцію в кустарних умовах реалізувати важко. Замість кількох зон конденсації я використовую одну і візьму готовий випарник від кондиціонера в якості конденсатора.

Капілярно-пористий гніт використовувати не буду, а використовую сили гравітації і розміщу свій конденсатор вище зони випаровування.

В якості рідини в ТТ буде дистильована вода, оскільки вона відрізняється найбільшою теплоємністю з усіх доступних для заправки рідин, в числі яких фреони, ацетон, спирт. Але вода кипить при 100 градусах. Правильно, при атмосферному тиску. Якщо відкачати з контуру повітря, то вона закипить при більш низьких температурах.

Для відкачування повітря потрібно передбачити порт. Клапан Шредера для цієї мети не придатний. При від'єднанні шланга він перекривається не миттєво і в контур потрапить повітря. У моєму випадку буде використаний шматок мідної капілярної трубки, після заправки я Пережміть її спеціальним інструментом, а потім запаяти пальником.

А для заправки системи впаяли ще один патрубок діаметром 6 мм і зроблю Вальцьована з'єднання. Після заправки накручу на це з'єднання манометр з вакуумметром для контролю тиску в системі.

У загальних рисах з конструкцією і матеріалами визначилися. Пора приступати до здійснення задуманого.

виготовлення

Коли я обговорював ідею самостійного виготовлення величезного кулера з приятелем, він підказав цікаву думку. Величезний суперкулер це добре, але непогано б, якщо він буде сумісний зі звичайним корпусом АТС як за розміром, так і по конструкції. Ця людина завжди дуже тверезо мислить і на подив дає тільки слушні поради. А доброю порадою гріх не скористатися.

Спочатку була думка купити гарний великий корпус з нижнім розташуванням блоку живлення. У верхній кришці прорізати отвір і опускати в нього теплосприймач кулера, а конденсатор розташувати зовні на кришці корпусу. Але з фінансових міркувань я передумав. Результат затії невідомий, навіщо різати новий корпус?

З цієї причини був узятий самий звичайний Б / У корпус з верхнім розміщенням блоку живлення. Конденсатор буде розташований на верхній кришці, а трубки пройдуть в готовий отвір, яке є в корпусі для установки БП. А сам блок розміщу в іншому місці. Корпус різати не треба, і ніщо не постраждає.

З корпусом визначився. На черзі теплосприймач - испарительная камера. Над його конструкцією я думав багато часу. Вірніше, над тим, що пристосувати під цю мету «з готового». Бачилося два варіанти. Перший - використовувати низькопрофільний мідний радіатор від кулера. Запаяти його в мідний корпус, а в цей корпус впаяти трубки, що відповідають за відведення пара і повернення сконденсировавшейся рідини. Але міді відповідної товщини у мене не знайшлося.

Тому для цієї мети використовувалася заготівля водоблоку, замовлена ​​мною багато років тому на заводі. Це мідний брусок розміром 50 на 50 мм, товщиною 17 мм. У ньому фрезерувати порожнину розміром 40 на 40 мм зі штирями перетином 2 на 2 мм. Товщина підстави 3 мм.

У верхній стінці я просвердлив два отвори діаметром 10 мм і вставив в них дві мідні трубки. За ним буде виходити пар. А в нижній стінці - один отвір і одну трубку діаметром 10 мм для повернення рідини. Все спаяв твердим мідним припоєм з вмістом срібла 5 відсотків. Вийшла ось така испарительная камера.

Запаювати кришкою я не став. Причина - бульбашкової кипіння. Испарительная камера в моєму випадку буде повністю заповнена водою. При кипінні у воді утворюються бульбашки пари. Цей процес супроводжується шумом - поклацуванням, мені ж необхідний безшумний кулер. Тому для запобігання утворенню бульбашок все порожнини будуть заповнені тонким дротом з нержавіючої сталі. На знімку вище крім випарника видно металева мочалка для чищення посуду, яка буде використана для цієї мети. Після того, як я все спаяні, все проміжки між штирями будуть заповнені цієї мочалкою, потім кришка буде припаяна на м'який припой ПОС-61. При застосуванні твердого припою температура пайки була б значно вищою, а при високих температурах тонка дріт може зруйнуватися.

А тепер про вибір конденсатора. Спочатку я хотів використовувати звичайний конденсатор від холодильного обладнання. Але пристрою прийнятних розмірів складалися з трубки діаметром 6 мм, і, на мій погляд, такої товщини недостатньо. Як заміну був знайдений випарник від віконного кондиціонера.

Розміри 450 на 250 мм, товщина ребер 25 мм. Ребра дуже щільне, відстань між пластинами 1 мм. Для природної конвекції це погано, але для проби піде. Тим більше що якщо все запрацює як треба, будуть шляху для модернізації. Отже, 410 ребер розміром 255 на 25 мм. Загальна площa 52 275 см2 без урахування площі трубок. Для порівняння - площа поверхні кулера Thermalright HR-02 8 000 см2.

Даний випарник хороший тим, що в його конструкції два входи і один вихід, як раз під мою випарну камеру. До того ж трубки в ньому поєднані так, що полегшується потік сконденсировавшейся рідини.

На фотографії вище видно, що майже всі нижні трубки збираються в одну. Так рідина краще стікає. Залишилося згадати, що в цей девайс використані більш товсті трубки, ніж в конденсаторі аналогічного розміру, їх зовнішній діаметр становить 8 мм.