Водяное охлаждение было необходимо реализовать для обеспечения многочасовой, надежной и бесшумной работы компьютера при максимальной загрузке процессора Pentium IV с его одновременным разгоном с 3.4 до 3.8 ГГц. На первом этапе было реализовано водяное охлаждение на основе автомобильного радиатора и 5 литрового бака с водой, и она работала около 6 месяцев. Как выяснилось, в процессе эксплуатации этой системы, этого оказалось недостаточно при значительной загрузке процессора. Происходил перегрев процессора до температуры 53-54? С градуса и выше (при высоких температурах внутри помещения, где находится компьютер), что было совершенно недопустимо.

Рис 1. Значения температур, отображаемые программой Motherboard Monitor 5 без значительной нагрузки процессора.

Текущая температура процессора достигает 48° С, а максимальная - 54° С.

Рис. 2. Значения температур, отображаемые программой Motherboard Monitor 5 при значительной загрузке процессора.

Текущая и максимальная температуры процессора достигают 60° С, что является очень критичным параметром.

Для решения проблемы был разработана и изготовлена новая система с общей площадью медного луженого радиатора – около 4.5 м2 (с учетом внешних и внутренних ребер), толщиной медного листа - 2 мм и объемом охлаждающей воды – 20 л.

На фотографиях ниже приведены: вид внешнего радиатора с водяным охлаждением, вид внутри системного блока и бак с помпой, закрепленный рядом с системным блоком

Рис. 3-1 Внешний радиатор (верхняя часть)

Рис. 3-2 Внешний радиатор (нижняя часть)

Рис. 3-3 Установленный на процессор Pentium IV водоблок ZALMAN для отвода тепла с процессора

Рис. 3-4 Бак с помпой рядом с компьютером, замазанный пластилином и плотно контактирующий с глухой стенкой для снижения уровня вибрации помпы

На радиаторе были изготовлены шесть воздушных ребер для увеличения его поверхности. Много ребер для увеличения площади контакта радиатора с водой также есть внутри водяного бака на 20 литров. С целью исключения загрязнения воды водяной бак и внутренние ребра были полностью залужены. Для достижения этой цели в общей сложности в процессе изготовления было использовано свыше 10 кг олова. Для исключения цветения воды в нее было добавлено немного спирта.

Рис. 4. Значения температур, отображаемые программой Motherboard Monitor 5 без значительной нагрузки процессора в новом варианте охлаждения

Текущая температура процессора равна 38° С.

Рис. 5. Значения температур, отображаемые программой Motherboard Monitor 5 при значительной нагрузке процессора в новом варианте охлаждения – большой радиатор + 20 л воды

Текущая температура процессора равна 43° С.

Следует отметить, что в хорошей системе охлаждения не должно происходить не только большого набора температуры при значительной нагрузке процессора, но не должно также происходить роста температуры воды после снятия нагрузки с процессора. В системе с большим радиатором этого не происходит. Для радиатора меньшего размера происходил небольшой рост температуры воды после снятия нагрузки с процессора. Этот рост составлял 0.5-1.5° С после каждой процедуры нагрузки. Значительный рост температуры при десятках и сотнях запусках процессора в “жесткий” режим, делал работу с компьютером просто невозможной из-за сильного перегрева процессора. На самом деле за 12-14 часов интенсивной работы небольшой рост температуры все-таки происходит даже в системе с большим радиатором (особенно при высокой окружающей температуре летом – выше +28° С). Но он составляет всего 3-4 градуса (с 34-35° С до 37-39° С), что вполне приемлемо.

Данная система водяного охлаждения эксплуатируется уже более года с июня 2005 года и работает надежно и устойчиво. В течение всего времени ее работы пока не потребовалось замена, и даже добавление воды. Скорее всего, причиной этого явилось аккуратное лужение всего внутреннего бака. В системе с небольшим автомобильным радиатором (где этого лужения не было) вода достаточно быстро загрязнялась и требовалась ее регулярная замена через 2-3 месяца.

Достоинства данной системы заключаются в том, что поставленные автором промежуточные цели были достигнуты, а именно:

• Система была реализована, надежно и долго работает без дополнительного обслуживания
• Система работает бесшумно (шум от работы моего ЭЛТ монитора конкурирует ночью с шумом самой системы, а днем она практически не слышна)
• Система позволяет проводить разгон процессора PIV с 3.4 до 3.8 ГГц с полным отсутствием даже намека на его перегрев.

Для постороннего наблюдателя будут очевидны 3 недостатка:

• Громоздкость и вес (высота радиатора до потолка комнаты, а с водой ее вес составляет около 75 кг!)
• Следующая из этого привязанность компьютера к определенному месту расположения
• Высокая трудоемкость в изготовлении.

В отношении осознаваемых автором вышеприведенных недостатков следует отметить, что система создавалась не для увеличения возможностей по охлаждению и разгону процессоров и других систем домашних ПК, а для значительно более мощных вычислительных систем, реализация которых только предстоит.

Стародубцев Валентин Николаевич
vstar@orc.ru