Предисловие

В целесообразности написания второй части статьи я долго сомневался. Казалось, о фреоновом охлаждении на страницах сайта написано уже достаточно, но с момента выхода первой части статьи – 13 апреля 2005 г., прошло достаточно времени. Я поднабрался опыта и получил приличное количество боевых шрамов от грабель, на которые наступил. И теперь, как мне кажется, накопилось некоторое количество информации, которой можно поделиться с заинтересованным кругом читателей.

Системы охлаждения на основе фазового перехода набирают все большую популярность. Люди увидели, что ничего сверхъестественно сложного в изготовлении подобной системы нет. Все больше и больше людей изготавливают подобные системы и, чтобы по возможности облегчить таким людям жизнь, я взялся за продолжение. Уже первые опыты в этой области показали, что собрать и спаять систему довольно просто. Но потом всплывает куча неучтенных вопросов, которые сводят на нет все уже сделанное. И выясняется, что уже готовую систему нужно переделывать, причем кардинально.

Со мной такое уже пару раз происходило. После таких открытий очень хочется выкинуть все это железо из окна подальше и больше никогда не подходить даже к обычному холодильнику. Но, принадлежа к определенной категории людей, которым претит спокойная и вялотекущая жизнь, и лучшее развлечение для которых составляют поиски приключений на пятую точку организма, я продолжил идти в этом полном трудностями и опасностями направлении.

Статья написана как продолжение первой части статьи и поэтому я не буду еще раз описывать, что такое фреоновая система охлаждения, для чего это надо, как это работает и т. д. А расскажу об ошибках, которые я допустил при сборке системы. Приведу ряд практических рекомендаций по пайке и сборке системы. По проверке системы на утечки. Подробнее расскажу о теплоизоляции. И о том, как реализовать автоматику включения и защиты системы человеку, не имеющему глубоких знаний в области электроники. В общем, это будет не совсем статья, а скорее перечень самых распространенных ошибок с рекомендациями, как их избежать. Скорее всего, с этими ошибками сталкивался не один я. Возможно, они уже обсуждались в соответствующих ветках конференции. Но в конференции нужная информация часто прячется среди бесчисленных страниц обсуждений. А в статье, надеюсь, это будет выглядеть более компактно.

Нужно сказать так же, что статья написана не для профессионалов в области получения низких температур, имеющих фундаментальное образование по теме. Они и так знают о низких температурах все. И вряд ли им будет интересны потуги непрофессионала в этом интереснейшем направлении. А написано это для простых смертных оверклокеров, которые, возможно, захотят собрать подобное устройство самостоятельно.

Размещение системы

Изготовление системы нужно начинать с вопроса – куда она будет вмонтирована. В единый корпус с компьютером, в отдельный корпус... Куда? И как будет эксплуатироваться система: как стенд для бенчинга или тихий домашний компьютер, способный работать в режиме 24/7? Если второй случай, то при компоновке системы нужно учесть место на шумоизоляцию. Да и в первом случае она, эта самая изоляция, не будет лишней.

Хочется сказать пару слов о шуме, который издает работающая фреоновая система. Человеческий слух очень гибко реагирует на уровень громкости звука. Слух быстро адаптируется. И один и тот же звук в разное время субъективно будет казаться разной громкости. Я, например, проснувшись ночью, прекрасно слышу шум тикающих часов в соседней комнате. И случается, что этот звук кажется мне раздражающе громким. Всей этой трепотней я пытаюсь донести, что для одного человека звук фреонки покажется раздражающе громким, а для кого-то окажется, что он намного тише стоящего у него под столом системного блока.

Возможно, мне, как человеку, избалованному бесшумностью имеющегося компьютера, кажется, что фреонка страшно шумит. Шумит-то она, конечно, шумит, но не фатально. И шум этот можно прилично снизить. Снижения шума можно добиться за счет уменьшения скорости вращения вентиляторов на конденсаторе (естественно, контролируя температуры на входе и выходе), выбором материала корпуса и шумоизоляцией.

В моей конструкции, описанной в первой части статьи, я допустил кучу ошибок.

Не учел, что толщина стенок корпуса возрастет за счет шумоизоляции. Неудачно расположил шасси под установку материнской платы. Совершенно неудобна и сама конструкция. Если ее поставить на стол, она занимает практически все пространство стола. А если попытаться запихнуть под стол, то не убираются ноги хозяина такого неудачного оборудования. Расположить рядом со столом можно, но корпус для такого размещения слишком низкий и пропадает много места над ним. Не говоря уже о том, что конструкция фреонки с двумя испарителями имеет серьезный недостаток – возможный температурный перекос.

В системе с двумя испарителями фреон, идущий из конденсора, делится на два потока и по двум капиллярам идет к двум испарителям. Допустим, получилось сделать так, что фреон равномерно распределяется между двумя испарителями. Если тепловая нагрузка на обоих испарителях одинакова или близка, то ничего страшного не произойдет. Предположим, что нагрузка на центральный процессор велика, а на графический мала. Большее количество тепла, отдаваемое центральным процессором, заставит более активно кипеть фреон в испарителе. А в испарителе графического процессора это будет происходить в меньшей степени. Давление в первом испарителе будет больше. А во втором меньше. В результате фреон будет поступать в испаритель с меньшим давлением. То есть в менее нагруженный. И выходит, что в менее нагруженный испаритель поступает большее количество фреона. А в более нагруженный меньше. Ситуация начинает все более и более усугубляться. Получается, что ненагруженный испаритель будет намного холоднее нагруженного! И эта разница может достигать значительной величины. В результате процессор перегревается.

Вывод – система с двумя испарителями хорошо подходит только для систем с одинаковой тепловой нагрузкой. Например, для двух видеокарт, работающих в режиме SLI. И опасна при работе на процессор и видеокарту.

Все эти причины и заставили меня разобрать практически готовое изделие и коренным образом все перестроить.

Перед изготовлением нового вместилища для всего этого компрессорно-конденсаторного добра, я просмотрел много фотографий уже готовых фреоновых систем, выполненных известными энтузиастами такого рода охлаждения. Так же после изготовления нескольких однокаскадных фреонок и накопления достаточного опыта, хотелось замахнуться на большее – каскад. Поэтому и решено было делать корпус, который допустит в дальнейшем подобную модернизацию.

В основном все известные люди делают свои девайсы (имеются ввиду серьезные многокомпрессорные установки) на небольших, двух-трехуровневых стеллажах на колесах. Конструкция, на мой взгляд, оптимальная. Возможен доступ к деталям устройства со всех сторон, что просто необходимо для регулировки и удобства обслуживания системы. Да и стенки с шумоизоляцией можно прикрутить прямо к каркасу такого стеллажа.

Но хотелось сделать изделие более компактным и мобильным, поэтому готовый стеллаж покупать я не стал, а решил изготовить каркас такого сооружения сам. Алюминиевые уголки для такой цели показались мне слишком хлипкими. Можно было сварить каркас из стального уголка, но все это слишком хлопотно, да и вышло бы тяжеловато. Пришлось погулять по магазинам.

Материал для каркаса нового корпуса был обнаружен случайно в магазине, торгующем гипсокартоном и комплектующими для него. Мне понравился П-образный профиль из оцинкованного металла типоразмера 27 на 28 мм, длина 3 метра. Его можно вложить один в другой и получить квадратную трубу с приемлемыми прочностными характеристиками. А быть прочным этот каркас просто должен. Вес всех этих компрессоров-конденсоров довольно велик.

На фотографии виден принцип соединения профилей. Соединения можно закрепить с помощью саморезов металл-металл или заклепок. Но для заклепок понадобится специальный инструмент – клепальник. Режется профиль обычными ножницами по металлу.

И вот получившийся каркас целиком

Размеры каркаса довольно велики – высота 120 см, ширина 50 см, глубина 37 см. Но, будучи прикреплен к платформе на колесах, он будет прекрасно стоять рядом со столом. А при необходимости в такой объем удастся запихнуть многое. И по прочности каркас не подкачал. Проверил собственным телом. Влез на него и посидел. Без малого центнер каркас выдержал легко.

Внутреннее пространство я разделил на три отсека. Нижний – под установку большой процессорной фреонки на компрессоре Aspera Т2168Е, 550 Вт при -25С. Отсек, расположенный выше, задействовал для размещения двух фреонок под видеокарты

А выше расположилось шасси для установки материнской платы и система водяного охлаждения.

На фотографии приведена первоначальная прикидка размещения деталей. Но потом мне захотелось выполнить фреонки в виде модулей, который можно вставлять и вынимать из каркаса по своему желанию.

На фотографии показаны два основания под сборку фреоновых систем для видеокарт. Для них я планировал использовать имеющиеся у меня компрессоры:

• Aspera E 2134Е, 300 Вт при -25
• Electrolux L-57TN.

Но из-за того, что средства, бывшие в распоряжении, позволяли приобрести только одну видеокарту, фреонка для нее была собрана одна, на Aspera E 2134Е.

А теперь о мерах по борьбе с шумом, которые я применил. Задняя и боковые стенки были выпилены из фанеры толщиной 12 мм. Такая толщина материала обеспечивает достаточные вибропоглощающие свойства. К тому же внутреннюю поверхность фанеры я оклеил фольгированным пенофолом.

Это полимерный материал с закрытыми порами. Выпускается специально для тепло-шумоизоляции. А фольга придает ему необычный вид. Что меня и привлекло.

Передние стенки я сделал из стекла толщиной 5 мм. Такое стекло обладает высокими звукоизолирующими свойствами. Отсеки с фреонками я закрыл единым стеклом, вставляющимся снизу в скобы. Дополнительно это стекло крепится сверху алюминиевым уголком. Между стеклом и каркасом приклеены полосы все того же пенофола для амортизации. Верхний отсек закрыт дверкой из такого же стекла, но закрепленного на петлях. Фиксируется дверка в закрытом положении магнитом.

Для уменьшения шума, создаваемого вентиляторами, на конденсорах системы я применил два метода. Снижение оборотов вентиляторов с помощью самодельного реобаса и установку вентиляционных решеток-жалюзи. При небольшом потоке воздух в них не шумит, а жалюзи гасят шум от работающих внутри корпуса компрессоров. На отверстия для выхода воздуха я установил такие же решетки.

Так же для снижения шума неплохо крепить конденсаторы к основанию через вибропоглощающие прокладки, трубку компрессор-конденсор свить в спираль-пружину, оклеить диффузор вентилятора и, если это возможно, боковые поверхности конденсатора вибропоглощающим материалом. Очень удобно клеить его на двухсторонний скотч.

Водяное охлаждение, радиатор от которого можно видеть в верхней части фотографии, я установил для охлаждения чипсета и, планировалось, памяти и видеопамяти. Но, как выяснилось, память на видеокарте и так неплохо охлаждается за счет холода, распространяющегося от испарителя на графическом процессоре по плате, и водяное охлаждение не требуется. А на RAM поставить водоблоки, во всяком случае на моей DFI nF4 SLI-D, крайне затруднительно. К тому же в любом случае необходимо обеспечивать хороший обдув и видеокарты, и области вокруг процессора для подстраховки от конденсата. А все это и так неплохо охлаждает память. Но я, как истинно русский человек, который, как известно, ужасно задним умом крепок, сначала сделал, а потом уже подумал. А подумав, решил – что сделано, то сделано. Хуже не будет. И теперь водой охлаждается только чипсет.

На моей материнской плате DFI nF4 SLI-D очень неудачно расположен чипсет, почти под видеокартой. И поставить на него водоблок можно, только если его высота не превышает 12 мм. И я из подручных материалов спаял такой.

Помпу применил UniStar 700 л/ч. Радиатор уже отмечался в статье "Модернизация радиатора системы водяного охлаждения (автопечки)". Вентилятор на этом радиаторе выполняет еще и функции вытяжного вентилятора.

Сборка, пайка, опрессовка.

Рекомендации по компоновке системы довольно подробно были изложены в первой части статьи, повторяться не буду. Добавлю только, что фреоновая система делается не на один день. И поэтому нужно учитывать то, что при апгрейде может оказаться, что процессор на новой материнской плате находится не там, где это было на старой. А видеокарта расположена гораздо выше или ниже, чем это было раньше. Поэтому для всасывающей трубки все-таки лучше применить сильфон из нержавейки. И соединение всасывающая трубка-испаритель лучше сделать разъемным на случай необходимости замены испарителя. А у меня такие случаи возникали несколько раз.

Но из этих пожеланий вытекает такая проблема как пайка соединений латунь-медь и сталь-медь. И если пайка соединений медь-медь даже в первый раз затруднений не вызывает, то вышеуказанные соединения – потенциальное место утечки. Во всяком случае, так было у меня.

Сначала пару слов о разборном соединении всасывающая трубка-испаритель. Здесь возможны два варианта. Первый – соединение под развальцовку.

Плюсом такого соединения является высокая надежность и то, что нет необходимости в прокладках. Недостатком является необходимость иметь специальный инструмент для развальцовки соединений

В случае такого соединения переход под развальцовку припаивается непосредственно к всасывающей трубке, а гайка с вальцованной трубкой припаивается к испарителю.

Можно для разъемного соединения использовать сантехнический штуцер. Но такое соединение имеет недостаток. При его использовании необходимо использовать прокладку. Прокладка фторопластовая, но ее со временем необходимо подтягивать. Лучшие прокладки получаются из меди или алюминия. Они со временем не садятся.

Но оба этих соединения: и переход, и штуцер – латунные. А пайка латуни сложна. Для пайки таких соединений необходим флюс. Я для пайки таких соединений применяю универсальный флюс.

Пайка проводится следующим образом. Соединение должно быть хорошо зачищено и смазано ТОНКИМ слоем флюса. Кисточка на пробке флакончика имеет приличные размеры и подходит только для покраски заборов. При толстом слое флюса он остается в пайке, образуя каналы. По этим каналам потом происходит утечка. Причем такая утечка, что не регистрируется мыльной водой.

После нанесения флюса соединение разогревается до малинового свечения горелкой и пайка производится обычным способом. Нужно следить только за тем, чтобы расплавленный припой смачивал латунные поверхности, а не скатывался с них. Если скатывается, это значит, что пайку вы производили слишком долго, и на поверхности латуни образовалась оксидная пленка, которую флюс растворить уже не в состоянии. И нужно остудить соединение, зачистить обе детали до металла и повторить пайку снова.

Места таких паек потом лучше проверить. Проверить можно мыльной водой, нанося ее на место соединения кисточкой. Но бывают такие утечки, которые мыльная вода не регистрирует. Я несколько раз сталкивался с подобного рода утечками. Обнаружить их без спецсредств очень сложно, но можно, погрузив соединение в воду и подождав минут двадцать-тридцать. На проблемных местах потихоньку будут надуваться пузырьки. Только не перепутайте их с пузырьками растворенного в воде воздуха. Поэтому воду лучше использовать кипяченую.

При пайке таких соединений можно обойтись и без флюса. Есть специальные марки припоев с уже нанесенным на них флюсом. Вообще существует несколько типов припоев. Эту табличку я срисовал в магазине фирмы "МОРЕНА", это припои марки UNI. Существуют и припои других марок.

Припой	Состав	Темп. плавления	Темп. растекания	Спаиваемые металлы
UNI-1000	Фосфор 7.25%	710	793	Медь-медь. Не подходит для сплавов, содержащих никель
	Медь 92.75%
UNI-1006	Серебро 6%	643	804	Медь-медь. Не подходит для стали и никельсодержащих сплавов
	Фосфор 6%
	Медь 88%
UNI-1015	Серебро 15%	656	800	Медь-медь. Для вибро-ударопрочных соединений. Не подходит для стали и никелевых сплавов.
	Фосфор 5%
	Медь 80%
UNI-1035	Серебро 35%	677	743	Для пайки стали и медных сплавов
	Медь 32%
	Цинк 33%
UNI-1045	Серебро 56%	618	652	Для пайки никеля, никельсодержащих сплавов, нержавейки и стали.
	Медь 22%
	Цинк 17%
	Олово 5%

После пайки всасывающую трубку с прикрученным испарителем неплохо опрессовать, перед монтажом в систему. Опрессовать можно с помощью того же компрессора, которым вы планируете вакуумировать систему. Делается это довольно просто. Нагнетаете компрессором давление в проверяемом узле и помещаете его (узел, конечно, а не компрессор) в емкость с водой. Пузырьки воздуха покажут места утечек.

Но есть такие соединения, которые в таз с водой не засунуть, как ни старайся. Для таких соединений я сочинил простой метод. Берется обычный пластилин, лепится из него ванночка вокруг проверяемого шва и заполняется водой. Потом в систему подается давление, и смотрим, не появится ли где пузырек.

Так же неплохо заранее опрессовывать испарители. Они обычно имеют довольно большой размер, обычной горелкой прогреть их трудно, что и ведет к дефектам пайки. Поэтому желательно их проверить до установки в систему.

И еще момент, перед установкой компьютерного железа неплохо проверить систему на микроутечки. Сделать это можно по длине промерзания всасывающей трубки. Вакуумируете и заправляете систему. После того, как система поработает минут 30, отмечаете длину промерзания всасывающей трубки. Потом оставляете систему в покое на неделю, другую и включаете снова. Если длина промерзания трубки не уменьшилась, значит, все в порядке. И вам потом не придется разбирать уже готовую систему для перепайки. Или дозаправлять систему каждую неделю.

У меня получились такие вот две фреонки:

Эта помощнее на процессор

А эта на видеокарту

Теплоизоляция процессора

При теплоизоляции самой фреоновой установки, как правило, трудностей не возникает. Всасывающая трубка теплоизолируется трубчатым термофлексом. Это материал с закрытыми порами. Покупается по диаметру подлежащей теплоизоляции трубки, отрезается на нужную длину, потом разрезается вдоль, одевается, а место разреза склеивается. Склеить можно либо клеем, либо любым скотчем, в том числе и изолентой.

С испарителем немного сложнее. Испаритель я изолирую полосой пенофола. Вырезаю полосу шириной равной высоте испарителя. На внутреннюю сторону пенофола наклеиваю двусторонний скотч, снимаю с него защитную пленку и обматываю испаритель. Неплохо не забыть до этого установить на испарителе термодатчик от микропроцессора или термометра. От того устройства, с помощью которого вы собираетесь контролировать температуру испарителя.

Верх испарителя я изолирую листовой пробкой. Клею ее на двусторонний скотч в несколько слоев. Если верх испарителя заизолировать пенофолом или другим пористым материалом, то от давления крепежа испарителя к материнской плате он со временем сядет. Поры слипнутся и прижим испарителя к процессору ослабнет. Чревато резким ростом температуры процессора и возможным выходом последнего из строя. Так же в этом месте из-за уменьшения толщины теплоизоляции может появиться конденсат. С пробкой такого не происходит.

Единственно надо учесть, что при температуре, приближающейся к -50 градусам, требуется толщина теплоизоляции около 20 мм. Если теплоизоляция тоньше, то она покрывается конденсатом. Не сильно. Но все-таки. Поэтому в своей системе я дополнительно обернул все эти детали пенофолом. Можно, конечно, сушить такой конденсат обдувом. Обдув вентиляторами очень помогает в борьбе с конденсатом.

Сложнее теплоизолировать электронные компоненты компьютера. Начнем с процессора. Теплоизолировать процессор гораздо проще, чем видеокарту.

Для размещения теплоизоляции я вырезал часть металлического шасси, на которое крепится материнская плата, в области сокета, размером примерно 150 на 150 мм. После чего вырезал кусок пластика размером с это шасси. Пластик я прикрутил сзади шасси, а расстояние между пластиком и шасси заполнил пенофолом. Так же в области сокета добрал толщину пакета утепления до уровня стоек, к которым прикручивается плата. Получился пакет утепления 15 мм толщиной. Плюс толщина платы, толщина сокета. Все вместе набирает пакет достаточной толщины. Ни промерзания, ни конденсата не образуется.

Материнскую плату с обратной стороны в области сокета намазал вазелином на той же площади 150 на 150 мм и прикрутил к шасси. Сам сокет и область вокруг него промазал вазелином более густо.

И на этот вазелин как бы приклеил прокладку из пенофола толщиной 10мм. А сверху прикрутил испаритель на две шпильки с резьбой М4. Стык теплоизоляции испарителя и платы так же промазал вазелином для гарантии герметичности. Прокладку на область сокета я вырезал по шаблону. Сначала сделал шаблон из бумаги, а потом по нему сделал прокладку.

Пробное включение показало отличный результат – полное отсутствие конденсата. Фреонка получилась мощной. Температура быстро опускалась до -50, потом звучал аварийный сигнал из микропроцессора (черный прибор с красными светящимися цифрами) и прибор начинал показывать -Е. Ниже -50 прибор не показывает, считает это аварийным случаем.

Задрал напряжение на процессоре на максимум. На моей плате это 2.1 вольта. И разогнал его до 3100 МГц. Пробовать процессор на дальнейший разгон не получилось, время было уже очень позднее. Прогнал пару раз 3DMark05. Температура испарителя возросла до -48 с небольшим градусов. Очень приличный результат. А так как время стало уже совсем позднее, пришлось прервать дальнейшие эксперименты. Жалко только, что я так и не знаю, какова температура испарителя без нагрузки – микропроцессор не показывает ниже -50. Но не думаю, что ниже -55. Температуру можно приблизительно прикинуть по "синему" манометру манометрической станции.

Теплоизоляция видеокарты

А теперь о теплоизоляции видеокарты. Здесь все намного сложнее. Тут существует два очень неприятных момента. Первый – это режимы работы карты 2D и 3D. В 2D тепловыделение графического процессора минимально, в 3D максимально и разница в тепловыделении значительна. А фреонка морозит с постоянной мощностью. И второе – графический процессор очень близко расположен к разъему PCI-E.

Сначала расскажу, как всю эту теплоизоляцию сделал я, а потом обо всех допущенных мною ошибках. Видеокарта, какой я располагаю – Leadtek WinFast PX7800GT. У нее вокруг графического процессора имеется 4 отверстия. Вроде бы здорово. Но шпильки с резьбой М3 в них не лезут. Только 2.5. А шпилек нужной длины с такой резьбой я найти не смог. Пришлось идти другим путем. Сделал из алюкобонда две такие вот пластины с отверстиями, соответствующими отверстиям крепления системы охлаждения карты

Между ними я и зажму испаритель. Шпилек нужной длины и с резьбой М3 я тоже не смог найти. Поэтому применил имеющиеся у меня стойки. К нижней пластине я приклеил пенофол толщиной 10 мм и винтами прижал его к видеокарте. А сверху привернул стойки, набрав из двух нужную длину.

Потом с помощью шаблона изготовил прокладку из пенофола толщиной 3 мм. Графический процессор впаян в плату, поэтому выступает над ней незначительно.

Примерил, как будет подходить испаритель. Пришлось его немного подогнуть и вроде все подошло.

Так же нужно не забыть забить все тем же вазелином разъем, в который устанавливается видеокарта

Теперь устанавливаем на видеокарту испаритель, контролируя точность установки по отпечатку термопасты. Когда нужный результат получен, крепим испаритель. Покурив для успокоения нервной системы, включаем.

После загрузки операционной системы я почему-то обратил внимание на шум, издаваемый системой. До этого сильно шумело штатное воздушное охлаждение видеокарты. Шумоизоляция работала неплохо. Шум от двух компрессоров на удивление был на уровне шума помпы. То есть шум от компрессоров не заглушал помпу. Ее было слышно. Возможно, это говорит не о бесшумности компрессоров, а о шумности помпы. Но тем не менее... Шум конечно есть, но не такой уж и сильный. Получилось неплохо.

Обороты всех вентиляторов были уменьшены с помощью самодельных реобасов. Все вентиляторы и подсветка питаются от самодельного 12-вольтового источника питания. Сделан этот источник был для автоматического включения компьютера только после того, как система охлаждения выйдет в режим. И, конечно, для уменьшения нагрузки на основной блок питания.

Вот она, обратная сторона. На ней виден и блок питания вентиляторов, и все остальные "секреты". Немного неприглядно. Но надеюсь со временем все это безобразие окультурить.

Конфигурация установленного железа такова:

• Athlon 64 3200+ Venice
• DFI LanParty nF4 SLI-D
• Leadtek WinFast PX7800GT
• Digma DDR500, 2 по 512 Mb
• Seagate Barracuda 7200.7 160 Gb SATA
• DVD RW NEC 3500
• PowerMan 420 Watt.

Посмотрел температуру процессора в Smart Guardian. Там она была показана в 230 градусов. Потом ставил нужные программы. Пока я дошел до разгона, прошло минут двадцать. Все это время карта работала, естественно, в режиме 2D. То есть с минимальным тепловыделением. А фреонка морозила.

Потом с помощью утилиты, прилагаемой Leadtek, я попытался на скорую руку разогнать видеокарту. Но после разгона при включении для проверки теста 3DMark05 выскакивал черный экран. А потом и все изображение, даже без разгона, превратилось в какую-то безобразную мозаику.

Я выключил компьютер и снял испаритель с видеокарты. Под термоизоляцией на карте был конденсат. Я вынул карту из разъема. На контактах так же была вода. Теплоизоляция карты недостаточна. Без нагрузки испаритель промораживает карту очень сильно.

Проанализировав происшедшее, я пришел к выводу, что мною совершен целый ряд ошибок. Первая и главная – слишком большая площадь подошвы испарителя.

Вот фото такого же испарителя. Бумажный шаблон под ним показывает размеры теплоизоляции испарителя

А вот тот же шаблон, наложенный на графический процессор.

Сразу видно, насколько меньше площадь ядра площади испарителя. Высота GPU в несколько раз меньше высоты центрального процессора в сокете. Поэтому толщина теплоизоляции в этом случае гораздо меньше. Расстояние между испарителем и платой всего 2-3 мм, из-за этого плата так сильно и промерзает. И если промерзание в одну сторону ограничивает нагревающаяся в процессе работы память, то промерзанию в сторону разъёма ничего не мешает. А он расположен очень близко.

Устранить это возможно только заменой испарителя на другой, с площадью подошвы равной площади ядра. И организацией подогрева разъема PCI-E. Теплоизоляция разъема, как мне кажется, ничего не даст. А теперь перейдем к тому, как все это было сделано.

Конструктивы испарителей

Но сначала немного о конструктиве испарителей. Внутреннее устройство испарителей довольно полно было освещено в первой части статьи. Скажу только, что наилучшей, на мой взгляд, формой подошвы испарителей является окружность.

Дело в том, что всасывающая сильфонная трубка совершенно не работает на скручивание. И поэтому при использовании квадратного или прямоугольного испарителя частенько возникает ситуация, когда надо немного довернуть испаритель, чтобы его грани были параллельны сторонам процессора. А сделать это или невозможно, или крайне затруднительно. С круглым испарителем таких проблем не возникает.

Так же подскажу еще один источник меди для испарителя.

На радиорынке продаются такие вот мощные диоды и тиристоры. Можно за гроши купить горелые. Основание у них целиком из высококачественной меди

Из такого основания я и буду теперь делать новый испаритель на видеокарту. Правда, диаметр надо подогнать под размер графического процессора. Но это легко можно сделать на наждаке.

На картинке виден старый испаритель на видеокарту и заготовки для новых.

На этот раз я изготовил испаритель с размером подошвы примерно равным площади ядра графического процессора и приступил к теплоизоляции. Сначала вырезал из пластика прижимную пластину и нарезал пробку по размеру испарителя.

Потом с помощью двустороннего скотча стал наклеивать на прижимную пластину листовую пробку. Пробка имеет высокие теплоизоляционные свойства, поэтому обычно достаточно трех слоев.

После этого вырезал полосу пенофола, прилепил к нему кусок двустороннего скотча и приклеил к испарителю, внимательно следя, чтобы при этом не образовывалось воздушных пузырей. Перед этой процедурой я прикрепил к испарителю термопару от мультиметра DT-838 – это самый доступный по цене мультиметр с функцией измерения температуры.

Получилось следующее

Каким образом я закрепил это все на видеокарту, можно понять, взглянув на фотографию.

Так же я принял меры для предотвращения образования конденсата в слоте PCI-E. Применил для этого подогрев слота. На приведенной выше фотографии видно, как это сделано с помощью двух автомобильных лампочек. Лампочки мощностью 3 Ватта запитаны от импульсного источника питания, применяемого для спотов освещения. Их тоже видно на фото.

Возможен еще один простой способ подогрева слота с помощью саморегулирующегося нагревательного кабеля. Но об этом позднее.

Автоматика

В системах с обычным охлаждением, кулер, охлаждающий процессор, включается одновременно с компьютером и тут же начинает отводить тепло от процессора, чего нельзя сказать о системах охлаждения, основанных на принципе фазового перехода. Этим системам для выхода в штатный режим необходимо некоторое время. Сначала надо такую систему включить, а когда она охладит процессор до заданной температуры, включить уже сам компьютер.

Можно это делать вручную, но нет никакой гарантии, что в один прекрасный день вы ничего не перепутаете и не включите компьютер вообще без системы охлаждения. А это точно выльется в незапланированные расходы.

Для безопасной эксплуатации компьютера с фреоновой системой охлаждения необходим блок автоматики, который будет включать компьютер только после того, как система охладит процессор до заданной температуры, с возможностью выставить эту температуру вручную.

Фирменные системы оснащаются подобными устройствами. А что делать самодельщикам? Существует два пути решения проблемы. Сконструировать и изготовить подобное устройство самому. Но это под силу далеко не каждому, для этого необходимы познания в области электроники и практические навыки в изготовлении подобных устройств. Но можно приспособить готовые устройства, имеющиеся в свободной продаже. Я задействовал электронный контроллер ELIWELL ID-974, он используется в холодильной промышленности. Существует ряд подобных приборов, есть и более доступные по цене, но мне понравился этот. К нему подключаются два термодатчика.

Контроллер этой марки выпускается в двух модификациях: с питанием от 12 вольт постоянного тока и от 220-230 вольт переменного. Больше подходит второй вариант. Питание 220 вольт подключается к контактам 6 и 7. Оба термодатчика я установил на испаритель. Делать это, естественно, надо до теплоизоляции испарителя. Датчик не имеет полярности ввода и при необходимости может удлиняться обычным двужильным проводом.

В простейшем случае делаем так. Один из проводов кнопки включения компьютера разрезаем и, зачистив от изоляции оба конца, припаиваем к ним два провода. Другие концы этих проводов подключаем к клеммам 1 и 5 микроконтроллера.

Теперь включить компьютер нельзя. Цепь кнопки включения разорвана. И это продлится до тех пор, пока датчик микроконтроллера не зафиксирует заданную температуру включения на испарителе и не замкнет контакты 1 и 5, тем самым "разрешив" включение. У меня прибор запрограммирован на включение при достижении -27 градусов. С помощью кнопок на передней панели прибор программируется на нужную температуру включения. Теперь, когда температура испарителя достигнет установленной величины, компьютер можно будет включить кнопкой Power On. При температуре испарителя выше установленной включить компьютер невозможно.

Процесс включения можно автоматизировать. Для этого понадобится реле на 12 вольт.

Такое реле можно приобрести в магазине, торгующем автоэлектрикой или радиодеталями. Так же понадобится конденсатор емкостью 200-220 мкФ 25В и сопротивление 18-24 кОм. Теперь схема включения будет такова:

Но нужно быть внимательным и не перепутать полярность включения конденсатора. Плюсовой вывод конденсатора должен быть соединен с плюсом блока питания дежурного режима. На фото синий провод. Разъем, подписанный "Power On", подключается к материнской плате.

Работает схема следующим образом. По достижении заданной температуры микроконтроллер замыкает контакты 1 и 5. Через конденсатор потечет ток зарядки и реле сработает, что аналогично нажатию на кнопку включения компьютера. После того, как конденсатор зарядится, ток в цепи прекратится и реле разомкнет контакты. Примерно это происходит, когда вы отпускаете кнопку включения компьютера.

Для работы такой автоматики обязательно требуется блок питания дежурного режима напряжением 12 вольт. На схеме 12 вольт подключается именно от блока питания дежурного режима, а не от компьютерного. У меня от него питаются и все вентиляторы, а так же подсветка, о чем и говорилось выше.

Так же с помощью ELIWELL ID-974 можно реализовать простейшую защиту компрессора от попадания в него жидкого фреона. Сделать это можно следующим образом. На всасывающую трубку недалеко от компрессора наматываем листовой изолятор, например слюду. А на слюду нихромовый провод. Нихром – сплав с высоким удельным сопротивлением, из него делались спирали электроплиток. Подключаем это самодельное нагревательное устройство через микропроцессор к блоку питания. А после нагревательного устройства на всасывающей трубке размещаем термодатчик микропроцессора. Как только температура трубки опустится ниже заданной (значение программируем самостоятельно с помощью кнопок микропроцессора), микропроцессор включит самодельный нихромовый нагревательный элемент. Трубка нагреется и фреон доиспарится. А как только трубка нагреется выше заданного значения, микропроцессор отключит нагрев.

К этому прибору придается подробное описание всех его функций. Если внимательно его прочитать, то можно придумать и другие способы использования этого прибора. Сам я этот метод пока не пробовал. Все как-то недосуг. Основные трудности этого метода в том, что нужно заранее рассчитать мощность нагревателя, а по этой мощности уже рассчитать длину провода, что уже гораздо проще. Так же нихромовый провод по понятным причинам не имеет изоляции и поэтому его надо наматывать с расстоянием между витками, иначе произойдет межвитковое замыкание.

На мой взгляд, такой "нихромовый докипатель" пригодится только для фреоновой системы, в которой использован компрессор небольшой мощности. Свою систему я сначала дозаправил при 100-процентной загрузке CPU до промерзания всасывающей трубки до входа в компрессор. Температура испарителя при этом была на уровне 48-ми градусов. После тестов стравил небольшое количество фреона, опять до промерзания всасывающей трубки до входа в компрессор, но уже без нагрузки. И опять загрузил CPU до 100%. Падение температуры испарителя было незначительным. Температура стала не -48, а -46.5. На результат разгона это падение никак не сказалось. Но компрессор у меня достаточно мощный Aspera Т2168Е, 550Вт при -25С.

Поэтому решено было проверить электрический докипатель на фреонке, которая охлаждает видеокарту. Сомневаюсь, что применение докипателя увеличит разгон видеокарты. Тепловыделение у нее небольшое, даже меньше, чем у бывшей у меня до этого GeForce FX 5950. А мощность компрессора так же довольно приличная, однако проверить сам принцип возможно.

Но тут мне случайно попал в руки саморегулирующийся нагревательный кабель. Очень это оказалась интересная штука. Применяется он для борьбы с обледенением водосточных труб. Самая главная его особенность в том, что чем ниже температура окружающей среды, тем сильнее он нагревается. Причем сам, без всякого терморегулятора.

Внутри этого кабеля проложены два проводника. Они идут в слое пластмассы, имеющей свойства полупроводника. А свойства эти состоят в изменении электрического сопротивления в зависимости от температуры. Как у любой стоящей вещи у этого кабеля есть один серьезный недостаток – цена 15-20$ за погонный метр. Но этот недостаток характерен для всех качественных девайсов.

Применить такой кабель в докипателе гораздо проще, чем мудрить конструкцию, изложенную выше, не надо никаких электронных устройств. А нужно только зачистить один конец кабеля и с помощью клемника подключить к сети 220 вольт. Второй конец кабеля просто изолируем.

Кабель любым способом крепим на всасывающей трубке. Нужно только учесть, что температура кабеля может достигать 65 градусов и для крепежа применять материалы, стойкие к такой температуре. Длину кабеля придется подбирать экспериментальным путем. Поэтому я прикреплю к всасывающей трубке сначала небольшую часть имеющегося кабеля, не отрезая его от общего куска. И если этого окажется недостаточно, просто буду доматывать оставшуюся часть к трубке.

Скажу еще, что кабель можно резать практически на любую длину. Например, на длину слота PCI-E и очень легко организовать подогрев этого разъема. Тогда можно будет обойтись без лампочек. Или согнуть кабель в кольцо и пропустить по периметру теплоизоляции испарителя. Тогда отпадет необходимость в теплоизоляции материнской платы. Подобное решение применяется в серийных устройствах.

Но хватит о возможностях кабеля. Приступим к проверке. Мне в руки попал обрезок 50 см. С помощью клемника присоединяю к нему провод с вилкой, снимаю часть изоляции с всасывающей трубки фреонки видеокарты. Креплю часть кабеля, подсоединяю через манометрическую станцию баллон с фреоном, естественно, предварительно продув этим же фреоном шланги. Включаю компьютер, запускаю 3DMark05 для загрузки процессора и дозаправляю систему до промерзания всасывающей трубки до входа в компрессор. Потом выключаю компьютер, отключаю станцию. И через некоторое время, включив, проверяю, как работает фреонка. Справляется ли электрический докипатель с возложенной на него задачей?

Докипатель работал. Но, как и предполагалось, на результат разгона не повлиял. Все-таки сказывается запас компрессора по мощности. Поэтому я просто стравил немного фреона и убрал докипатель.

Ну вот, вроде бы и все, что я хотел рассказать. Но все-таки надо сказать пару слов о результатах разгона, полученных с помощью фреонового охлаждения. Естественно, разгон в большей степени зависит от конкретного экземпляра разгоняемого, поэтому информация носит просто ознакомительный характер. Конфигурация, указанная в начале статьи, со временем немного изменилась и стала выглядеть так:

• Athlon 64 3200+ Venice
• DFI LanParty nF4 SLI-D
• Leadtek WinFast PX7800GT
• Corsair XMS Xpert PC3200, 2 по 512 Mb
• Seagate Barracuda 7200.7 160Gb SATA
• DVD RW NEC 3500
• Hiper 480Watt.

Максимальный разгон процессора:

Но на этой частоте полной стабильности добиться не удалось. Полная стабильность на частоте 3150-3100 МГц. Причем на 3100 всегда, а на 3150 когда как. Совершенно непонятно от чего это зависит. Возможно, в этом виновато качество контакта испарителя с процессором, а возможно положение звезд в созвездии Кассиопеи... Скорее всего дело в том, что всасывающая трубка, выполненная из гофрированного сифона, имеет приличную жесткость и обеспечить качественный прижим крайне сложно. Видимо у меня просто не хватило терпения как следует подогнать это соединение.

Видеокарта с модифицированным BIOS гонится до:

• ядро 480 МГц, память 1250 МГц на воздухе
• ядро 505 МГц, память 1250 МГц на "воде"
• ядро 520 МГц, память 1250 МГц – фреон.

Такой небольшой прирост разгона ядра объясняется недостаточным напряжением на ядре, нужно сделать вольтмод. Информация по вольтмоду есть, но времени, к сожалению, пока не хватает. Но в ближайшее время это будет сделано. Еще раз получено подтверждение, что разгон "под фреоном" без вольтмода неэффективен.

Результат в "попугаях":

Система "на результат" не настраивалась.

В таком виде компьютер эксплуатируется с 5.12.2005, никаких неожиданностей выявлено не было. Хочу только добавить, что подробнее о процессе изготовлении системы можно почитать на персональной страничке автора, если, конечно, хватит терпения отыскать нужное в царящем там беспорядке.