Vodné chladenie - základy a komponenty

[GABO]

Prečo vodné chladenie?

V podstate sú tri hlavné dôvody, prečo môže užívateľ siahnuť po vodnom chladení:

Vysoký chladiaci výkon - výkon vodného chladenia sa diametrálne líši od ostatných typov chladenia ako napr. chladenie vzduchom. Prináša oveľa lepší výkon pri pretaktovaní komponentov. Tak ako aj inde aj tu však platí pravidlo, že nie všetky vodné sety, súčiastky sú výkonom diametrálne odlišné od vzduchového - platí tu nepísane pravidlo "lacné vodné chladenie s nízkym výkonom sa rovná TOP výkonnemu vzdušnému chladeniu".
Tichá prevádzka - vodné chladenie prináša naozaj tichú až nepočuteľnú prevádzku, pričom sa výkonom aj pri tejto tichej prevádzke vzďaľuje tichým počítačom chladeným vzduchom.
Estetická a dizajnová stránka - správne zostavené PC s vodným chladením vie dokonale doplniť vašu miestnosť, alebo kanceláriu.

Z čoho sa skladá vodné chladenie a ako pracuje?

Typické vodné chladenie sa skladá z nasledujúcich komponentov:

- Vodné Bloky na cpu, vga, ram, hdd, chipset, mosfety a iné
- Šrúbenia, alebo aj fittingy
- Hadice
- Čerpadlo, alebo aj vodná pumpa
- Radiátor
- Expanzná nádoba

Bežný popis práce vodného chladenia je nasledujúci: vodné bloky odoberaju teplo z komponentov a odovzdávajú ho vode. Vodná pumpa v okruhu ženie ohriatu vodu do radiátora, kde sa voda následne ochladí a putuje ďalej do expanznej nádoby. Tento proces sa neustále dookola opakuje. Teplo môžeme pri dostatočnej dĺžke hadíc a silnej pumpe odvádzať úplne mimo skrinky, dokonca mimo miestnosť PC.


Výber a nákup komponentov vodného chladenia

Okrem samostatných komponentov vodného chladenia je možné na trhu kúpiť ešte "všetko v jednom" teda "all in one" riešenia. Hlavne na eBay môžete naraziť na lacné, čínske sety vodného chladenia, ktoré majú nízky výkon (nižší ako výkonné, vzdušné chladenia), trpia vysokým percentom porúch a ich kvalita je veľmi nízka.

Na trhu sa nachádzajú aj all in one riešenia - vodné sety ako napr. Corsair H50, Asetek, ktoré sa od setov renomovaných spoločností líšia diametrálne nielen výkonom a kvalitou prevedenia, ale aj výdržou.

Ideálnym riešením je teda si poskladať vodné chladenie z jednotlivých komponentov od renomovaných výrobcov vodného chladenia (EK Waterblocks, Koolance, Aqua Computer, XSPC, Watercool, Swiftech..).

V nasledujúcich kapitolách si predstavíme jednotlivé komponenty vodného chladenia v detailoch.


Vodné bloky

Vodné bloky slúžia na odvod stratového tepla z procesora a ďalších zdrojov produkujúcich teplo. Zvyčajne sa môžeme stretnúť s blokmi na cpu, gpu, mosfety, operačné pamäte, chipsety, hdd a pamäte grafickej karty.

Všeobecne možno neodporučiť bloky, alebo radiátory vyrobené z hliníka, okrem prípadu, keď je celý vodný okruh z hliníka a bez medených súčastí. Toto samozrejme neplatí, ak hliník neprichádza do styku s kvapalinou v okruhu - napríklad niektoré lacnejšie radiátory majú hliníkové lamely pre zníženie ceny produktu, to ale nevadí, pretože lamely neprichádzajú do styku s kvapalinou.

Medzi kvalitné bloky na CPU s perfektným pomerom cena / výkon patria EK Water block EK-Supremacy MX v peknom dizajne s medenou základňou, materiál topu bloku sa potom líši v jednotlivých verziách. Tieto bloky sú kompatibilné so všetkými súčasnými Intel platformami na trhu, teda 775, 1150, 1155, 1156, 1366, 2011 aj 2011-V3 a taktiež sú určené pre AMD sockety.

Špičkové, vodné bloky sú - Watercool Heatkiller IV, EK Water Blocks EK-Supremacy EVO, Aqua Computer Kryos XT HighFlow a Koolance CPU-380. Rozdiely vo výkone medzi týmito blokmi sú niekoľko desatín stupňa Celzia a tak si každý môže vybrať, či sa mu páči celomedený, alebo poniklovaný dizajn, alebo radšej bohatšie príslušenstvo u blokov EK Water Blocks.

Pri blokoch na grafickú kartu sa musíme rozhodnúť, či chceme tzv. Full cover blok, tzn. blok chladiaci jadro grafickej karty aj jej pamäti a napäťové regulátory, alebo či postači blok na jadro. Full cover bloky sú pre grafickú kartu lepšie, ale tiež sú podstatne drahším riešením. Navyše sú kompatibilné väčšinou len s jedným modelom grafických kariet. Bloky na jadro sú podstatne lacnejšie (približne polovičná cena oproti full cover blokom) a tiež kompatibilnejšie.


Fitinky (šrúbenia)

V Európe existujú dve normy fitiniek (fitting), respektíve závitov. Väčšina kvalitných výrobcov používa 1/4" závity, pretože príliš neobmedzujú prietok vody v okruhu. Existujú tiež polovičné 1/8" závity. Tie používajú skôr ázijskí výrobcovia ako Thermaltake alebo Zalman. Vhodné je použiť typ s prevlečnou maticou. Investícia to nie je nijako vysoká a máte istotu, že hadica drží ako má.


Hadice

Výber hadíc je dôležitý krok. Hadice sa vyrábajú v rôznych veľkostiach, od 8 / 6mm cez 10 / 8mm, 11 / 8mm až napríklad po 19 / 13mm. Prvé číslo určuje vonkajší priemer hadice, druhé číslo určuje vnútorný priemer hadice. Najčastejšie používané sú rozmery 10/8mm, 11/8mm, alebo 13/10mm až 16/11mm.

Najlacnejším variantom je použitie klasických PVC (polyvinylchlorid) hadíc. Ovšem daňou v tomto prípade za nízku cenu je tvrdosť a teda je celkom problém urobiť v PC skrini oblúky tak, ako je potreba. Oplatí sa teda investovať a kúpiť hadice lepšia (Tygon), ktoré sa krásne tvarujú a zalomia sa až v extrémnych prípadoch. Ich nevýhodou je teda obstarávacia cena a fakt, že časom stráca svoju priezračnosť a môžu aj šednúť (pretože sú určené do čistého laboratórneho prostredia). Kompromisom sú hadice na báze PUR (polyuretán), ktoré sú dostatočne ohybné a vyrába sa aj v farebných verziách (napríklad Masterkleer).

Najlepšímí hadicami sú aktuálne modely výrobcu Primochill - Primochill Advanced hadice, prípadne kvalitné EPDM EK Water Blocks EK-Tube ZMT hadice, ktoré neobsahujú tzv. zmäkčovadlá, ktoré sa pri dlhšom používaní vodného chladenia uvoľnujú do okruhu a špinia okrem hadíc aj expanzné nádoby a zanášajú jemné rebrovanie na vnútorných zaákladniach vodných blokov.


Čerpadlo / Vodná pumpa

Na trhu existuje mnoho čerpadiel od rôznych výrobcov, ktorá sa líši výkonom aj cenou. Na účely vodného chladenia najlepšie poslúži čerpadlo schopné prevádzky na 12 V, ktoré pripojíte v PC k molex konektoru, a tak pumpa štartuje hneď po zapnutí počítača.

Medzi užívateľmi sú najviac obľúbená čerpadlá Laing. Pumpy Laing sa môžu pochváliť svojimi malými rozmermi, prevádzkou na 12V, veľkou, výtlačnou výškou, skvelým prietokom a veľkou tvrdosťou. Okrem mierne vyššej hlučnosti ako napríklad HPPS pumpy, nezostáva nič iné, než ho odporučiť.

Laing DDC pumpy odporúčame kombinovať s niektorým z alterantívnych TOPov - buď v plexi, alebo acetal verzii. S takýmto topom má potom pumpa lepšie prevádzkové (tvrdosť) vlastnosti a je tichšia. Rovnako v prípade Laing DDC Plus pumpy (18W verzia) odporúčame pumpu resp. jej telo chladiť špeciálnym, kovovým obalom, ktorý slúži ako chladič. Pumpy sa predávajú vo verziách bez a s PWM reguláciou.

Laing D5 pumpy patria medzi najkvalitnejšie s extra nízkou možnosťou poruchy, skvelým výkonom, možnosťou plynulej regulácie na zadnej strane tela pumpy. Netrpia prehrievanim elektroniky ako v prípade DDC verzií Laing. Pri kúpe Laing D5 je nutné zakúpiť TOP, bez ktorého pumpa nefunguje. Pumpy sa predávajú vo verziách bez a s PWM reguláciou.


Expanzná nádoba

Vodný okruh je potrebné zavodniť, odvzdušniť a čas od času dolievať kvapalinu (podľa typu okruhu cca raz za štvrť roka) a tiež najlepšie cca raz rok až dva vymeniť (opäť podľa typu okruhu a použitých komponentov a kvapaliny). K tomuto účelu slúžia expanzné nádoby.

Expanzné nádoby sa predávajú v rôznych prevedeniach. Najčastejšie predávaným typom sú expanzné nádoby klasického valcového typu. Následne sú tiež populárne expanzné nádoby do 5,25" pozícii, pričém podľa modelu zaberajú maximálne 2x 5,25" pozície. Samozrejme existujú rôzne iné mikro expanzné nádoby, vhodné do špeciálnych projektov. Niektoré typy expanziek majú priamo miesto pre inštalovanie vodných pump typu Laing DDC, alebo Laing D5 v ojedinelých prípadoch aj iných vodných pump.
Obľúbenou značkou expanzných nádob sú expanzné nádoby EK Water Blocks EK-RES vo veľkostiach 100, 150, 250 a 400 mm. Najmenší sa hodia skôr k okruhom sa slabším čerpadlom. Pre silnejšie čerpadlá odporúčame expanznú nádobu s väčšou dĺžkou, s ktorou je zavodňovanie príjemnejšie. Veľkosť 250 je univerzálna a hodí sa pre všetky pumpy. V prípade Laing D5 a maximálnych otáťok tejto pumpy je vhodné použiť verziu 400mm.


Radiátor

Radiátory môžeme rozdeliť na dva typy a to podľa toho, či sú určené na chladenie pasívne, alebo na chladenie aktívne.

Pri pasívnych radiátoroch sa teplo odvádza samovoľným prúdením vzduchu. Tieto výmenníky tepla sú spravidla veľké, ťažké a nemožno s nimi dosiahnuť žiadnych zázračných teplôt, ak vlastníte PC s vyšším výkonom. Pokiaľ ale preferujete úplné ticho, je to dobrá voľba. Posledné modely pasívnych radiátorov, ale kombinujú možnosť inštalovať v prípade potreby aj ventilátory. Najlepšími radiátormi tohoto typu sú modely MO-RA spoločnosti Watercool.

U radiátorov aktívnych používame väcšinou ventilátory o rozmere 120x120 mm, alebo 140x140 mm, ktoré sú v súčasnej dobe najviac rozšírené a pri relatívne nízkych otáčkach produkujú dostatočné množstvo vzduchu postačujúce na prefúknutiu lamiel radiátora. Na našom trhu sa môžeme stretnúť s radiátormi vyrobenými pre jeden až deväť ventilátorov, bežne sa používajú radiátory pre jeden až tri ventilátory. Ak vlastníme výkonné čerpadlo, môžeme zapojiť do okruhu väčšie množstvo radiátorov a výkon znásobiť. Lamely radiátorov sú vyrábané z ocele, hliníka alebo medi. Rúrky sú spravidla oceľové, prípadne medené.

Ideálnymi radiátory sú dnes výrobky firmy Alphacool s názvami ST30, XT45 a UT60. Jednotlivé verzie sa líšia hrúbkou radiátora a vyrábajú sa pre 120mm, 140mm, alebo aj 180mm ventilátory. Zaujímavé sú aj modely spoločnosti EK Water Blocks PE 120, PE 240, PE360 a PE480.


Náplne a iné rady

Súčasťou vodného okruhu, je aj samotná kvapalina. Dnes je najlepšie používať už vopred namiešané náplne, ktoré obsahujú okrem špičkovo filtrovanej vody resp. destilovanej vody aj všetky potrebné inhibítory na ochranu vodného okruhu pred riasami a pod. Tieto náplne sa predávajú s obsahom 1L až 5L. Prevedenia kvapalín sú rôzne od bežných, transparentných a farebných variácií sú v ponuke aj špeciálne neprehľadné pastelové typy, ako aj špeciálne typy určené výhradne do okruhpv určených na prezentáciu a kratší čas. Do niektorých typov predpripravených kvapalín je možné dolievať farebné zložky tj. farbu na dosiahnutie Vami požadovanej farby. Môžeme odporúčať kvapaliny Mayhems X1, EK Water Blocks Ekoolant EVO.


Záver

Počiatočné investícia do kvalitného vodného chladenia je pomerne vysoká, odmení sa neporovnateľným tichom a obrovským chladiacim potenciálom oproti vzduchovému chladeniu. Spracovanie komponentov je na vysokej úrovni, takže ak neurobíte chybu pri montáži, je pravdepodobnosť, že dôjde k ujme na Vašom HW, úplne minimálna.

[pipo137]

Pekny uvod/info k vodnemu chladeniu

[Leon]

Práve vyšlo video od youtubera JayzTwoCents, v ktorom popisuje komplet začiatočnícky popis vodného chladenia. Kto viete anglicky, fakt sa oplatí pozrieť

[GABO]

Super vďaka za príspevok.

[Leon]

týpek zabudol vo videu spomenúť pumpy a rezervoáre,... takže tu je dosť obsiahle video popisujúce všeobecne, načo si treba dávať pozor, atď

[steel]

Este by sa tu hodil nejaky prispevok / video o tom ako sa starat o vodu a o narocnosti o toto staranie, aby sme aj my co iba o vode uvazujeme vedeli do coho ideme. Pretoze ono to asi nie je len o tom, ze mam vodne chladenie a mam to pod stolom 2-3 roky a nestaram sa o to (ako napr. pri vzduchovom chladeni).

[Leon]

Tak ďalšia časť ohľadom vodného. Ako ohýbať trubice + spústa ďalších vecí ohľadom trubíc atď,... kto tohto týpka ešte nefollowuje, tak robí chybu.

[Easa]

Celá táto vec s vodným chladením ma stále akosi obchádza, samozrejme je to super pri multi gpu riešeniach a strojoch ktoré ťažia coiny, nehovoriac o tom že vidieť to a mať to na stole je krásne, ale na nejaký mainstream herný PC s dajme tomu 6600k a gtx980 bude ten vzduch (za tú cenu) proste lepší. Nehovoriac o tom že v dobrej skrinke bude vzduchové chladenie (samozrejme top trieda a správne odladené) nepočutelné

[Leon]

Po tých všetkých videách, Jay natočil presne video aj o tejto debate,... či človek potrebuje vodníka. Už som to tu potom nedával, ale hodím to sem, keď už nato prišla reč. Je to o prioritách a hlavne o tom aké máš HW a čo s ním plánuješ robiť. Každopádne s tým vzduchom súhlasím, je to nepočutelné, ale možno tak v idle, v burne nikdy nebude vzduch na takej úrovni hluku ako vodník. Vodníka proste nieje počuť ani v burne. Spýtaj sa Stiva, ten má tuším 900 eurového vodníka v Corsair 900D a pomaly prichádza o nervy z hlučnosti diskov

[Easa]

Ale bude. Samozrejme to chce mať všetko vyšperkované - tým myslím napríklad Define R4 / XL R2, Batériu noctuí na hranici ich minimálnej voltáže v idle a na nepočutelnom maxime v load, D14 na CPU, Accelero IV na GPU. Pri Vodníkovi tam bude vždy + hluk prietoku (čerpadla)...

Ja to vidím takto. Mám normálny pc (Rozumej 6600K, Z170,GTX980 eventuálne SLI,2xSSD 2xHDD atď v nejakej R5). Chcem sa hrať, chcem potlačiť HW vyššie, pretočím si CPU na rozumné maximum, to isté GPU. Do R5 osadím batériu Noctuí, na CPU dám D14/15, na GPU Accelero IV (+ Optional Noctuizácia) čím sa dostanem na cenu chladenia cca 200 až 300€ s dobrými teplotami v záťaži. Ušetrených x stoviek, mínus starosti s vodou v PC. Nehovoriac o tom že rovnako viem poriešiť aj 2011-3 platformu s 980Ti SLI

Mám Hi End Rig / Coin miner, 5960X s OC na hranici procesoru, 4 way SLI, neriešim peniaze, chcem aby to vyzeralo dokonale, tak si postavím custom loop trebars ekwb s trubicami a kolenami (ja ked vidím hadice len tak na volno v PC sa mi nožík vo vrecku otvára, nepomôžem si ). Tu je to opodstatnené lebo 4x top end GPU sa naozaj nemajú šancu uchladiť vzduchovými chladičmi.

Edit:

http://forum.computerlounge.co.nz/posts ... ustom-Loop

Test potvrdil to čo vravím. Treba ale vziať aj do úvahy, že tower chladič je stavaný na to aby bol umiestnený ako v Tower skrinke (áno, urobí to rozdiel aj 5°C kôli heatpipe) a tak isto do case kde je usporiadaný airflow, nie do otvoreného priestoru. Čiže predpokladám že v reáli by bol ten rozdiel ešte menší.

Suma sumárum, vodník vs vzduch je to len o preferencii, len osobne nevidím zmysel stavať vodníka pri mainstream počítačoch, tobôž nakupovať si tie closed loop sety ktoré sú momentálne in, lebo však voda.

[stiv]

To je super ze si v idle spravis nepocutelne fany. Si ich mozem rovno vypnut a hotovo a netreba mi ani investovat do inych ako tych co su v skrinke. Skus to takto aj v burne.

Ved si prezri lolekovu 980t temu.. musi to byt strasne nepocutelne, hlavne ked som tam videl tie 4 miestne cifry rpm. A ano vodnika na procak sa velmi neoplati to uchladim s hoc cim ale skus s nejakym vzduchom uchladit HE kartu na 40c pri rozumnych rpm. A drzim palce so SLI + aftermarket chladicmi. Nebudem si to dalej ani predstavovat..

Jaj ano a este nebolo leto ked v panelakoch maju ludia 35c to moze byt tiez sranda.

Teraz trochu polopate: ak pocitas kazde euro tak mas pravdu neoplati sa to. Ziskas za cenu x stoviek eur. To si kup radsej uzavrete sluchadla a tvar sa ze mas nepocutelny pc.

[mino_85]

Bežná mašina s jednou high-end kartou sa dnes dá postaviť naozaj reálne tichá aj na vzduchu, aj keď s čipmi jak 980Ti/FuryX/390X je to už fakt na hrane. Ale to je daň aj za to, že výrobcovia čarujú už 3 generácie HW z rovnakého výrobného procesu a spotreba už je totálne na hrane. Každopádne keď sa začnú riešiť teploty, tak tam končí každé porovnanie. Voda je super pre ľudí ktorí vedia čo od toho chcú a prečo to chcú, aj ten wow-faktor je určite dosť veľká motivácia.

[Easa]

Ešte raz. Ja vodu kvitujem, nehovorím že je to zlé alebo horšie ako vzduch. Akurát ju odsudzujem u ľudí čo prevádzkujú jednu i5 na stock fq, k tomu single gpu ale nahádžu si dnu EKWB za cenu samotneho HW. A to ani nehovorím o all in one riešeniach...

[Marek125]

Ja som bol strašne nespokojný zo vzduchom mal som NH-D14 a GTX970 G1 s upraveným biosom aby tak netocili vetraky v idle. Ale aj tak som to počul po prechode na vodnika počuť len HDD ktoré sa aj tak pri necinosti vipne. Vetraky na radiatore sa vipinaju keď ma médium 30 Stupňov. Čiže v idle je to bezkonkurenčne tiché a v burne len taký jemný prietok vzduchu ktorý nevirusuje pri spani skôr počujes ako ti v izbe lieta mucha ako to PC podľa mňa to ma zmizel pre každého ktorý chce ticho a nebojí sa oplieskat peňaženku Ja som spokojný teploty sl i dole o 20 Stupňov dole na každom komponente a hluk sa zredukoval na minimum.

[GABO]

To je proste o tom, že ten kto reálne nezložil PC s vodou a reálne neprevádzkoval systém s vodou tak fakticky je úplne mimo v komentovaní (nemyslím to zle). X krát som riešil toto so zákazníkmi a X krát sa nedali presvedčiť ani argumentami (bohužiaľ ich 70 percent nemá ani len základné skúsenosti v práci s HW). Napr. len poznámka, že hluk čerpadla - ak dám úplne odvzdušnený okruh a v ňom Laing D5 na 1,5 rýchlosti...nebudeš to počuť aj fan na 600RPM je rýchlejší...druhá vec je odvibrovanie, ale to je v aktuálnej verzii držiakov EKWB Xres (pumpa je doslova vsunutá v gume) totálne vyriešené.

Matematika je v tomto prípade veľmi jednoduchá:

1. Ak mám peniaze ledva na kvalitnú vzduchom chladenú zostavu - neriešim nič (hlavne nie AiO ako to bežne býva..s poznámkou chcem vodné chladenie)

2. Ak nemám problém zaplatiť za zostavu, je výkonná (980Ti, prípade 2x) a potrebujem ticho a výborné teploty aj v záťaži tak proste voda - tam nič iného neexistuje - neexistuje vzduchové riešenie, ktoré uchladí pri okolitej letnej teplote 32C povedzme grafiky pri tichom / nepočuteľnom chode (bavíme sa o RPM do 600) pod 50C v totálne plnej záťaži. Ako príklad uvediem toto: http://www.tichepc.sk/Galeria%20v%20detaile?arg0=221716 viz. čo je dnu 6700K, 980Ti, rozhodne nie málo ventilátorov - v plnke záťaži (Furmark + iné veci) a zregulovaných ventilátoroch pod 1000RPM (počul som v úplne tichej večer miestnosti len tichý vánok) to grafika dávala na 75C čo je imho celkom dosť na to kde je jej hranica aby nezačala throtlovať - ak zoberiem v úvahu, že by to chcel zákazník naozaj totálne tiché (druhá vec je, že keď to prevzal a týždeň skúšal bolo to pre neho nepočuteľné ) tak tie teploty by tam boli vyššie .... a kde je leto a jeho vyššie okolité teploty?

To sú inak debaty na dlho...

Easa: popozeráš potom na Vulture a uvidíš. Aktuálne síce tie Vardar ešte fúkajú ako bláznivé (ta doska vo Vulture nevie regulovať PWM tak dobre ako sa tie fany zregulovať dajú. Dovtedy sa tam pokusim nejako integrovať lepšiu reguláciu ak to nepôjde SW, alebo inak...to uvidíme zajtra ).