Esta será una respuesta LARGA sobre el enfriamiento por agua … ¡Abróchense el cinturón!
Parte 1: Lo básico: ¿qué pasa en un bucle?
Hay 5 componentes clave para un circuito de enfriamiento de agua. Cada ciclo tendrá estas 5 cosas de una forma u otra. Hay algunas cosas adicionales que puede tener un bucle, pero estas cosas son clave. Entonces, comencemos con las partes que debe tener y luego hablaremos sobre cómo encajan y qué hacen.
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Bloques de agua:
El bloque de agua es la parte del circuito que hace contacto directo con sus componentes productores de calor (CPU / GPU / Chipset / cualquier otra cosa que esté enfriando con el circuito).
Intercambiador de calor / radiador:
Junto con una configuración de ventiladores, este es el elemento responsable de expulsar el calor del sistema.
Bomba
Debería ser bastante autoexplicativo, esta es la parte que mueve el agua a través del sistema.
Depósito
Sostiene el líquido refrigerante que se moverá a través del circuito.
Tubos / accesorios / piezas que necesita para conectarlo todo junto.
Obviamente, necesitamos una forma de mover el fluido de la parte A a la parte B y el fluido se mueve a través de una serie de tubos y accesorios.
Bien, entonces necesitas esas 5 cosas para tener un bucle (además, obviamente, un líquido refrigerante) pero espera … puedo escucharlo ahora …
¿Qué pasa con los enfriadores de agua All In One (AIO)? ¡No se parecen a nada de eso!
En su AIO promedio, la bomba se ha incorporado a la carcasa en la parte superior del bloque de agua de la CPU. Todos los tubos y accesorios están allí, pero están sellados y no están diseñados para ser atendidos por el usuario (la mayoría de las veces, existen excepciones). Entonces, ¿dónde está la solución? Efectivamente, el depósito de fluido disponible se limita a lo que se llena previamente en el sistema. Mismo concepto, simplemente sin volumen extra de fluido.
Bien, obtengo todas las partes, ¡pero todavía no sé cómo funciona!
La refrigeración por agua funciona en un principio de transferencia de calor. Empiezas con un elemento que produce calor, como tu CPU. Colocamos un trozo de metal en contacto con la tapa de la CPU y transferimos calor de la CPU a ese trozo de metal a través de la conductividad térmica. El trozo de metal es nuestro bloque de agua. Esto es calor en movimiento de la misma manera que su estufa eléctrica funciona para calentar una sartén en la estufa. Si bien todos sabemos que la sartén se calienta más en la estufa, el otro lado del sistema a tener en cuenta es que la bobina se enfría porque la energía se mueve hacia la sartén (y la comida en la sartén … pero llegaremos allí) en un segundo.) Si esto suena como lo mismo que hacemos en Air Cooling … lo es. El bloque de agua toma el lugar de un disipador de calor de la CPU.
Bien, eso es genial, pero ¿cómo enfriamos el bloque de la CPU? Con un enfriador de aire, estaríamos moviendo el aire sobre las aletas disipadoras del disipador de calor … entonces … ¿qué da con este bloque de agua?
Bueno, da un paso atrás por un segundo y veamos la construcción de ese bloque de agua …
Dentro del bloque hay canales a través de los cuales fluirá el agua. El agua ingresa al sistema en un extremo, fluye a través de una serie de canales y sale por el otro extremo. A medida que el agua se mueve a través del metal calentado del bloque, el agua está haciendo lo mismo con el bloque que el bloque está haciendo con la CPU: Conducir calor.
Debido a que el agua tiene una temperatura más baja que el bloque, la energía térmica se moverá hacia el agua, elevando su temperatura. Mientras tanto, esa energía abandona el bloque, bajando su temperatura.
Entonces … ¿por qué el agua?
Bueno … ahora necesitamos doblar tu cerebro por un momento. Agua y aire son fluidos en lo que a nosotros respecta. Sin embargo, el aire es un fluido mucho menos eficiente para transferir calor que el agua. (Termodinámica más divertida si lo desea aquí: coeficientes generales de transferencia de calor para algunos fluidos comunes y superficies de intercambiador de calor)
Entonces, el calor se mueve del punto más caliente al punto más bajo … La CPU es la más caliente, luego la energía se mueve al bloque que está más frío, luego al agua que está aún más fría. Sin embargo, si el agua permaneciera en su lugar, eventualmente comenzaría a expandirse, hervir, expandirse rápidamente a medida que se convierte en vapor y romper todos nuestros accesorios y causar estragos en nuestra computadora … así que … ¿por qué no sucede eso?
Entra en el radiador!
El propósito del radiador es mover el calor que lleva el agua … lo adivinaste, el Aire. Pero … ¿por qué nos molestamos con el agua si de todos modos vamos a arrojar calor al aire?
Dos palabras: Área de superficie .
Los radiadores son grandes. De hecho, pueden hacerse muy grandes. Mucho más grande que el tamaño de un enfriador de CPU que podríamos colocar directamente sobre la CPU. Mientras más superficie tengamos para conducir el calor, más energía térmica podremos disipar en el aire.
Los ventiladores en esta etapa son técnicamente opcionales … el radiador funcionaría sin ellos, pero se hace mucho más eficiente al proporcionar a las aletas que comprenden el radiador un suministro constante de aire fresco (er) fresco para calentar y al expulsar el aire ya tibio del sistema.
La secuencia de eventos:
El agua fría se bombea desde el depósito al bloque de la CPU donde se calienta (enfría la CPU y el bloque de la CPU). Luego, el agua caliente se mueve hacia el radiador donde el radiador se calienta y el agua se enfría antes de regresar al depósito. El radiador conduce calor (no, no irradia calor, eso es otra cosa) hacia el aire que los ventiladores evacuan de la carcasa.
Bien, entiendo todo eso … pero ¿por qué mi sistema no se moja y se corta?
Esto vuelve a los accesorios. En cada etapa estamos conectando componentes usando uno de los pocos tipos diferentes de accesorios para asegurar un sellado hermético.
Los accesorios vienen en múltiples configuraciones, pero el sistema no tiene fugas por la misma razón que las tuberías de su hogar (con suerte) no tienen fugas. Accesorios ajustados y seguros que solo permiten que el agua fluya a través de nuestros tubos / tuberías / componentes.
Agradecimientos de cosas que se han simplificado aquí:
A pesar de ser una respuesta tan larga, hay algunas cosas que no se mencionaron porque harían la respuesta aún más larga.
- El compuesto térmico se usa entre bloques de agua y CPU / GPU al igual que en la refrigeración por aire.
- Es completamente válido tener un orden de flujo que diga Res -> Bomba -> Rad -> Bloques de agua -> Res … la dirección del flujo de agua realmente no importa porque se alcanza un punto de saturación bastante rápido.
- No hablamos de saturación en absoluto … y la noción de que el agua que ingresa al bloque es más fría que el agua que sale del bloque es un poco simplificado, pero es suficiente para la respuesta.
- No hablamos sobre los puertos de llenado, desagües, bobinas de matar, biocidas, colorantes, medidores de flujo y una gran cantidad de otros padres que pueden entrar en un bucle. Lo esencial son los cinco componentes enumerados, el resto … ese es un tema para otra respuesta.
- No hablamos de empujar vs jalar vs empujar / jalar con ventiladores o juntas o cubiertas o velocidad del ventilador o presión estática o … gran parte del componente de aire del sistema de enfriamiento. Nuevamente, tema para otra pregunta.
- No hablamos mucho sobre los tipos de metales. Cobre vs Aluminio para bloques de agua y radiadores (y tubos), tubos de PVC vs Acrílico vs Tubos de cobre (¿niquelado?) Tampoco hablamos de corrosión en el sistema y qué metales usar para evitarlo.
El enfriamiento por agua de grado entusiasta es un gran tema. Como muchas partes de una construcción genuinamente entusiasta, la madriguera del conejo es profunda. Más profundo de lo que probablemente necesite. Espero que esta respuesta haya abierto sus ojos al menos un poco al mundo del enfriamiento por agua y, como siempre, las preguntas de seguimiento son bienvenidas en los comentarios.
Edificio feliz!