Vodní čerpadlo

Je použit Eheim 1046. Parametry: 230V, 5W, 300l/hod., výtlačná výška 1,2m, teplota media max. 40°C. Čerpadlo absolutně vynikající s více než dostatečným průtočným výkonem pro moje použití. I když po zařazení všech výměníků do okruhu průtočná rychlost značně poklesla přesto mi čerpadlo Eheim 1048 připadá zbytečně výkonné. Čerpadlo není jen tiché, ale po mém běžně používaném pružném uložení je absolutně neslyšné. Předpokladem je ovšem použití silikonových hadiček.
Válcová nádoba umístěná v sání čerpadla je přes O-kroužek 20/2 nasazena na jeho sací trubce a slouží jako úchytka plnícího a vypouštěcího ventilu a zároveň plní funkci redukce nátrubku pro použitou silikonovou hadici dimenze 12/16 mm. Výtlačná hadice od čerpadla k GPU je 10/15 mm. Všechny tyto hadice jsou pouze nastrčené na příslušných nátrubcích bez jakýchkoli zajišťovacích spon. Vzhledem k používanému tlaku a mechanickému namáhání to není vůbec potřeba, za předpokladu má-li nátrubek správný tvar. Také je zde umístěno čidlo měření teploty vody. Čerpadlo je napájeno 230V přímo ze svorek PC zdroje přes relé spínané PC napětím 12V. Kontakty relé jsou přemostěny síťovým kolébkovým vypínačem, aby bylo možno čerpadlo při plnění systému vodou spustit, aniž by počítačová část byla pod napětím. Vše je umístěno v izolované krabičce na zadní stěně PC skříně.

Vodní blok CPU

Vodní blok na CPU má rozměry 50 x 50 mm.  K mědi tloušťky 10mm je plexi přilepeno dvousložkovým lepidlem na bázi pryskyřice. Nátrubky jsou uzpůsobeny pro hadici 12/16 mm. Náčrtek pro výrobu vodního bloku CPU.

Vodní blok zdroje

Na vodní blok zdroje nejsou z hlediska účinnosti chlazení kladeny prakticky žádné nároky. Vysoké nároky jsou ale kladeny na bezpečnost a to jak z hlediska elektroizolačního, tak z hlediska možného úniku kapaliny. Původní hliníkové deskové chladiče primárního a sekundárního obvodu ve zdroji byly vyměněny za nové, měděné. Jejich úkolem je převést teplo vyzářené spínacími tranzistory do tělesa vodního bloku. Zde je důležité, že vodní blok nesmí tyto dva chladiče vzájemně elektricky zkratovat, proto chladič primárního obvodu musí být upevněn izolovaně. Elektroizolace a zároveň přestup tepla je proveden pomocí slídové podložky, šroubky jsou na teflonových podložkách. Chladič sekundárního obvodu je jako u původního provedení spojen s kostrou a přenáší teplo do vodního bloku neizolovaný. Vodní blok je vyroben z mědi, a to z důvodu snadné pájitelnosti použitých měděných oblouků a mosazných nátrubků. Vstupní nátrubek je pro hadici 10/15 mm a výstupní pro 12/16 mm. Horní kryt z plexi je k mědi přišroubován a těsněn po obvodu O-kroužkem. Součástí zdroje je i ventilátor 80x80mm Papst 8412NGL, který fouká ven ze skříně, parametry:  1500ot./min., 0,6 W, 12 dB(A) při 12V, min. provozní napětí 8V.

Vodní blok grafické karty

Byla zvolena jednoduchá konstrukce, opět kombinace měď, plexi. Rozměr 44 x 44 mm. Oba díly jsou vzájemně těsněny pomocí O-kroužku. Uchycení na desku je provedeno pomocí dvou distančních sloupků délky 30 mm a třmenu, který zajišťuje centrální přitažení vodního bloku k GPU. Náčrtek pro výrobu vodního bloku GPU.

Modul teploměrů a signalizace havarijních stavů

Měřím teplotu vody na vstupu do čerpadla a teplotu vodního bloku CPU. Měření teploty vodního bloku CPU je využito pro signalizaci havarijních stavů. Obvod signalizace havarijních stavů je součástí desky teploměrů. Při zvýšení teploty vodního bloku CPU (např. v důsledku poruchy vodního čerpadla) na cca 40°C (nastavitelné v rozsahu 40-50°C) dojde k akustické signalizaci po dobu cca 1 min. Pokud obsluha během této doby nevypne PC, vypne PC po 1 min. od začátku signalizace obvod sám. Obvod je také schopen vyhodnotit signál od čidla měření hladiny vody umístěného v expanzní nádobě. Pokud dojde ke snížení hladiny pod povolenou mez, spustí se akustický alarm. A to jiným tónem než při alarmu od teploty CPU. PC se v tomto případě nevypíná. Čidlem je LL105000, pracuje na optickém principu a je to výrobek fy Honeywell. Data pro výrobu modulu snímače tepla a modulu snímače hladiny.

Zdroj napájecího napětí pro ventilátory

Pro napájení všech ventilátorů slouží regulovatelný stabilizovaný zdroj se třemi na sobě nezávislými výstupy. Rozsah regulace každého výstupu je 5-10V.

Radiátor

Je použit výměník topení ze Š120. Není to nejvhodnější řešení, protože hustota žeber radiátoru je navržena na značné průtoky vzduchu a to je přesně opak toho co je potřeba pro tiché vodní chlazení. V každém případě je nutno tento radiátor po jeho dvacetiletém provozu v autě důkladně propláchnout. Já to dělám několikrát pomocí odstraňovače vodního kamene (např. Cillit) a nakonec několikrát propláchnu 30% roztokem NaOH, dokud hliníkové trubky uvnitř radiátoru pěkně nešumí. Potom je dobré propláchnout radiátor zředěným roztokem HNO_3. Tím se odstraní šedivý povlak, který vznikne na některých Al slitinách po aplikaci NaOH. A ten potom taky může špinit vodu. Po konečném důkladném propláchnutí vodou se nemůže stát, že by se voda v systému sama od sebe špinila.
Ovšem samotný radiátor je úplně k ničemu pokud u něho není něco co na něj fouká vzduch. Radiátor dostal ke dvěma ventilátorům 120x120mm (provozovanými při 6V napájecího napětí), které na něho foukají, ještě další 3 ventilátory 80x80 mm, které z něho vzduch odsávají. Důvodem je zbytečně veliká hustota chladících žeber radiátoru. Použitím těchto přídavných tří ventilátorů došlo ke snížení teploty vody o cca 1,5°C při běžném provozu. Úroveň hluku se nezvýšila, jelikož ventilátory jsou provozovány při 5,3 V a jsou tišší než souběžně běžící ventilátory 120x120mm a ventilátor zdroje.

Celkové mechanické provedení

Byla zvolena skříň  bigtower AOpen H700A. Jako jeden z mála bigtowerů má větší hloubku, umožňující snadnější používání základních desek formátu full ATX . Také celkové konstrukční provedení nejlépe vyhovovalo mým záměrům. Nutno říci, že celkové provedení skříně je velmi kvalitní a promyšlené. Jako dlouholetý uživatel všech možných skříní fy Eurocase musím říci, že je zde rozdíl asi jako mezi Škodovkou a Mercedesem.
Podmínkou navrhované konstrukce byla absolutní těsnost celého vodního systému, nakonec odzkoušená simulací mírného přetlaku. Použil jsem svoji osvědčenou konstrukci, tj. čerpadlo s vypouštěcím a napouštěcím kohoutem co nejníže a radiátor s expanzní a odvzdušňovací nádobkou v místě nejvyšším. Expanzní nádobka byla záměrně umístěna na zadní stěnu, vně skříně. Důvodem je to, že při použití silikonových hadic dochází k odpařování vody ze systému a občas je nutno tuto vodu doplnit. Umístěním expanzní nádobky vně PC skříně je zachována možnost vizuální kontroly hladiny vody a její případné doplnění bez jakékoli demontáže krytů PC skříně. Pro úplnost, jedná se asi o cca 5 ml za měsíc. Pro rozvod vody jsou použity silikonové hadice 10/15 a 12/16 v kombinaci s měděnými oblouky a trubkou dimenze 12 mm. Takto je možno poměrně snadno dosáhnout i velice malých poloměrů zatočení, bez nebezpečí, že se hadice zaškrtí. Spojení se zatím během cca ročního provozu ukázalo jako velmi spolehlivé. Jako chladící medium je použita destilovaná voda s přísadou inhibitoru koroze v poměru 1 díl inhibitoru na 100 dílů vody. Důvodem je použití hliníkového radiátoru.

Cena materiálu

Na nějaké drobnosti jsem určitě ještě zapomněl. Není zde např. snímač hladiny za cca 800,- Kč, pružné uložení HDD, jeho chladič a ventilátor. U modulu měření teploty je započítána pouze cena součástek. Cenu hotového modulu měření teplot a havarijních stavů si netroufnu přesně ohodnotit, jelikož se jedná o funkční vzorek. Při opakované výrobě by se mohla dostat na cca 2 500,- Kč s takřka nulovým ziskem. Spíše výš. Cena prací při úpravě skříně PC a vůbec při vestavbě bude také značná. Kdo někdy něco dělal, nebo za to alespoň platil, ví, že cena práce běžně může převýšit cenu materiálu. Netvrdím, že zrovna v tomto případě by to bylo až tak drastické, ale vezmeme-li např.  300,- Kč/hod. a zamyslíme se nad počtem hodin nutných k výrobě... Radiátor z vrakoviště by asi v případě výroby za úplatu musel být nahrazen nějakým jiným, pochopitelně významně dražším.

Z výše uvedeného plyne, že sériově, tedy spíše kusově vyrábět kompletní vodní chlazení na slušné úrovni je v našich podmínkách nereálné, nikdo by ho nezaplatil. Z tohoto pohledu je nutno se také dívat na cenu zahraničních produktů. Vůbec mi nepřipadají drahé, obzvláště zohledníme-li, že jsou určeny pro úplně jinou ekonomiku, s mnohem větší kupní silou než je ta naše. Nelze se na to dívat očima žebráků z třetího světa.

Je nutno si uvědomit, kdo že je u nás ten potenciální kupec. Většinou mladý uživatel, který má velmi hluboko do kapsy, vůbec nemá představu jak se tvoří cena a hlavně je úplně zblblý cenami komponentů výpočetní techniky, která se chrlí v miliónových sériích. A to případ vodního chlazení vyráběného v ČR rozhodně nikdy nebude. Neexistuje žádný jiný výrobek na trhu, který by měl takový poměr cena výkon, než PC technika z dálného východu.

Ještě pro úplnost, abych zabránil nepřiměřeným reakcím nervově labilních jedinců. Toto je můj názor, z mého pohledu výrobce elektroniky. Nikomu nic nenabízím, vodní chlazení slouží pouze pro mojí potřebu a z výše uvedených důvodů ho vyrábět rozhodně nehodlám. Tak někteří mi laskavě nepiště, že to mám "předražený jako prase". Jak se mi stalo v případě minulého příspěvku na podzim 2002.

Závěr

Jednotlivé komponenty byly podrobeny měření na simulátoru a výsledky jsou dosti poučné. Např. při měření účinnosti přenosu tepla vodního bloku GPU, dosáhl tento blok cca o 1°C lepší výsledek než výše popsaný vodní blok CPU. Důvodem je o 1 mm menší tloušťka mědi (3 mm, u vodního bloku CPU jsou to 4 mm), která je v kontaktu s procesorem. Počet žeber a to že vodní blok GPU je rozměrově menší nehraje roli. To jenom potvrzuje to co už jsem dávno tušil. Vládne zbytečná hysterie kolem vodních bloků a vymýšlení, všech možných a nemožných tvarů žebrování.
Neuvádím žádné výsledky měření účinnosti chladícího systému. Dokud nebudou dána přesná pravidla měření, jsou to stejně údaje k ničemu, protože nejsou porovnatelné. Dle mého názoru porovnatelné výsledky lze dosáhnout pouze definovaným zatížením systému na simulátoru, měřením teplot okolí, styčného místa simulátoru s vodním blokem a hlavně teploty vody. Současně je bezpodmínečně nutno měřit i hluk, který systém vydává v dB(A). To nejsou měření úplně  jednoduchá, v amatérských podmínkách pro většinu lidí stěží proveditelná a tak i kdyby pravidla byla, stejně by nebylo co porovnávat. V každém případě je systém velmi účinný. Díky použitým ventilátorům a čerpadlu je systém hodně tichý. Vzhledem k použité konstrukci lze snadno doplnit např. vodní blok čipsetu, jakmile bude nutno. Doufám že výše popsané řešení by mělo v blízké budoucnosti vyhovovat i pro případné výkonnější CPU i GPU a nakonec i pro nové čipsety, které jak se zdá, se už bez ventilátorů neobejdou. A pak snad už dostanou šílenci z vývoje u Intelu a AMD rozum, převratně změní technologie a vrátí se na rozumné spotřeby, kde takováto monstra jako je vodní chlazení ztratí smysl.

Více obrázků a další informace jsou na http://www.volny.cz/mkosina/vodchlaz či mě kontaktuje na emailu: mkosina@volny.cz

Další články v kategorii

• Chieftronic G1: herní skříň v podání designérů Chieftec
• Fractal Design Define S2 Vision: první skříň švédů s RGB LED
• SilentiumPC Signum SG1 TG – ATX skříň pro masy v testu
• SilverStone PS15 – pohledná skříň mATX v testu
• Test Fractal Design Meshify S2: Největší skříň ve své řadě