Chladiče a chlazení

Vodní chlazení

    se v poslední době velmi rozšířilo. Mít vodníka v bytě - pardon, v počítači se stává módou a pro někoho nutností. Většímu rozšíření brání hlavně poměrně vysoká cena, která rozhodně nevyhovuje těm, co vyžadují "to nejlevnější zboží". Zákazník, který si k nám přišel pro nový, kvalitní ventilátor, který ale tentokrát neodejde hned po prvních pěti letech provozu (ale zároveň dodává - a rozhodně nechci něco dražšího než 50Kč - víc stejně nemám) není ideálním adeptem pro montáž této nové technologie. Takže pro koho je vodní chlazení určeno a co nám přináší?

    Předně si musíme uvědomit základní rozdíl oproti běžným ventilátorům: kapalina - voda přenáší teplo podstatně lépe než vzduch, proto je s jejím použitím chlazení mnohem snazší.
Takže vodní chlazení je určeno:
a) pro toho, kdo svůj výkonný HW už jen těžko uchladí běžným způsobem
b) pro toho, kdo vyžaduje velmi tiché chlazení
c) a konečně i pro toho, kdo musí mít "vodníka", protože je to moderní.

Princip vodního chlazení

Celý chladicí systém se skládá z následujících částí

chladicí tělísko	pumpa  neboli vodní čerpadlo	radiátor  neboli tepelný výměník	expansní nádoba	hadičky, fitinky a další drobný materiál

    Celý systém je naplněn chladicí kapalinou. Na místo, které produkuje velké množství tepla (např. povrch procesoru) je připevněn chladicí blok, vyrobený z dobře vodivého materiálu, obvykle hliníku (to je ten, co se odstěhoval do Humpolce) nebo raději mědi, která je sice dražší, ale má optimální tepelnou vodivost. Chladicí kapalina, kterou je systém naplněn, se zde ohřívá a teplá je tak odváděna vodní pumpou do radiátoru, kde se opět procházejícím vzduchem ochlazuje. Expansní nádobka slouží jako zásobník chladicí kapaliny. 

Základní varianty vodního chlazení

a) Redukovaná sestava - asi to nejjednodužší, co může v této kategorii existovat:
Sestava se skládá vlastně jen ze dvou částí: chladicího bloku se zabudovanou vodní pumpou a aktivního chladiče, vybaveného velkým 80mm ventilátorem. Vše je propojeno hadičkami a sestavu můžeme již zakoupit naplněnou chladicí kapalinou. Podobné zjednodušené varianty existují v různém provedení a i když jsou až velmi jednoduché, svůj účel splňují.
b) Uzavřená soustava
Většinou ji můžeme koupit již sestavenou a naplněnou chladicí kapalinou. Té je v sestavě jen takové množství, aby byly všechny komponenty a hadičky zcela zaplněny a netvořily se vzduchové bubliny. Pokud kupujeme sestavu již hotovou, je tato podmínky splněna již z výroby. Pokud si skládáme vodní chlazení sami, musíme pracovat velmi pečlivě, protože případné tvoření bublin může výkon chlazení podstatně snížit. Dá se vylepšit přidáním uzavřené expanzní nádrže, kterou umístíme na nejvyšším místě systému.    Sestava na obrázku obsahuje tři chladicí bloky - na CPU, na čipset základní desky a na grafiku, dále vodní čerpadlo a opět aktivní chladič.
c) Otevřená soustava
Otevřená soustava = volná vodní hladina. Řeší se otevřenou expanzní nádrží, kterou je nejlépe umístit na nejnižším místě systému (nehrozí tak velké nebezpečí, že nám voda vyteče na podlahu). Tuto vyrovnávací nádrž může tvořit nejen profesionální expanzka, ale někdy i obyčejný kýbl. Výhody: vodní soustava může mít velkou kapacitu chladicího media (několik litrů) a může tím pádem fungovat i bez chladiče. Než se totiž stačí tak velké množství vody prohřát trvá hodiny a přirozené ochlazování obvykle neumožní dosáhnout tak vysoké teploty vody, která by ohrozila teplotu procesoru. Existují i (obvykle velmi amatérské, leč neobyčejně účinné) systémy, kde hadičkami necháme protékat vodu z vodovodu. Spotřeba vody sice obrovská, ale chlazení velmi spolehlivé (na rozdíl od elektřiny k výpadkům dodávky vody obvykle nedochází). Nevýhody: otevřená vodní hladina = odpařování. Rozhodně se tedy nejedná o bezúdržbovou variantu, voda se musí pravidelně dolévat. S tím souvisí i druhý problém - vodní kámen. Zatímco v uzavřené soustavě je jen konečné (a velmi malé) množství vody a tím i vodního kamene, do otevřené soustavy vodní kámen s vodou pravidelně doplňujeme, což značně snižuje životnost chladiče a hlavně čerpadla. Rada (a moje rady raději dodržujte):  a) používejte destilovanou vodu !!! (nebo DEMI vodu - pokud víte, co to je, fajn, pokud ne - vraťte se k té destilce) b) naštudujte si něco o ochraně proti řasám - protože si asi vůbec neumíte představit, jaké svinstvo se vám může do soustavy dostat !!!
A otázka do milionáře: Kdo může (v nouzi) tu destilku vyignorovat - Brňák nebo obyvatel Českých Budějovic? Odpověď je jasná: Brno leží na samém okraji Moravského Krasu. Díky tomu je v celém okolí voda mimořádně tvrdá - a vodní kámen se tak tvoří nadměrně rychle. Naopak - voda v okolí Českých Budějovic je až mimořádně měkká - zde s tvorbou vodního kamene problémy prakticky nejsou. Z čehož vyplývá, že některé zdánlivě čistě počítačové problémy je možné vyřešit i díky znalosti zeměpisu.

Komponenty vodního chlazení

Chladicí blok (chladicí tělísko)

Požadavky - perfektní dotyková plocha, nízký tepelný odpor, nízký průtočný odpor, spolehlivé připojení hadiček Tyto bloky jsou uzpůsobeny jak pro procesory (různé druhy pro různé patice), pro grafické karty (spousta typů pro jednotlivé modely karet),       chladiče pro RAM pro HDD a další...

Pumpa ( vodní čerpadlo )

Radiátor ( tepelný výměník, chladič )

Několik variant velkých, masivních chladičů (120x120mm, 120x240mm a 120x360mm). Jsou připraveny pro montáž 120mm ventilátorů, pokud se jich namontuje několik, obejde se systém i bez ventilátorů.       Aktivní provedení výměníku.   Další varianta, tentokrát již se dvěma ventilátory.   Tohle jsou už chladiče vyšší třídy - All in One, vše v jednom. Montují se do počítače, kdy zabírají dvě 5,25" pozice. Obsahují pumpu, chladič, ventilátor i expansní nádobu.   Velké věžové chladiče - vlevo od fy. Zalman, vpravo Yeti. Ze snímku je zřejmé, o jak velké provedení se jedná. Nejvýznačnější vlastnost - Tower se může obejít bez ventilátoru a je tedy naprosto tichý. Na druhé straně - větší provedení obsahuje i ventilátor, čerpadlo a navíc expansní nádobu s obsahem několika litrů chladicí tekutiny - a dá se pak použít i pro chladící výkon stovek wattů.   Ukázka jednoduchých, trubkových, amatérsky vyrobených chladičů. Platí samozřejmě zásada - čím větší, tím lepší. Občas se pro tyto účely používají i chladiče automobilů nebo ledniček. Nevzhledné? Možná - ale také vysoce účinné, zcela tiché a "věčné" - není, co by se na nich polámalo. Vynikající varianta - již připravená skříň obsahující vodní chlazení s velkými radiátory přes celou stěnu. Hlavní výhoda - není potřeba žádný ventilátor, tedy velmi tiché a přitom velmi výkonné provedení. Navíc prakticky věčná životnost.

Expansní nádoba (expanzka)

Chladicí kapalina

Běžně lze použít i obyčejnou vodu. Nevýhodou je její tvrdost a vylučování vodního kamene. Tyto vlastnosti samozřejmě nemá voda destilovaná. Jedna nevýhoda se ale projevuje i u ní - je to možnost růstu vodních řas. Následkem toho může dojít k ucpávání systému a k následnému vyřazení systému z provozu. Tomu lze zabránit buď - přídavkem látek, které brání růstu bakterií a řas - mícháním náplně z destilované vody + lihu      nebo přímo - použitím specielních roztoků na bázi lihu, fridexu apod.    Jako poslední bych zde uvedl světélkující roztoky, které se používají pro některé průhledné systémy.

Příslušenství

    Je mi trochu líto - ale v současné době je na trhu sice řada kompletních sestav "vodníků", ale jednotlivé komponenty zrovna ve velkém výběru na trhu nejsou. A tak jsem zapátral ve svém archivu a objevil jsem pár zajímavých fotek, které jsem kdysi pořídil na Invexu 2005. V té době existovalo docela dost specialit, které dnes na trhu neexistují. A tak jsem se rozhodl se s vámi o pár snímků podělit (a mám takový neurčitý pocit, že řada z nich by se dobře prodávala i dnes).

Chladící věž YETI TOWER. Jak vidíte ve srovnání s vedle stojící skříní - jedná se o docela velký kolos,
jeho výhoda ovšem je, že je to naprosto bezhlučné a mimořádně spolehlivé chlazení.

Ukázka kompletu vodního chlazení COOL RIVER DELUXE

Druhá varianta kompletu vodního chlazení COOL RIVER STANDARD

Výměník 12x24cm - může fungovat (při svislé montáži) v pasivním provozu,
případně s využitím dvou 120mm ventilátorů zvládne opravdu velký chladicí výkon.
A vpravo vodní chlazení pro HDD.

Plakát úžasné mašiny ZALMAN TNN 500AF.
Jedná se o zcela bezventilátorovou (a tím pádem naprosto tichou) počítačovou skříň.

Tohle ještě není ta zázračná skříň, ale je to také ZALMAN - ovšem tentokrát s opravdu vysokou chladící věží.
A jinak - vpravo na zemi stojí ten zázrak - ZALMAN  TNN500A

Pasivně chlazená skříň ZALMAN TNN500A
Prohlédněte si masivní chladiče nejen na obou bočnicích, ale i na přední a zadní stěně
A že to všechno znamená nejen masivní konstrukci, ale také pořádnou váhu - to naznačují i opravdu masivní držáky na přenášení téhle skříně.

Podobná skříň ZALMAN TNN 300
"Menší" verze oproti minulé - ale prohlédněte si masivní bočnici skříně (mimochodem - se zabudovaným pasivně chlazeným zdrojem)
a srovnejte ji s běžným půlmilimetrovým plechem "normálních" skříní.

A tady vidíme střeva této skříně - zvláště doporučuji vaší pozornosti ten modrý miniaturní (vodní) chladič procesoru.

A pro srovnání - hned na následující fotce máte ukázku odpovídajících klasických chladičů z té doby - srovnání je snad dostatečně výmluvné.
Zatímco vodní chlazení se ve skříni téměř ztrácí, 120mm ventilátor výkonného systému YETI by vyplnil celý volný prostor ve skříni.
A dovolte mi jeden povzdech - dnes, o mnoho let později, si o podobném provedení, výkonu chlazení a hlavně cenách můžeme nechat jenom zdát.

To be Continued