Vodné chladenie: koho poteší a koho naopak potrápi?

Vodné chladenie – OBSAH

1. Čo je vodné chladenie?
2. Prečo nahradiť vzduch vodným chladením?
3. Všetko v jednom vs. vodné chladenie na mieru
4. Súčasti, ktoré nesmú vodnému chladeniu chýbať
5. Údržba vodného chladenia: čo by ste mali vedieť

Čo je vodné chladenie?

Vodné chladenie je jeden zo spôsobov, ako udržať komponenty vnútri počítača na nízkych teplotách. Keď procesor, grafická karta, ale aj pamäte alebo pevné disky operujú, zahrievajú sa. Úlohou chladenia je produkované teplo odviesť preč z počítačovej skrinky.

Chladenie vodou je s nami už pekných pár rokov, ako sa ale nafukuje taktovací potenciál dnešných komponentov, nároky na ich chladenie rastú tiež. Na dlhodobé udržanie nízkych teplôt taktovaných komponentov je nevyhnutné, aby malo chladenie patričný chladiaci výkon. Ten dokáže zvyčajne zabezpečiť aj chladenie vzduchom, je však v takýchto prípadoch spájané s vysokými úrovňami hluku, preto sa technologickí nadšenci hromadne vydali cestou vodného chladenia.

Prečo nahradiť vzduch vodným chladením All-in-One?

Je snáď vodné chladenie All-in-One efektívnejšie ako vzduchové? Na takúto otázku neexistuje jednoznačná odpoveď. Ak budeme za vodné chladenie považovať chladenie na mieru, potenciál k vyššiemu chladiacemu výkonu určite existuje. Ak však chceme porovnanie vzduchového chladiča s All-in-One vodnými okruhmi, tkvie odpoveď čisto v rozdieloch dvoch konkrétnych modelov.

Spomínané All-in-One riešenia sú kompletné súpravy chladenia. Ich montáž nie je o nič zložitejšia ako montáž vzduchového chladiča. V balení nájdete už skompletizovaný a uzavretý okruh, ktorý stačí umiestniť do skrine a pripevniť na procesor. Dôležité je len disponovať skrinkou, ktorá je kompatibilná s vodným chladením. To nie je vyložene problém, pretože pozíciu pre radiátory má dnes väčšina skríň, s výnimkou len tých najlacnejších modelov. Aby ste predišli problémom s kompatibilitou, môžete si vyfiltrovať iba PC skrinky s podporou vodného chladenia.

O All-in-One vodných chladičoch nemožno jednoznačne vyhlásiť, že sú lepšie ako vzduchové. Čo sa výkonu týka, sú na tom obe kategórie dosť podobne, v prospech All-in-One však hovorí ich vyhotovenie.

Kým výkonný vzduchový chladič bude nadobúdať značné rozmery a blokovať nimi pohľad na základnú dosku aj prístup k nej, vodné chladenie AiO môže byť pripevnené na stene počítačovej skrine a z procesora odvádzať teplo malým, sympatickým blokom. To samozrejme vylepší vizuál skrinky, prístupnosť komponentov, a dokonca umožní použitie výkonného chladiča vo veľmi malých zostavách.

Všetko v jednom vs. vodné chladenie na mieru

Nie je to zas tak dlho, čo mali doma vodou chladený počítač len najväčší kutilovia, ktorí boli ochotní použiť kadejaké súčasti nehľadiac na to, či pochádzali zo špecializovaného obchodu, domácich potrieb alebo železiarstva. Dnes sú možnosti oveľa širšie, a hoci ide stále predovšetkým o záležitosť pre nadšencov, existujú spôsoby, ktorými sa môže k vodnému chladeniu ľahko dostať ktokoľvek.

Ak všetko radšej robíte sami a nechcete sa spoliehať na All-in-One, máte možnosť si postaviť vlastný vodný okruh z dostupných súčastí. V prípade, že sa rozhodnete pre tento zložitejší postup, budete odmenení absolútnou voľnosťou v prístupe k výkonu chladenia, k jeho usporiadaniu a vizuálu. Na mieru postavené chladenie nemá prakticky žiadne limity, čo sa efektivity týka; môžete ho rozširovať, až kým nie je dostatočne výkonné, aby taktované komponenty dlhodobo uchladilo.

Kým s „bežnými“ procesormi by si mali All-in-One okruhy hravo poradiť, pri taktovaní takzvaných „HEDT“ procesorov je vhodnejšie použiť vodný okruh na mieru. HEDT procesory sú v súčasnej dobe modely platforiem Intel X299 a AMD X399.

Existuje aj tretia možnosť, ktorá sprístupňuje vodné chladenie aj všetkým nekutilom. Je ňou nákup počítača s predinštalovaným vodným chladením na mieru. Keď si taký počítač kúpite od overeného dodávateľa, môžete si byť istí, že ho zostavoval profesionál. To znamená skvelú kvalitu vyhotovenia, použitie značkových súčastí, moderný dizajn, maximálne chladiace schopnosti a predovšetkým záruku.

Súčasti, ktoré nesmú vodnému chladeniu chýbať

Vodné chladenie sa skladá z niekoľkých častí, bez ktorých okruh nemôže pracovať. Či už sa bavíme o All-in-One alebo o vodnom chladení na mieru, tieto časti v ňom až na výnimky nájdeme, v prípade ucelených riešení však môžu byť značne miniaturizované.

Vodný blok na procesor

Súčasť, ktorá zaisťuje prenášanie tepla z procesora na médium v okruhu vodného chladenia, sa nazýva blok na procesor. Montuje sa úplne rovnako ako vzduchový chladič, stačí teda iba pripevniť backplate zo zadnej strany základnej dosky, naniesť teplovodivú pastu a pripevniť samotný blok.

Po pripojení začne cez vodný blok prúdiť kvapalina, ktorá sa bude ohrievať a odvádzať teplo z procesora. Blok na procesor je nevyhnutnou časťou každého vodného chladenia, pretože práve procesor je jedným z najväčších producentov tepla v počítačovej skrinke.

Vodný blok na grafiku

Grafická karta sa rovnako ako procesor výrazne zahrieva, preto je vhodné ju taktiež vybaviť blokom vodného chladenia. Jeho montáž je o niečo zložitejšia ako v prípade bloku na procesor. Grafické karty sú dodávané s už montovaným chladičom, ktorý musíme najskôr opatrne odstrániť. Potom sa už montáž zase tak nelíši od montáže bloku na procesor.

Ak máme v systéme viac grafických kariet, je potrebné ich do vodného okruhu správne zapojiť, aby boli dostatočne chladené. Karty je možné zapojiť dvoma spôsobmi, sériovo a paralelne:

• V sériovom zapojení stoja karty za sebou. To znamená, že voda tečie najprv cez prvú, potom cez druhú a potom prípadne cez ďalšie karty. Takéto zapojenie je najjednoduchšie, udržuje vodné bloky pod tlakom a voda cez neho tečie veľmi rýchlo.
• Paralelné zapojenie obsahuje dve alebo viac kariet zapojených, ako z označenia vyplýva, paralelne vedľa seba. Pred vstupom do karty sa prúd vody rozdelí, čo znamená, že v každom vodnom bloku budú obmedzenia a prietok okruhu delený počtom kariet v paralelnom zapojení. Na správnu funkciu paralelného zapojenia grafických kariet je nutné použiť rovnaké bloky alebo aspoň bloky s identickou reštrikciou.

Základným zapojením vodného chladenia je jednoznačne sériové, ak však disponujete dvoma blokmi na grafickú kartu s vysokou reštrikciou, stojí za to zvážiť zapojenie paralelné. Pri zapojení troch a viacerých kariet je možné oba spôsoby kombinovať, čo je to dokonca žiaduce. Množstvo reštrikcie, ktoré by štyri sériovo zapojené karty generovali, by nemusela pumpa spoľahlivo prekonať.

Expanzná nádoba

Expanzná nádoba slúži ako zásobáreň vody. Po namontovaní do skrinky a pripojení do okruhu je potrebné ju naplniť kvapalinou, ktorú bude následne dodávať celému vodnému chladeniu. Expanzná nádoba môže byť veľmi prostá nádrž alebo dizajnovo vycibrená ozdoba skrinky.

Jej hlavnou úlohou však nie je priamo sa podieľať na výkone chladenia, ale uľahčiť, a do istej miery tiež zabezpečiť zavodňovanie a odvzdušňovanie okruhu. Keď sa ešte expanzné nádoby nepoužívali, bolo nutné vodu naliať priamo do hadíc chladenia, čo si vyžadovalo presnosť, čas a samotný proces niesol určité riziká. Tie sú preč a úspešnému zavodneniu okruhu teraz stačí iba dopĺňať kvapalinu, keď jej hladina začne klesať v dôsledku sania pumpy.

Je teda dôležité pamätať, že veľkosť expanznej nádoby nemá na výkon vodného chladenia žiadny vplyv.

Pumpa vodného chladenia

Pumpa je doslova srdcom vodného chladenia, stará sa totiž o prúdenie vody cez celý okruh. Spravidla sa umiestňuje za expanznú nádobu, z ktorej jedným vývodom čerpá vodu, druhým ju ženie do okruhu. Niektoré pumpy sa predávajú s už zabudovanou nádržou, ich použitím ušetríte miesto v skrini a zjednodušíte montáž, pripravíte sa ale zároveň o kreatívnu voľnosť, ktorú samostatná pumpa ponúka.

Hoci je ponuka púmp široká, najdôležitejší parameter je len jeden – typ pumpy. Hlavným výrobcom púmp je firma Laing, ktorá produkuje dva bezkonkurenčne najrozšírenejšie typy: Laing D5 a Laing DDC. Laing je takzvaný ODM (Original Design Manufacturer) a vyrába samotné pumpy, ktoré potom výrobcovia ako EK Water Block alebo Alphacool rozširujú podľa vlastných predstáv. Funguje to podobne ako v prípade grafických kariet; zatiaľ čo samotné čipy vyrába spoločnosti NVIDIA a AMD, finálne karty je možné získať od mnohých rôznych výrobcov ako ASUS, MSI alebo GIGABYTE.

• Laing D5 je zrejme najrozšírenejšia pumpa na trhu a to vďaka niekoľkým zásadným vlastnostiam. Hlavný je vysoký prietok, ktorý zaisťuje dobrú chladiacu kapacitu. Veľkým plusom je tiež fakt, že pumpa sa chladí pretekajúcou vodou, takže nie je potrebné riešiť žiadne prídavné chladenie. Veľkú slabinu pociťuje vodná pumpa D5 v prekonávaní reštrikcií okruhu, pretože napriek skvelému objemovému prietoku negeneruje nijako vysoký tlak.
• Laing DDC vytvára v porovnaní s D5 znateľne vyšší tlak a je tiež kompaktnejšia. Tienistou stránkou je jej nižší objemový prietok, vyššia hlučnosť a väčšia produkcia tepla, kvôli ktorej sa na DDC pumpy často montujú pasívne vzduchové chladiče.

Kým je pumpa Laing D5 osvedčený univerzál, ktorý sa nestratí v žiadnom okruhu, voľba modelu DDC môže byť vhodnejšia v prípade stavby komplikovaného okruhu s mnohými prekážkami. Za tie považujeme všetky záhyby, fitingy a najmä bloky na procesor a grafickú kartu. S nutnosťou ich prekonania je potrebné pri stavbe vodného okruhu počítať, pretože výsledný prietok po prekonaní reštrikcií sa zásadne podpisuje na chladiacom výkone vodného chladenia.

Radiátor

V radiátore sa voda ochladzuje. Všetky súčasti vodného chladenia vlastne zabezpečujú, aby sa teplo dostalo od komponentov počítača k radiátoru. Voda, ktorá je do neho privedená, prechádza rebrovaním, v ktorom znižuje teplotu. Chladenie radiátora zaisťujú ventilátory, takže vo výsledku je aj vodný okruh chladený vzduchom.

Ak môžeme o nejakej súčasti okruhu vodného chladenia tvrdiť, že má úplne výnimočný vplyv na chladiaci výkon celého ústrojenstva, je tou súčasťou radiátor. Čím väčšia je jeho plocha, tým vyšší je výkon chladenia.

Ventilátory

Aby mohol radiátor vodu správe ochladzovať, potrebuje dostatočný prísun vzduchu. Ten zabezpečujú ventilátory umiestnené v jeho bezprostrednej blízkosti. Medzi ventilátory rozlišujeme dve hlavné kategórie podľa funkčnosti:

• Rovnotlakové ventilátory – tieto ventilátory sú optimalizované na čo najobjemnejší airflow (prietok vzduchu). Prúdenie vzduchu cez rovnotlakové ventilátory je veľmi rýchle, čo nahráva ich aplikácii v miestach, kde nemá vzduch žiadne prekážky, napríklad v oblasti nasávania alebo výfuku počítačovej skrinky.
• Pretlakové ventilátory – cieľom ich fungovania je maximalizácia tlaku prechádzajúceho vzduchu tak, aby bol schopný prekonať prekážky, ktoré mu bránia v ceste. Tieto ventilátory sú vhodné napríklad na kombinovanie s pasívnymi blokmi chladičov.

Z opisu dvoch druhov je jasné, že pri stavbe vodného chladenia je optimálne použiť pretlakové ventilátory. Výrazným parametrom všetkých ventilátorov je samozrejme ešte rozmer. Väčšie ventilátory sú jednoznačne lepšie ako menšie. Na zachovanie prietoku vzduchu sa môžu točiť pomalšie, alebo sa môžu točiť rovnakou rýchlosťou ako menšie ventilátory a zabezpečiť silnejší prúd vzduchu. Keď sa ventilátor točí pomalšie, je tichší, takže všeobecne je vo všetkých zostavách ideálne používať najväčší rozmer, ktorý skriňa podporuje, teda 120 alebo 140 mm.

Hadica vodného chladenia

Hadice spájajú všetky súčasti okruhu a vodné chladenie tak uzatvárajú. Môžete kúpiť dva základné druhy hadíc. Jedny sú plne ohybné a ich tvar stačí upraviť až pri samotnej montáži. Druhé možno považovať skôr za trubice, pretože ich nie je možné len tak ľahko ohnúť. Pred ohnutím je nutné trubicu zahriať, po ochladení si potom udrží tvar, ktorý jej bol daný za tepla. Použitie trubíc namiesto hadíc vyžaduje dôkladnejšie plánovanie, výsledkom však môže byť oveľa čistejší a nevšednejší dizajn celého okruhu.

Hoci sú tvrdé trubice vyrábané v rade vyhotovení, napríklad z medi, najpopulárnejšie sú jednoznačne trubice akrylátové a PETG. Starší z oboch materiálov je akrylát, čo je v podstate plexisklo. Tomu zodpovedajú aj vlastnosti, medzi ktoré patrí predovšetkým krehkosť a tvrdosť. Akrylátové trubice majú tendenciu praskať, čo pochopiteľne nepatrí k silným stránkam, obzvlášť pri oddeľovaní vody a elektroniky.

Naproti tomu PETG trubice sú mäkšie a odolnejšie. Pri páde sa nerozbijú a pri namáhaní v ohybe za studena nezlomia, ale ohnú. PETG je jednoznačne vyspelejší a pre vodné chladenie vhodnejší materiál. PETG trubice navyše vyžadujú na vytvorenie trvalého ohybu menej zahriatia.
Rozdiel medzi PETG a akrylátom je veľmi prostý: kým trubice z akrylátu pripomínajú vlastnosťami sklenené trubičky, PETG trubice sú také tuhšie a odolnejšie slamky do pitia.

Trubice aj hadice majú určité rozmery, ktoré sa merajú v milimetroch a zapisujú s lomkou. Prvá hodnota, teda tá pred lomkou, značí vnútorný priemer trubice, tá za ním vonkajší priemer. Pri nákupe trubíc a predovšetkým pri ich párovaní s fitingami je dôležité dávať na správne rozmery pozor.

Na stavbu prvého okruhu je možné odporučiť najmä mäkké hadice, pretože ich formovanie je jednoduché a pri stavbe tak odpúšťajú chyby. Tvorba prvého okruhu z pevných trubíc sa obvykle nezaobíde bez začiatočníckych chýb a pretože vyžaduje meranie a následnú precíznu realizáciu, mali by sa o ňu snažiť najmä skúsenejší stavitelia či trpezliví kutilovia.

Adaptéry

Adaptéry, čiže fitingy, vodného chladenia sú akési konektory, ktoré spájajú hadice a bloky vodného chladenia. Na jednej strane sa upevňujú k hadici, na druhej kamkoľvek je potreba, slúži na to štandardizovaný 1/4" závit. Existuje niekoľko druhov fitiniek, pričom každý funguje inak. Základné delenie fitiniek na tie, ktoré sú kompatibilné s mäkkými hadicami a na tie, ktoré sú určené na pripevnenie tvrdých trubíc.

• Mäkké hadice sa môžu pripevňovať dvoma základnými spôsobmi, pričom oba výrazne pripomínajú spôsob, akým sa upevňujú hadice na záhrade. Prvý variantom je využitie svoriek. Na hrdlo fitingy sa navlečie koniec hadice, čo spôsobí jej roztiahnutie a aby bolo všetko dobre utesnené, poistí sa spoj svorkou, ktorá cez hrdlo stiahne napnutú časť. Druhú formu upevnenia predstavujú kompresné fitingy. Základ je rovnaký, hadica sa na fitingu natiahne a pripevní, tentoraz však rolu svorky hrá skrutkovacia kompresná matica, ktorá celý spoj zaistí omnoho dôkladnejšie.
• Tvrdé trubice sú upevňované výhradne kompresnými fitingami. Tie fungujú veľmi podobne ako tie určené mäkkým hadiciam, no isté zásadné rozdiely tu sú. Pretože pevná rúrka sa na fitingu nenatiahne, zaisťujú tesnenie gumové tesniace krúžky, jeden vnútri trubice, jeden okolo jej obvodu. Aj preto je nutné vyberať fitingy rovnakého rozmeru, ako sú trubice. Bez dodržania tohto pravidla je nekompatibilita častí vodného chladenia zaručená. Existujú tiež fitingy na pevné trubice, ktoré nevyžadujú skrutkovanie a trubice je na nich možné jednoducho nacvaknúť.

Kvapalina

Kvapalina je esenciou vodného chladenia, ktorá mu dodáva všetky prednosti, pre ktoré si získalo titul najlepšieho riešenia pri chladení výkonných systémov. Najpoužívanejšou kvapalinou je jednoznačne destilovaná alebo deionizovaná voda, ktorá je zbavená vodivosti, a zabraňuje tak do istej miery korózii. Na zlepšenie vlastností vody sa do nej často prilievajú aditíva, ktoré obsahujú množstvo inhibítorov na zásadné vylepšenie antikoróznych vlastností. Existujú tiež predpripravené roztoky, ktoré majú ideálne vlastnosti a stačí ich naliať do okruhu.

Údržba vodného chladenia: čo by ste mali vedieť

Jeden z faktov, ktorý by mohol niekoho odradiť, je nutnosť pravidelného čistenia vodného chladenia. Odporúčaný interval hovorí o dvoch čisteniach do roka, teda raz za šesť mesiacov. Čistenie okruhu zvyčajne obnáša výmenu kvapaliny a prepláchnutie trubíc aj blokov. Pri použití kvalitných komponentov si môžete čas medzi čisteniami výrazne predĺžiť. Napríklad výrobcovia špeciálnych kvapalín priamo udávajú vlastné odporúčané intervaly, ktoré sú obvykle značne dlhšie ako pol roka.

Súčasti je dobré vyčistiť aj pred prvým zapojením, čo platí predovšetkým pre radiátory. Z výroby v nich môžu byť usadené nečistoty, dôkladným prepláchnutím teda predídete zaneseniu vodného chladenia. Všeobecne na to stačí destilovaná voda, ideálne je však použitie nejakej špecializované čistiacej kvapaliny, napríklad izopropylalkoholu.

Vodné chladenie na mieru má rad nesporných výhod, tie však nedokáže oceniť každý. Hoci je oveľa prístupnejšie ako predtým, stále platí, že ide o záležitosť predovšetkým pre počítačových nadšencov. Ak vám počítač stojí na zemi pri stole a práši sa na neho, radšej siahnite po vzduchovom alebo All-in-One chladení. Ak však plánujete PC umiestniť na policu, každý deň sa kochať jeho zjavom a raz až dvakrát ročne vykonať kontrolu a údržbu celého okruhu, ste mentálne pripravení na zaobstaranie poriadneho vodníka.