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[GUIDA] Sistemi di raffreddamento a liquido dalla A alla Z - Teoria

TEORIA


SISTEMI SENZA VASCHETTA


E' ancora oggi presente la convinzione che una maggiore quantità di acqua possa garantire maggiori prestazioni e quindi temperature più basse, ciò è ovviamente errato, a meno di non usare il radiatore e utilizzare una vasca con un'enorme quantità di liquido, dai 20 ai 50 litri, ma anche in questa eventualità, specie tenendo acceso il pc 24 ore su 24, è possibile raggiungere temperature elevate.
Nel caso in cui si usi il radiatore la quantità di liquido nel circuito è ininfluente, determina solamente il tempo impiegato dal sistema nel raggiungere l'equilibrio termico ; in altre parole, da un lato abbiamo una sorgente di calore che “trasferisce” nel sistema un certo numero di watt (di calore), dall'altro abbiamo il radiatore che ne smaltisce una certa quantità : il liquido diviene solo un tramite per veicolare questo calore. In principio a sistema spento l'acqua è a temperatura ambiente, quindi avviando il pc i watt della CPU scaricati nel sistema fanno aumentare la temperatura del liquido, che a sua volta riscaldando il radiatore cede parte di questi watt all’esterno. Nel caso di sistemi semplici il radiatore non riesce a trasferire tutto il calore, o meglio anche l'acqua non riesce a trasferire tutto il calore dalla CPU al radiatore (per le proprietà dell'acqua), e questo determina un certo numero di watt che rimangono nel sistema e che fanno salire la temperatura della CPU (inefficienza dell'acqua) e dell'acqua (inefficienza del radiatore). E' ovvio che dopo un certo tempo si raggiunge un punto di equilibrio : il tempo appunto dipende dalla quantità di liquido nel sistema, quindi possiamo usare quanta acqua vogliamo ma le prestazioni finali dipendono solo dal radiatore (ovviamente a parità del resto), a maggior ragione se si considerano piccole quantità di acqua : fra una vaschetta da 2 o da 5 litri non vi è molta differenza, figuriamoci tra una vaschetta da 50 o da 400 ml. Da queste considerazioni appare chiaro come sia possibile realizzare sistemi privi di una vaschetta. Usando un simile sistema è bene eliminare l'aria dal circuito, eliminando la vaschetta infatti le bolle d'aria presenti nel circuito rimangono in circolo e possono influire negativamente sui vari componenti del sistema (rumore e temperatura in particolare) ; per questo motivo è bene cercare di riempire il circuito eliminando tutta l'aria.

SISTEMI A PIU' POMPE


Questa soluzione è nata con le vasche in cui venivano immerse anche 2 pompe. Nel caso in cui si riteneva insufficiente la portata di un'unica pompa, soprattutto nell'utilizzo di più waterblock, si poteva allora optare per utilizzare 2 pompe : la prima ad esempio per la gestione del solo wb sulla CPU e la seconda per i restanti waterblock. Con l'avvento delle pompe a 12V questo problema è praticamente scomparso. Ci sono alcuni, ma sono veramente pochi,che magari, non soddisfatti del proprio flusso,specie se utilizzano un elevato numero di waterblock e più di un radiatore, aggiungono un'altra pompa in serie : è una pratica che sconsiglio e che comporta un vantaggio irrisorio (inoltre le pompe a 12V non costano pochissimo). Se proprio vogliamo dire qualcosa su sistemi a più pompe, la pratica che oggi sta prendendo piede è quella di fare due impianti separati, ovvero due pompe,due radiatori,due vaschette. In questo modo si può fare un circuito (o loop) dedicato per la CPU e un altro per i restanti wb, di solito. Si tratta comunque di una soluzione abbastanza estrema e che spesso nasce con l'avanzare della propria passione per questo hobby, ma anche no.

COSTRUZIONE DELLA VASCHETTA


In particolari casi le vasche prefabbricate o altri prodotti adattati nel nostro sistema possono non bastare, magari per problemi di spazio, allora il nostro spirito da modder verrà fuori. La vasca possiamo costruirla, anche se non è un'impresa titanica, sarà lo stesso una cosa difficoltosa, perchè le altre vasche in commercio (appositamente studiate per noi) sono a tenuta stagna, e noi una volta costruita dovremmo CATEGORICAMENTE studiare un modo per rendere la vasca a tenuta stagna. Le strade più veloci e migliori sono quelle di studiare una vasca già buona per questo scopo, magari con dei piccoli incastri per i lati o nella peggior parte dei casi la siliconatura degli spazi d'incastro. E' un lavoro molto lungo da fare poichè la vasca può essere sicura solo dopo svariati test (esterni dal case ovviamente, magari in una vasca da bagno con della carta per vedere meglio le perdite) di molte ore. La costruzione di una vasca non ha regole fisse. Solo la nostra manualità e la nostra fantasia possono essere dei limiti. I materiali da NON usare possono essere solo quelli che possono avere problemi e reazioni con il rame, perciò l'alluminio in primis. Vanno benissimo le vasche in plexiglass, ovviamente dimensionato alla pressione dell'aqua; perciò almeno di 6mm, meglio 8-9mm.


LA SCELTA DEI COMPONENTI GIUSTI PER NOI


Ora che sappiamo in che modo funzionano i componenti di un impianto a liquido è ora di scegliere ciò che è più adatto alle nostre esigenze.Nella miriade di marche e componenti che popolano questo mondo l'utente che per la prima volta si affaccia al raffreddamento a liquido può rimanere spaesato, e magari avventatamente spende dei soldi per qualcosa che poi non lo soddisfa affatto. Innanzitutto bisogna pensare prima della scelta dei componenti al nostro obbiettivo finale, cioè rispondere alla domanda: perchè un impianto a liquido?
Le risposte più gettonate sono:
1.il raffreddamento ad aria non mi permette l'overclock che vorrei e penso che il liquido faccia al caso mio
2.il raffreddamento ad aria, per permettermi il mio overclock, fa un casino mortale e penso che un impianto a liquido renderà più silenzioso il mio pc
3.mi garba l'idea di avere un pc un po' tamarro e quindi un impianto a liquido con un bell'additivo uv fa al caso mio
4.una combinazione di queste 3 sopra.
La domanda successiva a questo punto sarà: cosa voglio raffreddare nel mio pc?
1.Voglio raffreddare solo la cpu
2.raffreddo cpu e gpu
3.raffreddo cpu gpu e chipset
4.raffredderei pure il monitor se potessi
5.per ora raffredderei solo la cpu, ma non escludo più avanti di aggiungere altri componenti nel loop

È logico che queste diverse situazioni portano ad un risultato finale diverso; l'utente che cerca le prestazioni senza compromessi si orienterà su un impianto fatto con componenti top di gamma, chi invece ricerca il silenzio può "accontentarsi" di qualcosa di meno spinto, ma comunque in grado di svolgere per bene il suo lavoro. Infine chi vuole solo estetica può trovare sul mercato molti kit già pronti che fanno dell'estetica il loro punto forte. Anche le dimensioni dell'impianto ci portano a scelte differenti durante l'acquisto. Se intendiamo mettere molti waterblock dobbiamo pensare ad una pompa che sia in grado di portarli tutti e ad un radiatore che sia in grado di amministrare tutto il calore prodotto da questi componenti. Per la sola cpu, un dual core, un normale radiatore monoventola può bastare tranquillamente, per un quad core si consiglia l'uso di un radiatore biventola; avendo un solo waterblock da tirarci dietro possiamo abbinare una pompa anche di modesta portata (dipende ovviamente anche da quanto strozza il waterblock). Se invece ci orientiamo su un sistema in cui intendiamo raffreddare cpu e gpu, il monoventola, nel caso in cui possediamo un dual core, inizia a stare un po' stretto, così come ci inizia a stare stretto il biventola nel caso in cui possediamo un quad core : meglio quindi orientarci su un biventola nel primo caso, e su un triventola nel secondo caso. Se poi per iniziare si sceglie di raffreddare la cpu solamente, ma non si esclude di ampliare più avanti l'impianto, meglio prendere subito un radiatore e una pompa che ci diano la possibilità di un'espansione dell'impianto senza incorrere in problemi di portata o di difficoltà di scambio di calore con l'ambiente; capita infatti che l'utente, all'inizio, non ha ben chiaro questo concetto, e finisce con il comprare componenti non adeguati ad upgrade futuri, trovandosi con il dover rivendere i propri componenti per permettersi quelli desiderati. Non meno importante, infine, è la valutazione degli spazi che abbiamo a disposizione. Nella progettazione del nostro impianto dovremo infatti valutare gli ingombri di ciò che vogliamo acquistare e verificare che il tutto stia dove lo vogliamo mettere.

INTEGRAZIONE DELL'IMPIANTO


Dopo la fase di scelta dei componenti è ora di pensare seriamente alla loro disposizione e al modo in cui li metteremo nel nostro case.

NB: la fase chiave della costruzione di un impianto a liquido è la progettazione del tutto prima ancora di avere i componenti in mano. Spesso è una cosa sottovalutata o addirittura saltata a piè pari, cosa sbagliatissima. Avere perfettamente già in mente tutte le posizioni dei componenti e il loro collegamento all'arrivo dei pezzi prima di tutto velocizza il montaggio e soprattutto evita il problema di trovarsi nella situazione in cui certi componenti non potranno essere usati perchè, per esempio, non ci stanno nel nostro case. Cercate quindi nelle schede tecniche, specialmente dei componenti più ingombranti, cioè radiatore e vaschetta, tutti gli ingombri e fate molte misure nel case. Se vi serve aiutatevi pure con dei modellini di cartone, spesso vedere gli ingombri fisicamente aiuta.

Detto questo, ci sono diverse scuole di pensiero sull'integrazione di un impianto:
1.chi vuole che l'impianto stia tutto nel case di modo che l'estetica esterna non sia modificata a impianto montato
2.chi per motivi di spazio o di prestazioni monta il radiatore esternamente al case, dietro o sopra di esso
3.chi per motivi di spazio e prestazioni decide di costruirsi un involucro che contenga tutti i componenti dell'impianto(tranne ovviamente i waterblock) da collegare al pc.

L'avere tutto l'impianto nel case comporta uno studio attento dei flussi d'aria, specialmente per quanto riguarda il radiatore. Essendo all'interno del case chiuso subisce il calore degli altri componenti, ed è quindi essenziale posizionarlo (nel limite del possibile) nella zona più fresca del case. Come sappiamo le ventole sul radiatore lavorano meglio in estrazione, ma in caso di integrazione totale è bene valutare anche il contrario, cioè che le ventole soffino sul rad, pescando l'aria fresca dall'esterno del case (questo è sempre consigliato farlo). Queste situazioni variano comunque da caso a caso e il modo migliore per trovare la propria configurazione ideale è fare delle prove a impianto montato con le diverse disposizioni delle ventole. La difficoltà nell'integrare tutto l'impianto nel proprio case dipende inoltre dalla grandezza del radiatore; se infatti abbiamo un monoventola lo possiamo facilmente piazzare in corrispondenza di un foro per ventola del nostro case, se invece è un biventola o un triventola quasi sicuramente si dovrà mettere mano al case modificandolo, creando la finestra per il radiatore sotto al tetto, sul fondo, di lato sulla paratia o nel frontale del nostro case (questo ovviamente dipenderà dal case). Per quanto riguarda la pompa, (si ricorda che la vaschetta deve essere più in alto della pompa, altrimenti rischiamo di giocarci l'impianto prima ancora di poterlo provare) essa viene alloggiata prevalentemente sul fondo del case, sopra uno strato di neoprene per attutirne le vibrazioni, ma, pompa permettendo, possiamo farla lavorare anche in altre posizioni, permettendoci così di posizionarla non necessariamente sul fondo del nostro case. La vaschetta, come abbiamo detto prima, si può trovare di innumerevoli forme e dimensioni, quindi a seconda dello spazio che abbiamo a disposizione e del nostro gusto sceglieremo la vaschetta più consona. Se abbiamo molto spazio potremo farci guidare dall'estetica, se invece il nostro case è di piccole dimensioni possiamo optare per una vaschetta da mettere al posto di un drive ottico (per esempio una visual bay) oppure una vaschetta particolarmente piccola (vedi swiftech microres). Se proprio abbiamo pochissimo spazio rimane comunque l'opzione di eliminare la vaschetta ed usare una T rovesciata posizionadola nel punto opportuno (ovvero nel ramo di ingresso della pompa) oppure prendere una pompa con top con vaschetta incorporata (scelta da preferire, perchè una vaschetta aiuta nello smaltire l'aria accumulatasi nel loop in fase di riempimento). Non tutti però hanno lo spazio per montare il proprio radiatore all'interno del proprio case, oppure c'è che per scelta decide di montarlo fuori dal proprio case : come già è stato detto più volte, montare il radiatore all'esterno del proprio case migliora sicuramente le prestazioni dell'impianto, in quanto in questo modo è lontano dal calore emesso dal pc. Se decidiamo di montarlo dietro o sul tetto del nostro case, il radiatore dovrà essere distanziato con degli spezzoni di barra filettata e dovremo praticare dei fori per il passaggio dei tubi (alcuni case li hanno di serie). Se abbiamo scelto di montare il radiatore dietro al case, è consigliabile montarlo con i raccordi verso l'alto perchè si favorirà lo spurgo dell'aria quando riempiremo l'impianto. Nel caso in cui abbiamo deciso di montare il radiatore sul tetto, esso va messo con i raccordi verso l'alto sempre per il motivo di cui sopra. Tuttavia, si ricorda che una volta eliminata tutta l'aria dal loop si può posizionare il radiatore come meglio si ritiene opportuno: quindi, per chi ritiene che montare il radiatore sul tetto del case con i raccordi verso l'alto sia una scelta antiestetica, può tranquillamente montarlo con i raccordi verso il basso ed avere un po' di noie in più in fase di riempimento, ma una volta eliminata l'aria prestazionalmente non cambierà nulla rispetto al montare il radiatore con i raccordi verso l'alto. Infine se vogliamo utilizzare una waterstation per contenere pompa, vaschetta e radiatore, allora abbiamo l'imbarazzo della scelta sulla grandezza del tutto e sulla disposizione interna, dipenderà solo dalla nostra fantasia e abilità.

DISPOSIZIONE E COLLEGAMENTO DEI COMPONENTI


Siamo arrivati al momento fatidico. Sulla scrivania giacciono tutti i componenti del nostro impianto, abbiamo ragionato sul come posizionarli ed è ora di rimboccarsi le maniche e iniziare il montaggio! Innanzitutto togliamo l'hardware dal case dopo aver preso le misure delle distanze dei componenti che dobbiamo raffreddare e iniziamo a montare il tutto all'interno del case, oppure se la nostra integrazione non ci permette di montare il tutto senza hardware montiamo il tutto sopra l'hardware badando che l'alimentatore sia staccato. Poiché ormai si utilizzano prevalentemente pompe a 12V, i vari componenti del nostro impianto dovranno essere collegati IN SERIE. È bene ricordare che, nonostante sembri il contrario, LA DISPOSIZIONE DEI COMPONENTI NELL'IMPIANTO NON INFLUISCE SULLE PRESTAZIONI. Da prove scientifiche effettuate si è appurato infatti che l'acqua in uscita da un waterblock è di pochi decimi di grado più alta dell'acqua in entrata. Quindi è ininfluente per esempio che l'acqua passi nel waterblock gpu prima della cpu (ASSOLUTAMENTE FALSO CHE LA GPU PRIMA DELLA CPU SFAVORISCA LA TEMPERATURA SULLA CPU STESSA) e per la disposizione nel loop affidiamoci a questa semplice regoletta:

CERCHIAMO DI FARE MENO STRADA POSSIBILE CON I TUBI E COLLEGHIAMO I COMPONENTI NEL MODO PIU' LINEARE POSSIBILE.

La lunghezza dei tubi non ha grandissima influenza sulle prestazioni complessive, ma è bene osservare alcuni piccoli accorgimenti. E' buona norma evitare curve troppo angolate, come le curve secche a 90°. Se dovete proprio utilizzare delle curve a 90°, molto meglio recuperare curve “graduali” in rame, reperibili nella maggior parte dei negozi di bricolage. Fate attenzione alle strozzature : facendo curve troppe strette il tubo potrebbe schiacciarsi e quindi farebbe diminuire il flusso. Per risolvere questo inconveniente si ricorda la possibilità di utilizzare delle spirali. Collegando i tubi sui raccordi assicuriamoci che il portatubo calzi il tubo completamente e aggiungiamo un paio di fascette da elettricista, o una fascetta stringitubo onde evitare perdite o che il tubo si sfili. Se avete optato per i raccordi a ghiera, anche in questo caso assicuratevi di aver infilato il tubo fino alla base del raccordo, successivamente serrate per bene la ghiera. Se avete optato per i raccordi pneumatici, assicuratevi di aver infilato per bene il tubo o lo spezzone di rilsan sul quale montare il tubo.

NB: COLLEGARE I TUBI SUI WATERBLOCK PRIMA DI MONTARLI SULLA CPU/MOBO/VGA E' PREFERIBILE, ONDE EVITARE SOLLECITAZIONI CHE POTREBBERO ROVINARE L'HARDWARE

 


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