Конструюємо холодильник для процесора
Створення парокомпрессионной установки - справа не дуже просте, воно зажадає від вас численних дій. Зате результат перевершить найсміливіші очікування.
Не так давно ми вже писали (див. Www.ferra.ru/online/supply/25203) про серійних системах охолодження процесорів, в основі яких лежить знайомий нам усім по побутових холодильників і кондиціонерів фреоновий цикл. Все у цих систем добре, і тільки одне погано: вони досить дорогі навіть для дуже фанатичного оверклокера, та й трохи їх вУкаіни. Зате вУкаіни завжди було багато хороших і умілих рук, якими можна скористатися для самостійного конструювання такої системи. Обійдеться це істотно дешевше серійного екземпляра, та й моральне задоволення ви отримаєте незрівняне ні з чим.
Обмовимося відразу: створення парокомпрессионной установки - справа не дуже просте, воно зажадає від вас численних дій як руками, так і ногами (в тому сенсі, що доведеться багато бігати), і, звичайно ж, гаманцем. Так що перш ніж почати, вирішіть для себе, чи точно вам це треба, або, може, досить звичайного повітряного кулера.
Застереження номер два: зібрати таку систему повністю автономно не вдасться хоча б тому, що для її заправки доведеться звертатися в який спеціалізується на ремонті холодильників або кондиціонерів сервіс-центр. Так що не розраховуйте зробити все без витрат, розібравши старий бабусин холодильник. Краще знайдіть в такому сервіс-центрі хорошу людину, з яким ви зможете подружитися, і який буде брати за свої послуги грошей істотно менше, ніж зазначено в прайсі. Хороших людей на світі багато, і зробити це при наявності мови легко.
І, як завжди, ми не несемо відповідальності ні за що, крім своїх слів і дій. Все ж ваші слова і дії знаходяться лише у вашій відповідальності, так само як і наслідки цих дій.
Схема парокомпрессионной установки.
Звичайна мала парокомпресійна установка (холодильник, простіше кажучи) складається з п'яти основних елементів: компресора, конденсатора, випарника, дроселя (капілярної трубки), і фільтра-осушувача. Останній елемент необов'язковий, але вкрай бажаним. Всі ці елементи замкнуті в коло по схемі компресор-конденсатор-фільтр-осушувач-дросель-випарник-компресор, і в цій замкнутій системі тече спеціальний холодоагент - фреон, який представляє собою з'єднання вуглецю, фтору, хлору і іноді водню. В основі фреонового циклу лежить ефект Джоуля-Томсона - зниження температури робочого тіла (фреону) при дроселюванні, тобто зниженні тиску робочої речовини при протіканні його через звуження в каналі або якесь місцеве опір (в нашому випадку - капілярна трубка). Тобто фреон, проходячи через капіляр, виходить звідти, маючи куди більш низький тиск, ніж до нього. Зазвичай ці тиску відрізняються раз в п'ять-сім, і, закипаючи в випарнику, відбирає тепло, так як його температура нижче температури охолоджуваного об'єкта. Потім газоподібний фреон відправляється в компресор, де знову набуває тиск 10 (це для 134-го) атмосфер, в конденсаторі газ перетворюється в рідину, потім вона йде в капіляр, і так далі. Фільтр-осушувач - необов'язковий елемент, але якщо його не буде, то в один прекрасний день в капілярі може утворитися крижана пробка, так як волога, що накопичились в системі, замерзне і закупорити його.
Фреони, взагалі кажучи, бувають різні, але в сучасних холодильних схемах використовується фреон R134a, як безпечний і дружній до озоновому шару землі.
Ну ось і вся потрібна нам теорія. Переходимо до практики.
Для початку вам потрібно дізнатися, яку теплову потужність розсіює ваш процесор. Потім помножити її ... ну, скажімо, на 1,3, так як у нас завжди будуть втрати в навколишнє середовище, та й просто запас непогано б мати. Приймемо для визначеності, що у вас вийшло N Вт. Усе. Наступна зупинка - фірма, яка торгує компресорами для побутових холодильників, в якій ви говорите, що вам потрібен компресор з холодопродуктивністю N Вт на R134a при температурі -15 град. Цельсія.
Компресор і конденсатор.
Коштують компресори не дуже дорого - від восьмисот до двох тисяч рублів. Компресора необхідно харчування 220 В, а також якась стаціонарна майданчик, до якої його можна прикріпити (чотирма болтами) Сучасні компресори шумлять дуже слабо, слабкіше, ніж більшість високошвидкісних повітряних кулерів.
У тій же фірмі ми купуємо фільтр-осушувач. Його характеристики не настільки важливі, так що покладайтеся на думку продавців.
Другий важливий елемент - конденсатор. Його кожен з нас може побачити, якщо загляне за холодильник. Сітка з труб і ребер на задній його стінці і є конденсатор. Можна, звичайно, купити готову грати. Але коштує вона дорого, та й розмістити її буде складно, тому ми підемо іншим шляхом. Змійовик в самогонному апараті бачили, вважаю, все? Ми зробимо такий же. У тій же самій фірмі треба купити десяток метрів трубки з обпаленого і очищеної міді діаметром 1/4 або 3/16 дюйма. Потім треба взяти шматок труби діаметром двадцять сантиметрів або навіть більше, і навити трубку на цю трубу так, щоб відстань між витками не було меншим, ніж діаметр трубки. Залишилося оснастити конструкцію обдуває її вентилятором, і конденсатор готовий. Звичайно, це - не найефективніший тип конденсатора, та й не найкомпактніший - якщо повозитися з ребрами, то довжину трубки можна істотно зменшити, але зате такий змійовик досить простий у виготовленні і найбільш дешевий. Температура конденсації при нормальній для нас влітку температурі навколишнього середовища 25 градусів Цельсія складе близько 40 градусів, і гарячим цей блок не буде. Однак, його теплова потужність буде вельми пристойною, так що навіть думати про його розміщення всередині корпусу, або поруч з охолоджуваними елементами, не варто.
Наступний блок - капіляр. Між ним і конденсатором, нагадую, треба розмістити ще й фільтр-осушувач, але його конструювати не треба, треба лише припаяти, так що тут ми зупинятися не будемо.
Отже, капіляр. Продається він в тому ж магазині, і являє собою трубку внутрішнім діаметром 1 мм. Нам потрібно близько 2,5 м такий трубки. Потім ми беремо ту оправлення, на якій ми робили конденсатор, і навивати на неї тепер вже капіляр, слідуючи тим же правилом - відстань між витками не повинно бути менше діаметра трубки. Він в вентиляторі не потребує. Досить буде просто покласти його куди-небудь. Альтернативний варіант - навити частина капіляра на фільтр-осушувач. У цьому випадку схема займе трохи менше місця.
Всі вже описані елементи купуються практично в готовому вигляді, і ніяких труднощів при їх доведенні під особисті потреби виникнути не повинно. Основні ж труднощі - попереду. Випарник, тобто той елемент, на якому і виробляється холод, в магазині не продається. Вірніше, продається, але там він зовсім не такий, який потрібен нам. У нашому випадку необхідно відводити тепло з процесора, який, як відомо, має пристойну теплову потужність, і непристойно малу площу. Справа ускладнюється ще й тим, що розрахунок випарника - завдання складне, вимагає застосування дорогих спеціалізованих програм. Прості формули тут неприйнятні, так як вони дають прийнятний результат тільки на простих поверхнях. Застосувати ж ті блоки охолодження, які входять до складу серійних комп'ютерних парокомпрессионних систем, нам заважає те, що окремо від усього іншого вони не продаються.
Однак простий вихід існує, і, хоча це знову-таки не найефективніший рішення, воно цілком працездатний. Для його виготовлення вам знадобиться звичайний повітряний кулер нормальної форми з мідною основою і мідними ребрами, наприклад, у випадку з процесором Athlon - Titan TTC-CU5TB, а також лист міді товщиною 1-2 мм, і два мідних патрубка. Від кулера нам потрібно тільки підстава і ребра, все інше (вентилятор і кліпсу кріплення) можна викинути. З листа міді виготовляємо (самостійно, або за допомогою бляхаря) короб, що має габарити підстави і висоту ребер, накриваємо їм підставу, і міцно і герметично припаюємо їх один до одного. Перед цим на протилежних сторонах короба треба висвердлити два отвори, і припаяти до них патрубки. Отримана в результаті конструкція матиме вигляд закритого з усіх боків паралелепіпеда з двома трубками з боків, і буде досить ефективно відводити від процесора тепло по-перше, за рахунок масивного мідного підстави, яке дасть роботу всіх ребрах, а по-друге, за рахунок кипіння фреону на цих самих ребрах. Кріплення ж блоку випарника до сокету найкраще проектувати так, щоб не задіяти в ньому сокет. У випадку з Pentium 4 і Socket 478 все і так зрозуміло - швидше за все, штатна рамка від того, що раніше було кулером, підійде і до цієї конструкції. Випадок з Socket A складніше, але не навіть він не безнадійний. Більшість материнських плат Socket A має в районі сокета чотири отвори. Існують також і корпусу, які мають чотири отвори з різьбленням рівно в тих же місцях, що і материнські плати. Якщо вам пощастило, і у вас - саме таке поєднання, то вкручуйте в різьбові отвори корпусу додаються до неї ніжки, купуйте в будь-якому господарському магазині чотири досить довгих гвинта з відповідною різьбою, і шукайте дві вузькі смужки вуглецевої сталі довжиною сантиметра на три більше ширини блоку охолодження. Тепер потрібно лише просвердлити в потрібних місцях цих смужок отвори, накласти їх на блок, і затягувати довгі гвинти доти, поки ви не зрозумієте, що потрібна ступінь притиснення вже досягнута. Між блоком і смугами можна помістити гумову або поролонову прокладку.
Якщо ж у вашому корпусі таких отворів немає, то вся тяжкість блоку ляже на материнську плату. Крім смужок стали і гвинтів, вам знадобиться ще й досить товстий (міліметрів 5) лист металу розміром більше розмірів прямокутника, обмеженого отворами в платі, і точно такий же лист гуми або іншого ізолюючого пружного матеріалу. Приклавши лист металу до зворотної сторони материнської плати, намітьте місця розташування отворів, потім висвердлите їх, і наріжте всередині потрібну вашим довгим гвинтів різьблення. У шматку гуми виконайте дірки рівно в тих же місцях, і зберіть отриману конструкцію, проклавши гуму між металом і материнською платою. Потім - все так же, як і в попередньому випадку.
А вже якщо у вас немає навіть отворів в материнській платі, то вам можна тільки поспівчувати. Доведеться кріпити блок на лапки сокета, а це, по-перше, не міцно, а по-друге, не дуже просто.
Крім цього, нам знадобиться сполучна трубка, теж мідна, діаметром 3/8 дюйма. Вона зв'яже випарник і вхідний патрубок компресора. Також вкрай бажано обзавестися трубчастим Рубафлекс (тепловою ізоляцією) відповідного діаметру для того, щоб ізолювати всі проміжні трубки від навколишнього середовища. Також купите кілька десятків квадратних сантиметрів будь спіненої листової теплоізоляції - їй ми обклеїв блок охолодження CPU. Вкрай бажано обзавестися деякою кількістю низькотемпературного герметика - їм доведеться залити все щілини і порожнечі між підставою блоку охолодження і процесором. Це потрібно для того, щоб уникнути утворення в цих порожнинах конденсату. Зрозуміло, класти герметик потрібно до того, як ви встановите блок на процесор, і особливо жаліти його не треба - його надлишки просто витечуть, і їх можна буде видалити. Головне - не залити герметиком сам процесор.
Всі з'єднання необхідно ретельно пропоювати. Пайка забезпечує найбільшу надійність з'єднань. Є ще один тип з'єднання, який використовується в такого роду системах, однак, незважаючи на те, що сам спосіб виходить дешевше, технічне його виконання досить складне - через необхідність добре і рівно развальцовивается кінець трубки. Так що не будемо про нього.
Можна, в принципі, паяти все і самому, для цього вам знадобиться невелика газовий пальник, а також мідний припій з флюсом. Але, якщо ви не відчуваєте в собі впевненості, і ніколи такою пайкою не займалися, краще звернутися у фірму, що спеціалізується на наданні такого роду послуг, або хоча б в автосервіс. Можлива дірка в системі вийде вам дорожче. Ніяких сполучних трубок, крім зазначеної, вам не знадобиться - відразу за компресором починається трубка конденсатора, яка на потрібному вам видаленні закручується в спіраль, а далі, до випарника, йде капіляр.
Заправний патрубок знаходиться на самому компресорі, і як їй користуватися, фахівці-заправники знають. Заправляти самостійно - справа складна й дорога, так що тут без послуг фірми не обійтися. Розрахувати масу заправки фреону можна, але досить складно, і робити це треба індивідуально для кожної системи, тому найпростіше заправляти систему доти, поки тиск в непрацюючій системі не встановиться на рівні близько чотирьох атмосфер. Само собою, заправляти треба повністю зібрану і герметичну систему. І зрозуміло, бажано перевірити її перед тим, як встановлювати на процесор.
Ось, мабуть, і все, що можна сказати про конструювання такої системи. Можна, звичайно, привести тут масу формул, і багато різних довідкових даних, але не обов'язково, тому що багато в холодільнікостроеніі підбирається і конструюється дослідним шляхом. Ось так ми пропонуємо зробити й вам. Для цього необов'язково закінчувати інститут за спеціальністю «Фізика низьких температур», потрібно лише мати бажання, правильні руки і трохи грошей на запчастини і заправку системи. Дерзайте! Такої системи точно ні у кого немає. Але ми ніякої відповідальності ні за що не несемо!