Vätskekylning - allt du behöver veta

Flytande kylsystem är alltmer ett krav inte bara för spelare-entusiaster, utan för mindre avancerade användare och fans av modding. Trots att de ses som mer dekorativa än en kylfläns är dessa i allmänhet mycket bättre kylsystem än kylflänsar.

I den här artikeln ser vi allt du behöver veta om denna PC-komponent. Kanske vi övertygar er om att ha en som ger goda fördelar om vi har en kraftfull dator.

Vad är vätskekylning och hur fungerar det

Vi kommer alla att veta eller någonsin sett vår CPU-kylare, ett aluminiumblock med en fläkt på toppen. Precis som detta tjänar ett flytande kylsystem till att ta bort värme från processorn, och inte bara härifrån, utan också från annan hårdvara som grafikkort, RAM eller VRM.

Tänk på att driftsfundamentet är helt annorlunda än en luftflaska. Dessa system består av en sluten krets av destillerat vatten eller annan vätska som kan användas. Denna vätska förblir i kontinuerlig rörelse tack vare en pump eller en tank försedd med en pump så att den passerar genom de olika blocken som är installerade på hårdvaran som ska kylas. I sin tur passerar den heta vätskan genom det som väsentligen är ett kylarformat kylfläns, mer eller mindre stort, försett med fläktar. På detta sätt kyls vätskan igen och upprepar cykeln på obestämd tid medan vår utrustning är igång.

Precis som i en kylfläns förlitar sig vätskekylsystemet på två principer för termodynamik att fungera, och en tredjedel av fluidmekanik.

• Ledning: ledning är fenomenet genom vilket en varmare fast kropp överför sin värme till en kallare som är i kontakt med den. Detta inträffar mellan kylblocket eller kylblocket, och CPU: n, överför processorns IHS värme till blocket genom vilket vätska sedan passerar för att svalna. Konvektion: konvektion är ett annat fenomen av värmeöverföring som endast förekommer i vätskor, vatten, luft eller ånga. I detta fall verkar konvektion på det rörliga vattnet i kretsen. Å ena sidan överför CPU-blocket värme till vätskan och ökar dess temperatur, och å andra sidan tar radiatorn bort detta värme genom sina kanaler och fenor badade i en luftström som genereras av fläktarna. Laminariskt flöde: Vätskor har två typer av rörelsesteg, laminär och turbulent. I detta fall är det alltid avsett att flödet är laminärt, mer ordentligt och att det kan absorbera mer värme genom konvektion.

Mätningar och storlekar

Efter grunderna i operationen är det bekvämt att veta vilka storlekar som vi borde veta om komponenterna i vätskekylning. Som med fläktar eller kylflänsar kommer det att finnas mer och mindre bra komponenter.

• Buller: pumpen är ett element som har en motor, så att den också genererar brus vid drift. Det mäts i dBA. RPM: Precis som fläktar kommer en pump att ha vissa varv per minut. Dessutom har de alltid PWM- eller Analog-kontroll. Flöde: vätskeflödet mäts i L / h (liter per timme), ju högre detta är, desto större kylkapacitet kommer systemet att ha. Tryck: Tryck är den kraft som utövas av vätskan på rörens väggar och spridningskomponenter. Det mäts i bar (barer) Pumphöjd: i anpassade system är en viktig parameter för pumpen den maximala höjden vid vilken vätskan kan pumpas. På detta sätt kan vi montera systemet och se till att vätskan når de högsta områdena Radiatorns yta och format: kylkapaciteten för en kylare bestäms av den maximala ytan den täcker, både i tjocklek och i längd och bredd. Det mäts i m ², och ju mer, desto bättre, naturligtvis. Konduktivitet: alla komponenter, vare sig de är flytande eller blockerar, har termisk anslutning, vilket är deras förmåga att transportera värme utan motstånd. Det mäts i W / m * K (Watt per Kelvin Meter). Tanken är att denna konduktivitet är den högsta möjliga i varje element. Typiska parametrar för fläktar: bland de typiska parametrarna för fläktar har vi dess statiska tryck, mätt i mmH2O och dess luftflöde, mätt i FCM. Vi har all denna information i fansens artikel: allt du behöver veta.

Flytande kyltyper

På marknaden kan vi huvudsakligen hitta två typer av vätskekylning, allt-i-ett-system och anpassade system.

Allt-i-ett eller AIO-system är i grunden kretsar som redan är helt monterade av tillverkaren med allt som behövs för att installera och använda. I allmänhet är de mycket billigare än de följande som vi kommer att se, även om de bara kommer att kunna kyla processorn tack vare ett enda block med en integrerad pump, en kylare och dess rör installerade på ett fast sätt och vätskan redan införts.

Den andra typen av flytande kylning är den personliga eller anpassade, som genom att kasta oss kommer att förstå att vi måste montera den själv bit för bit. I dem kommer komponenterna alla separat och i den mängd som vi har beställt. Till exempel 3 meter rör, två kalla block, en tank, två radiatorer, etc. På detta sätt anpassar kretsen sig perfekt till vårt chassi, med de komponenter som vi vill svalna och med den design som vi anser vara lämplig. Dessa anpassade system har block för att kyla till och med VRM RAM-minnen eller hårddiskar.

Det finns fortfarande en tredje metod för vätskekylning som är nedsänkning. Vad som görs här är att fördjupa alla elektroniska komponenter i en behållare med en vätska som inte är ledande för elektricitet. Dessa vätskor är i allmänhet oljor som inte har elektrisk konduktivitet. I dem håller ett pumpsystem vätskan i rörelse så att konvektionen är mer effektiv.

Komponenter i vätskekylning

Låt oss titta närmare på de olika komponenterna som är involverade i vätskekylning. I allmänhet är alla system baserade på samma komponenter, även om vi kan se vissa varianter eller ett större antal av några av dem.

Kylvätska

Kylvätskan är det element som ansvarar för att transportera den termiska energin från komponenterna till kylaren. Normalt bör en vätska med god konduktivitet och medelviskositet användas för att undvika turbulent flöde. Den mest utmärkta tillverkaren av kylvätskor är Mayhems, som har ett brett utbud av vätskor för anpassad kylning, även om den också levererar andra märken som Corsair med sin Hydro X.

De mest använda fluiderna härrör normalt från etylenglykol eller helt enkelt glykol. Detta är en organisk kemisk förening tillverkad av etenoxid, så den är verkligen giftig. Det har en högre viskositet än vatten, som är färglös och luktfri, varför färgtillsatser normalt läggs till för att hjälpa till att skilja det från vatten. Denna förening blandas med destillerat vatten eller andra tillskott för att bilda blandningen, och med en kokpunkt på 197 makesC gör den idealisk för kylvätska, bil eller dessa system som vi ser.

I allt-i-ett-system är emellertid den vätska som normalt används destillerat vatten eller rent vatten, som har god termisk prestanda och inte är elektriskt ledande.

Pump och tank

Pumpen är det element som gör att vätskan rör sig genom hela kretsen, om det inte skulle vara möjligt att transportera värme från de elektroniska komponenterna till kylaren. I allt-i-ett-system är denna pump normalt belägen direkt i kylblocket för att förenkla kretsen och optimera det upptagna utrymmet. I dessa system är det lite mer komplicerat att byta vätska eftersom vi måste rensa systemet så att det inte finns någon luft inuti som förvärrar cirkulationen.

Å andra sidan, i anpassade system lindrar de detta problem med att rensa systemet med hjälp av en tank som integrerar pumpen. Låt oss säga att det är som bilarnas expansionsbehållare, ett element som innehåller en stor mängd vätska vid omgivningstryck där den faller ovanifrån och under, en pump sätter den i rörelse igen. Detta förhindrar också att kretsen ökar i tryck på grund av expanderingen av vätskan på grund av temperaturen.

På marknaden har vi i princip två typer av pumpar för kylning: D5 och DDC med olika varianter. D5-pumpar är i allmänhet större, även om motorns vridningssystem är i princip samma på båda. En motor med axeln vilande på basen där den roterar, som har magneterna som tvingas rotera av lindningarna eller spolarna placerade i en oberoende kammare så att de inte blir våta.

D5 har större flöde och lägre ljudstyrka, även om vätsketrycket är lägre. Dessa pumpar används vanligtvis i anpassade systemtankar. Däremot DDC: er med mindre, mer kompakta pumpar som flyttar vätska vid högre tryck. DDC: er används vanligtvis för allt-i-ett-system som är byggda på det kalla blocket.

Kalla block

Kylblocken eller kylplattorna är elementen som installeras direkt på de elektroniska komponenterna som ska kylas. Dessa block kan ha mycket olika former och mönster, även om det är en konstant att de är gjorda av koppar eller aluminium. Det är de två mest använda metallerna, den första med en konduktivitet mellan 372 och 385 W / mK beroende på dess renhet, och den andra med 237 W / mK. Uppenbarligen, ju högre konduktivitet, desto bättre val kommer det att vara, så det är uppenbart att koppar är det bästa alternativet i längd, eftersom det endast övergås av silver och dyrare föreningar att tillverka.

Dessa block har en solid bas som ger kontakt med IHS för CPU eller GPU, medan internt passerar ett stort antal kanaler vätskan genom metallen för att samla upp värme. Blocken i allt-i-ett-system är något mer komplexa eftersom de integrerar pumpen där. Dessutom har några av dem till och med fenor och fläktar för att ta bort en del av värmen redan direkt från själva basen och därmed lindra arbetet som kylaren måste göra.

Det goda är att tillverkarna gör tillgängliga för användarblocken kompatibla med RAM-minne, med VRM: erna på moderkorten, till exempel Asus Maximus XI Formula, eller för SSD- eller HDD-lagringsenheter. Möjligheterna är enorma.

Termisk pasta

Men naturligtvis, mellan CPU och blocket måste det finnas en komponent som förbättrar värmeöverföringen, och detta kommer att vara den termiska pastan. Dess funktion, tillämpning och egenskaper kommer att vara exakt samma som i normala kylflänsar, vilket förbättrar kontakten mellan blocket och CPU.

radiatorn

Kylaren eller växlaren är den komponent som ansvarar för att skicka värmen som transporterar vätskan till miljön. Dess drift är exakt densamma som alla andra bilkylare eller luftkonditionering, det är en stor yta som alltid är inbyggd i aluminium försedd med ett stort antal kanaler genom vilka varmt vatten cirkulerar i form av en spole. I sin tur är dessa kanaler kopplade samman av ett mycket tätt system av tunna aluminiumfenor som fördelar värme över ytan.

En kylare kan inte fungera ordentligt utan ett tvungen ventilationssystem, så fläktar är installerade på dess yta för att generera en luftström vinkelrätt mot fenorna som samlar värme genom konvektion. I huvudsak är två vatten-metall-luft konvektionsutbyten involverade i en kylare.

De radiatorer som används i PC-vätskekylsystem är nästan alltid en standardiserad storlek, med en bredd på 120 eller 140 mm och olika längder beroende på antalet fläktar som vi ska passa. Det kan vara 120, 140, 240, 280, 360 eller 420 mm för 1, 2 eller 3 120 mm eller 140 mm fläktar. På samma sätt har allt-i-ett-en standardtjocklek 25-27 mm, medan vi i anpassade system har block som till och med överstiger 60 mm för extrema konfigurationer.

fläktar

Fläktarna ansvarar för tillförsel av den nödvändiga luftströmmen för att kyla vätskan som rinner genom kylaren. För dem har vi redan en artikel där vi förklarar på ett mycket detaljerat sätt hur det fungerar. Här måste vi stanna kvar med dess dimensioner, eftersom vi hittar de på 140 mm och de på 120 mm.

Beroende på kapaciteten på vårt chassi och radiator monterar vi det ena eller det andra. Naturligtvis inkluderar alla AIO-system redan de nödvändiga, men vi kan fortfarande göra en extra konfiguration som heter Push and Pull. Det består av att placera fläktar på båda sidor av kylaren, vissa kommer att pressa luften mot den, och de andra kommer att samla den och fördriva den med högre hastighet. Det fördubblar inte riktigt flödet, även om det för tjocka radiatorer kan vara värt att göra.

rör

Den viktiga delen av ett vätskekylsystem är rören, hur kan vi få vätskan från en plats till en annan utan dem? Rör, som andra komponenter, har vanligtvis en standardsektion som är 10 mm (3/8 tum) eller 13 mm (1/2 tum) för flexibla rör och 10 eller 14 mm för styva rör .

När det gäller AIO-system bör vi inte oroa oss för mycket, eftersom de är mellan 40 och 70 cm långa och är helt monterade i systemet. Dessa är nästan alltid gjorda av gummi och täckta med textil- eller nylonnät för att förstärka dem. Detta gör att de kan hanteras säkert utan att böjas eller delas.

Något annorlunda är de anpassade systemen, eftersom vi till en början måste köpa dem separat och med det inre och det yttre avsnittet som är kompatibelt med resten av sammanfogningselementen. Vi har å ena sidan de flexibla rören, som vanligtvis är tillverkade av polyvinylklorid (PVC). Om fördelen är att de är flexibla och lätta att installera, eftersom de anpassar sig ganska bra till hårdvarosituationen, även om se upp, eftersom de fälls mycket lätt. Å andra sidan har vi styva rör också inbyggda i PVC eller polymetylmetakrylat, en termoplastisk förening som vi måste värma för att ge den rätt form. Med det senare är resultatet av församlingarna spektakulärt.

Beslag och kopplingselement

Och sist men inte minst har vi de sammanfogande elementen som endast används för anpassade system. AIO: er kommer redan med allt installerat, och skarvarna tillverkas vanligtvis genom tryck eller med hylsor som inte kan tas bort.

Istället för att montera det andra systemet kommer vi att behöva beslag, eller fackföreningar i form av armbågar, ärmar eller avdelare för att gå med i bitarna av had. Dessa fogelement är normalt tillverkade av mässing, en koppar- och zinklegering som är resistent mot vatten och god korrosionsbeständighet. Vi kan också hitta dem direkt i aluminium eller koppar, och om de är av extrem kvalitet, i rostfritt stål.

RGB-belysningssystem

Och i ett flytande kylsystem måste naturligtvis förekomsten av RGB-belysning vara en prioritering, eftersom det handlar om att vår PC är spektakulär. Faktum är att fler och fler system inkluderar RGB-fläktar och även lysdioder på pumpblocket. Och låt oss inte prata om anpassade sådana, till exempel Corsair Hydro X, som har RGB i alla sina kylblock, i tanken och i fläktarna.

De flesta är direkt hanterbara med programvara eller är på annat sätt kompatibla med moderkortets belysningstekniker, till exempel Asus AURA Sync, MSI Mystic Light, Gigabyte RGB Fusion eller ASRock Polychrome.

Installation av vätskekylning

När det gäller dessa system är beslutet inte så enkelt som för luftbänkar, eftersom fler faktorer påverkar typen av uttag det är avsett för. Hur som helst är stegen att ta olika om det är en AIO eller ett anpassat system.

AIO

I allt-i-ett kommer uppgiften att vara ganska enkel, eftersom systemet är helt monterat från fabriken och vi bara måste säkerställa kompatibilitet med den plats den är avsedd för. Dessa är faktorerna att beakta:

• CPU-uttag: Uppenbarligen behöver vi ett block som är kompatibelt med vår utrustning, även om praktiskt taget alla erbjuder hela supporten, för AMD och Intel. Endast bara gängare lämnas vanligtvis på billigare system, om vi har ett av dessa måste vi följa dess specifikationer. Chassikompatibilitet: Genom att ha en kylfläns behöver vi tillräckligt med utrymme på chassit för att sätta det. Här är det viktigt att se om det stöder sådan montering. Vad som normalt ska vara 240 eller 360 mm med en minsta tjocklek på 50 mm som fläkt + kylare

Och sanningen är att lite mer, om något, för att se om vårt styrelse har belysningsrubriker för att ansluta fläktarna.

Anpassad kylning

Detta är redan en annan sak, eftersom vi måste montera systemet helt. När det gäller de ovannämnda för AIO: er, är vi i exakt samma förhållanden, även om vi naturligtvis måste se till kompatibiliteten med andra komponenter. Det finns kalla block för olika GPU: er, till exempel Nvidia RTX, GTX etc. och ett av dessa försäkringssystem som vi kommer att implementera också i vårt. Det kommer att vara mycket viktigt att veta om systemet i fråga har block som är kompatibla med vår GPU. För referensmodeller är de nästan alltid tillgängliga, men för grafikkorten monterade av varumärkena är det mer komplicerat.

En annan viktig faktor är valet av chassi, eftersom inte alla tillåter installation av pumptankar. På samma sätt är flexibla rör lättare att installera och mer mångsidiga, men styva rör ger ett spektakulärt utseende.

Slutligen måste vi studera hur vi ska utforma kretsen, och det finns flera sätt som kan betraktas som standard:

Kallt vatten pumpar:

Personligen är det den vi gillar mest. Det kretsschema som ska användas kommer att vara Pump -> CPU + GPU Block -> Radiator -> Tank -> Pump. På detta sätt når vattnet tanken så kallt som möjligt efter att ha passerat genom kylaren för att förhindra att den dimmas upp om den är transparent och RGB. Dessutom går det igenom blocken med högre tryck så att dess effektivitet blir bättre.

Varmvattenpumpning:

Detta system har en Pump -> Radiator -> CPU + GPU Block -> Tank -> Pump loop. Det bästa med det är att en del av värmen är avledande i själva tanken, men det dåliga är att när den passerar genom radiatorkretsen tappar den trycket. Dessutom kommer värmen att dimma upp tanken och om de är höga temperaturer kan vi ha problem.

System med dubbla steg:

I denna konfiguration introducerar vi en andra kylare i kretsen, oavsett vald konfiguration. Detta kan placeras mellan CPU- och GPU-blocken eller vara i följd med den första radiatorn.

underhåll

Dessa system kräver i princip samma underhåll som de andra komponenterna. Även om en viktig faktor läggs till såsom vätskan, som oundvikligen sliter bort antingen AIO eller Custom.

I det första fallet är det ett helt stängt system, så i princip borde det förbli oförändrat, men i vissa system kan det behöva fyllas efter några år, 1, 2 eller 3. Vi kommer att märka detta på grund av en ökning i temperaturen i komponenter som ska kylas eller buller i pumpen.

I anpassade system måste vätskan bytas oftare, 1 eller 2 år.

Fördelar och nackdelar med flytande kylsystem

För att avsluta, låt oss se vilka fördelar och nackdelar dessa kylsystem erbjuder oss jämfört med traditionella luftsänkor.

fördelar:

• Mer effektivt system för kylning av komponenter.Orbjudet till konfigurationer med överklockningskapacitet och högpresterande komponenter. Mer snyggt och med mindre utrymme upptagen på brädet. Genom att fläktarna är från kortet blir komponenterna mindre smutsiga. Det är möjligt att kyla inte bara CPU, utan också GPU och till och med hårddiskar, VRM och RAM om kortet är kompatibelt Enkel installation för AIOMs Bättre estetik och anpassningskapacitet Fullt anpassningsbar efter användarnas behov

nackdelar:

• De är dyrare än kylflänsar Vi behöver ett kompatibelt chassi Att introducera vätska aktiverar risken för läckor

Slutsats och guide till bästa vätskekylning

Vi tror att vi inte har lämnat något bakom oss i denna fråga, eftersom vi har sett djupgående alla de delar som utgör kylsystemen, såväl som deras driftsfundament. Vi lämnar dig nu med vår guide till de bästa vätskor som vi kan hitta på marknaden.

Guide till bästa kylflänsar, fläktar och vätskekylning för PC

Har du någonsin använt flytande kylning? Tror du att det är värt det? AIO eller anpassad?