Hlavní stránka Hardware Skříně, zdroje, chladiče Vodní chlazení - detailní konstrukce bloků
Vodní chlazení - detailní konstrukce bloků
autor: Vojtěch Nekvapil, Jan Skácel , publikováno 30.6.2008
Vodní chlazení - detailní konstrukce bloků

Zaujal vás minulý článek o vodním chlazení a chcete víc? Máte vodní chlazení a chtěli byste si ho něčím vlastním okořenit? Rádi zkoumáte věci do hloubky? Nebo se chcete dát na dráhu profesionálního konstruktéra vodních bloků a vyrábět vlastní bloky? Pokud jste odpověděli alespoň na jednu otázku ano, pak se pohodlně usaďte, protože právě po vás je připravených několik vět o této problematice.


Jistě je mezi vámi čtenáři mnoho nadšenců, kteří by si rádi postavili, nebo koupili vlastní, vodních chlazení a stojí před otázkou jaký vodní blok na své drahocenné komponenty zvolit. V tomto článku zabrouzdáme do trochu odbornější sféry vodního chlazení, která přímo s počítači nemá moc společného, ale seznámí vás nejen s dnešními konstrukcemi vodních bloků a jejich historií, ale hlavně jejich vlastní výrobou. I když zrovna nepatříte do skupiny lidí, kteří po přečtení článku sednou za vrtačku a vyrobí si vlastní blok snů, ale raději si vodní bloky koupíte u renomovaných firem, čtěte také dál. Pochopíte fungování bloků, jak teplo přechází z čipu do vody, výhody a nevýhody jednotlivých bloků když budete před nákupem, sami budete moci rozhodnout, který blok je pro váš okruh nejlepší. A to se vyplatí, takže jdeme na to.

Typy materiálů

Na začátek výroby je nejprve nutné si ujasnit, z jakého materiálu bude vodní blok vyroben. Nedá se přímo říci, který materiál je nejlepší pro výrobu vodního bloku, protože každý z nich má své klady a zápory. Hlavní rozdíly v materiálech jsou v tepelné vodivosti a kapacitě, možnostech opracování, ceně a chemických vlastnostech. Z běžných materiálů, které jsou vhodné pro naše účely výroby vodních bloků, máme na výběr z hliníku a mědi. Pojďme si je představit a srovnat jejich fyzikální vlastnosti s nejběžnější „náplní“ vodních okruhů, vodou. Dříve, než se tak stane, si ještě vysvětlíme, co znamenají jednotlivé charakteristiky.

Tepelná vodivost udává, jak rychle se dokáže teplo šířit mezi jednotlivými částicemi v látce.

Tepelná kapacita vyjadřuje, kolik tepla můžeme do látky dodat, aby se ohřála o tepelnou jednotku (jeden stupeň Kelvina nebo Celsia).

Galvanická (elektrochemická) koroze – dochází k ní v prostředí dvou kovů o rozdílných elektrických potenciálech vodivě spojených elektrolytem (kapalinou), mezi kterými dochází vlivem rozdílu elektrických potenciálů k průchodu elektrického proudu. Nastane-li tato situace, pak koroduje kov s nižším potenciálem (anoda) více, než kov s vyšším elektrickým potenciálem (katoda).


Materiál

tepelná kapacita

[J·kg-1·K-1]

tepelná vodivost

[W·m-1·K-1]

hmotnost

[kg·m-3]

Hliník

896

237

2 700

Měď

383

386

8 930

Stříbro

234

429

10 500

Voda

4180

0,6062

998

Vzduch

720

0,0262

1,29

Hliník

Je velmi levný a snadno dostupný materiál, který se poměrně lehce udržuje. Relativně dobře se obrábí. Můžeme si dovolit vyšší řezné rychlosti ale také rád ulpívá na nástrojích. Co se týče jeho fyzikálních vlastností, tak nejsou nejlepší. Tepelná kapacita hliníku je na vysoké úrovni, což u vzduchových chladičů je dobře, protože je nutné do pasívu nabrat co nejvíce tepla, aby ho potom proud vzduchu odebral, ale pro princip předání tepla mezi základnou bloku a chladicí kapalinou už ne. Zde nechceme, aby se v bloku kumulovalo teplo. Potřebujeme co nejrychleji dostat teplo z tepelného zdroje do kapaliny, proto je zbytečné v bloku teplo zadržovat. Tepelná vodivost je naopak na nízké úrovni a z předešlého vysvětlení předání tepelné energie je jasné, že lepší je co nejvyšší tepelná vodivost. Hmotnost hliníku je nízká, což se hodí opět spíše pro vzduchová chlazení kdy nízká váha velkých pasívů je výhoda, ale jelikož jsou vodní bloky velmi malé, tak nás jejich váha obvykle moc trápit nemusí. Chemická stálost hliníku je na vzduchu na vynikající úrovni (Na vzduchu se pokryje vrstvičkou Al2O3), ale v okruhu ve spojení s dalším kovem (hlavně mědí) vzniká galvanická koroze.

Vodní chlazení - detailní konstrukce bloků
Hliník, zdroj wikipedia

Měď

Se opracovává trochu hůře než hliník (maže se), a je i dražší. Její pásoviny se shánějí hůře. A na vzduchu měď oxiduje na zelený oxid měďnatý (známá zelená „měděnka“ na měděných okapech a střechách), který zhoršuje tepelnou výměnu mezi styčnými plochami chipu a bloku. Ale to se naučíme odstraňovat. Ve vodním okruhu ve spojení s dalším kovem na ni působí opět galvanická koroze, samostatně je neomezeně stálá. I přes tyto nevýhody je to nejvhodnější materiál (v poměru cena/užitek), který na výrobu bloku můžete použít, protože všechny její další vlastnosti mají ideální hodnoty.

  Vodní chlazení - detailní konstrukce bloků
Měď, zdroj wikipedia

Stříbro

nehledě na cenu je to pomyslné „the best“ co můžete na výrobu použít. Ovšem sehnat kus stříbra na opracování je více než obtížné a hlavně drahé. Stříbro má největší tepelnou vodivost ze všech kovů. Na čistém vzduchu je poměrně stálé, ale stačí jen malé množství síry (která je i ve vzduchu) a vznikají černé sulfidy, které velmi zhoršují tepelné vlastnosti stříbra.

Vodní chlazení - detailní konstrukce bloků
Stříbrný nuget, zdroj wikipedia

Poznámka: nejlepší homogenní materiál pro vodní blok je laboratorně vytvořený diamant s tepelnou vodivostí kolem 2500 W·m-1·K-1 a mizivou tepelnou kapacitou. U proudící vody v  okruhu vodního chlazení můžeme brát hodnoty tepelné vodivosti a kapacity téměř rovny nekonečnu.

 
Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.
220 čtenářů navrhlo autorovi prémii: 106.8Kč Prémie tohoto článku jsou již uzavřené, děkujeme za váš zájem.
Tento web používá k poskytování služeb soubory cookie.