Refrigeració líquida - tot el que has de saber

Els sistemes de refrigeració líquida són cada vegada més un reclam no només per als gamer a nivell entusiasta, sinó per a usuaris menys avançats i aficionats a l'modding. Malgrat poder veure'ls com a elements més decoratius que un dissipador, aquests són en general molt millors sistemes de refrigeració que els dissipadors.

En aquest article veurem tot el que es necessita saber sobre aquest component de PC. Potser et convencem que tenir un dóna bones avantatges en cas que tinguem un ordinador potent.

Que és una refrigeració líquida i com funciona

Tots coneixerem o haurem vist alguna vegada el dissipador de la nostra CPU, un bloc d'alumini amb un ventilador a sobre. Doncs a l'igual que aquest, un sistema de refrigeració líquida serveix per retirar la calor de l'processador, i no només d'aquest, sinó també d'un altre maquinari com pot ser la targeta gràfica, memòria RAM o el VRM.

Això sí, el fonament de funcionament és bastant diferent a un dissipador d'aire. Aquests sistemes estan formats per un circuit tancat d'aigua destil·lada o qualsevol altre líquid que es pugui utilitzar. Aquest líquid roman en continu moviment gràcies a una bomba oa un dipòsit proveït d'una bomba perquè vagi passant pels dif erentes blocs instal·lats sobre el maquinari que es desitja refrigerar. Al seu torn, el líquid calent passa pel que és en essència un dissipador de calor en forma de radiador, més o menys gran, proveït de ventiladors. D'aquesta manera el líquid es torna a refredar, repetint-se el cicle indefinidament mentre el nostre equip estigui en marxa.

A l'igual que passa en un dissipador, el sistema de refrigeració líquida es basa en dos principis de la termodinàmica per funcionar, i un tercer de la mecànica de fluids.

• Conducció: la conducció és el fenomen mitjançant el qual un cos sòlid més calent passa la seva calor a un altre més fred que estigui en contacte amb ell. Això passa entre el bloc de refrigeració o bloc fred, i la CPU, el IHS de el processador passa calor a el bloc pel qual després passarà fluid per refredar-se. Convecció: la convecció és un altre fenomen de transferència de calor que es produeix només en fluids, aigua, aire o vapor. En aquest cas, la convecció actua en l'aigua en moviment de l'circuit. D'una banda, el bloc de la CPU trasllada la calor a el fluid, augmentant la temperatura d'aquest, i d'altra banda, el radiador retira aquesta calor a través dels seus canals i aletes banyades per un corrent d'aire generada pels ventiladors. Flux laminar: els fluids tenen dos tipus de règim de moviment, laminar i turbulent. En aquest cas es pretén sempre que el flux sigui laminar, més ordenat i que sigui capaç d'absorbir més calor per convecció.

Mesures i magnituds

Després dels fonaments de l'funcionament, convenen saber quines són les magnituds que hem de conèixer sobre els components de la refrigeració líquida. Com passa en els ventiladors o dissipadors, hi haurà components més i menys bons.

• Soroll: la bomba és un element que tenen motor, de manera que també generarà soroll a l'funcionar. Es mesura en dBA. RPM: a l'igual que els ventiladors, una bomba tindrà els seus determinades revolucions per minut. A més, sempre compten amb control PWM o Analògic. Cabal: el cabal de fluid es mesura en L / h (litres per hora), mentre més gran sigui aquest, més capacitat de refrigeració tindrà el sistema. Pressió: la pressió es la força que exerceix el líquid en les parets dels tubs i components de dissipació. Es mesura en bar (bars) Alçada de bombament: en els sistemes personalitzats un paràmetre important de la bomba serà l'altura màxima a la qual pot bombar el fluid. D'aquesta manera podrem muntar el sistema i assegurar-nos que el líquid arribi a les zones més altes Àrea i format de l'radiador: la capacitat de refrigeració d'un radiador es determina per l'àrea màxima que cobreix, tant en gruix com en llarg i ample. Es mesura en m ^2, i com més, doncs millor, és clar. Conductivitat: tots els components, sigui el fluid o els blocs, tenen una connectivitat tèrmica, que és la seva capacitat per transportar calor sense oposar resistència. Es mesura en W / m * K (Watts per Metro Kelvin). La idea és que aquesta conductivitat sigui la més alta possible en cada element. Paràmetres típics de ventiladors: entre els paràmetres típics dels ventiladors tenim la seva pressió estàtica, mesura mmH2O i el seu flux d'aire, mesurat en FCM. Tota aquesta informació la tenim en l'article de ventiladors: tot el que cal saber.

Tipus de refrigeració líquida

Al mercat podem trobar fonamentalment dos tipus de refrigeració líquida, els sistemes tot en un, i els sistemes personalitzats.

Els sistemes tot en un o AIO, són bàsicament circuits que ja vénen completament muntats pel fabricant amb tot el necessari per a instal·lar i funcionar. En general són molt més barats que els següents que veurem, tot i que només poden refrigerar el processador gràcies a un sol bloc amb bomba integrada, un radiador i els seus tubs instal·lats de forma fixa i el fluid ja introduït.

El segon tipus de refrigeració líquida és la personalitzada o Custom, que per descarti entendrem que l'haurem de muntar nosaltres mateixos peça a peça. En ells, els components vénen tots per separat, i en la quantitat que nosaltres hàgim demanat. Per exemple 3 metres de tub, dos blocs freds, un dipòsit, dos radiadors, etc. D'aquesta forma el circuit s'adapta perfectament al nostre xassís, amb els components que vulguem refrigerar i amb el disseny que estimem oportú. Aquests sistemes Custom presenten blocs per refrigerar fins i tot VRM memòries RAM o discs durs.

Encara hi ha un tercer mètode de refrigeració líquida que és per immersió. Aquí el que es fa és submergir tots els components electrònics dins d'un recipient amb un fluid que no és conductor de l'electricitat. Aquests fluids són generalment olis, els quals no presenten conductivitat elèctrica. En ells, un sistema de bombeig manté el líquid en moviment perquè la convecció sigui més efectiva.

Components d'una refrigeració líquida

Vegem més detalladament els diferents components que intervenen en una refrigeració líquida. En general, tots els sistemes es basen en els mateixos components, encara que podrem veure certes variants o major nombre d'algun d'ells.

fluid refrigerant

El fluid de refrigeració és l'element encarregat de portar l'energia tèrmica des dels components fins al radiador. Normalment s'ha d'utilitzar un fluid que tingui una bona conductivitat i una viscositat mitjana per evitar el flux turbulent. El fabricant més distingit de fluids refrigerants és Mayhems, el qual compta amb una gran gamma de líquids per a refrigeració personalitzada, encara que també subministra a altres marques com ara Corsair amb la seva Hydro X.

Els fluids més usats són normalment derivats d'etilenglicol, o simplement glicol. Aquest és un compost químic orgànic fabricat a partir d'òxid d'etilè, de manera que certament és tòxic. Es presenta amb una viscositat superior a l'aigua sent incolor i inodor, pel que normalment se li afegeixen additius de color que ajuden a diferenciar davant de l'aigua. Aquest compost es barreja amb aigua destil·lada o altres complementis per formar la barreja, i a l'tenir un punt d'ebullició de 197 ⁰C fa que sigui ideal per a refrigerant, de cotxe o aquests sistemes que veiem.

No obstant això, en els sistemes tot en un, el fluid que normalment s'utilitza és aigua destil·lada, o aigua pura, la qual presenta un bon rendiment tèrmic i no és conductora de l'electricitat.

Bomba i dipòsit

La bomba és l'element que fa moure el líquid per tot el circuït, si ella no seria possible transportar la calor des dels components electrònics fins al radiador. En els sistemes tot en un aquesta bomba està normalment situada directament en el bloc fred, per així simplificar el circuit i optimitzar l'espai ocupat. En aquests sistemes, canviar el fluid resulta una mica més complicat ja que hem de purgar bé el sistema perquè no quedi aire dins que empitjori la circulació.

D'altra banda, en els sistemes personalitzats pal·lien aquest problema de purga de el sistema mitjançant un dipòsit que integra la bomba. Diguem que és com el vas d'expansió dels cotxes, un element que conté gran quantitat de fluid a pressió ambient on va caient per dalt i per baix una bomba ho posa de nou en moviment. D'aquesta manera també s'evita que el circuit augmenti de pressió a causa de la dilatació el fluid per la temperatura.

Al mercat bàsicament tenim dos tipus de bombes per a refrigeració a la D5 i la DDC amb diferents variants. Les bombes D5 són en general més grans, encara que el sistema de gir de l'motor és essencialment el mateix en totes dues. Un motor amb l'eix recolzat a la base on gira, el qual tenen els imants que són forçats a girar pels debanats o bobines són a una càmera independent perquè no es mullin.

A l'ésser de major grandària, les D5 tenen més cabal i menor sonoritat, encara que la pressió de el fluid és menys elevada. Aquestes bombes se solen utilitzar en dipòsits de sistemes personalitzats. En canvi, les DDC amb bombes més petites i compactes que mouen el fluid a una major pressió. Les DDC se solen utilitzar per als sistemes tot en un integrades sobre el bloc fred.

blocs freds

Els blocs freds o plaques de refrigeració són els elements que s'instal·len directament sobre els components electrònics que es volen refrigerar. Aquests blocs poden tenir molt diverses formes i dissenys, encara que és una constant el que estiguin fabricats en coure o alumini. Són els dos metalls més usats, el primer amb una conductivitat d'entre 372 i 385 W / mK segons la seva puresa, i el segon de 237 W / mK. Evidentment, quant més gran sigui la conductivitat, millor elecció serà, pel que és evident que el coure és la millor opció de llarg, ja que només és superat per la plata i compostos més cars de fabricar.

Aquests blocs tenen una base sòlida que fa contacte amb el IHS de la CPU o GPU, mentre que a de forma interna, una gran quantitat de canals fan passar el líquid pel metall per recollir la calor. Els blocs dels sistemes tot en un són una mica més complexos, ja que integren aquí la bomba. A més, alguns d'ells tenen fins i tot aletes i ventiladors per retirar part de la calor ja directament des de la pròpia base, alleujant així la feina que ha de realitzar el radiador.

El millor és que els fabricants posen a disposició de l'usuari blocs compatibles amb memòries RAM, amb els VRM de les plaques base, per exemple, la Asus Maximus XI Formula, o per unitats d'emmagatzematge SSD o HDD. Les possibilitats són enormes.

pasta tèrmica

Però clar, entre la CPU i el bloc ha d'haver-hi un component que millori el traspàs de calor, i aquest serà la pasta tèrmica. El seu funcionament, aplicació i característiques seran exactament les mateixes que en els dissipadors normals, millorar el contacte entre bloc i CPU.

radiador

El radiador o intercanviador és el component encarregat d'enviar la calor que transporta el líquid a l'ambient. El seu funcionament és exactament igual que qualsevol altre radiador de cotxe o aire condicionat, és una gran superfície construïda sempre en alumini proveïda d'una gran quantitat de canals per on circula l'aigua calenta en forma de serpentí. Al seu torn, aquests canals estan units entre si per un sistema molt dens d'aletes primes d'alumini que fan repartir la calor per tota la superfície.

Un radiador no pot fer correctament la seva funció sense un sistema de ventilació forçada, de manera que s'instal·len ventiladors sobre la seva superfície per generar un corrent d'aire perpendicular a les aletes que recullen la calor mitjançant convecció. En essència en un radiador intervenen dos intercanvis per convecció aigua-metall-aire.

Els radiadors utilitzats en els sistemes de refrigeració líquida de PC tenen gairebé sempre una mida estandarditzat, amb una amplada de 120 o 140 mm i diferents longituds en funció de la quantitat de ventiladors que anem a ficar. Pot ser de 120, 140, 240, 280, 360 o 420 mm per a 1, 2 o 3 ventiladors de 120 mm o de 140 mm. Així mateix, els tot en un presenten un gruix estàndard de 25-27 mm, mentre que en els sistemes personalitzats hem bloquegis que fins i tot superen els 60 mm per a configuracions extremes.

ventiladors

Els ventiladors són els encarregats de subministrar el corrent d'aire necessària per refredar el fluid que recorre el radiador. Per a ells, ja disposem d'un article en on expliquem de forma molt detallada el seu funcionament. Aquí, amb el que hem de quedar-nos és amb les seves dimensions, ja que ens trobem amb els de 140 mm i els de 120 mm.

En funció de la capacitat del nostre xassís i de l'radiador, muntarem uns o altres. Per descomptat els sistemes tot AIO ja inclouen els necessaris, però encara podem fer una configuració extra anomenada Push and Pull. Això consisteix a col·locar ventiladors tant en un costat com en l'altre de l'radiador, uns empenyeran l'aire cap a ell, i els altres ho recolliran i el expulsaran amb major velocitat. Realment no es duplica el flux, encara que per radiadors de gran gruix podria merèixer la pena fer-ho.

tubs

Part important d'un sistema de refrigeració líquida seran els tubs, com podríem arribar el fluid d'un costat a un altre sense ells? Els tubs, a l'igual que altres components, solen tenir una secció estàndard que està en els 10 mm (3/8 polzada) o 13 mm (1/2 polzada) pels tubs flexibles i de 10 o 14 mm per als rígids.

En el cas dels sistemes AIO no hem de preocupar en excés per ells, ja que presenta entre 40 i 70 cm de longitud i vénen completament muntats en el sistema. Aquests, estan fabricats gairebé sempre en cautxú i recoberts de malla tèxtil o de niló per reforçar-los. Això permetrà manejar-los de manera segura sense que es doblin o es parteixin.

Una cosa diferents són els dels sistemes personalitzats, ja que per començar els haurem de comprar a part i amb la secció interior i exterior compatible amb la resta d'elements d'unió. Tenim d'una banda els tubs flexibles, els quals solen estar construïts en Policlorur de Vinil (PVC). Si avantatge és que són flexibles i fàcils d'instal·lar, ja que s'adapten bastant bé a la situació de l'maquinari, encara que ull, perquè es dobleguen amb molta facilitat. D'altra banda, tenim els tubs rígids construïts també en PVC o Polimetilmetacrilat, un compost termoplàstic que haurem d'escalfar per donar-li la forma adequada. Amb aquests últims, el resultat dels muntatges és espectacular.

Ràcords i elements d'unió

I finalment i no menys important, tenim els elements d'unió que es utilitzant només per a sistemes personalitzats. Els AIO ja vénen amb tot instal·lat, i normalment les unions es fan a pressió o amb maniguets que no es poden desmuntar.

En canvi, per a muntar l'altre sistema necessitarem els ràcords, o unions en forma de colzes, maneguets o divisors per unir els trossos de tenir. Aquests elements d'unió estan normalment construïts en llautó, un aliatge de coure i zinc resistent a l'aigua ia la corrosió en bon grau. També podem trobar-los directament en alumini o coure, i si són de qualitat extrema, en acer inoxidable.

Sistema d'il·luminació RGB

I com no, en un sistema de refrigeració líquida la presència de la il·luminació RGB ha de ser una prioritat, ja que es tracta que el nostre PC quedi espectacular. De fet, els sistemes cada vegada més inclouen ventiladors RGB i també LEDs en el bloc de la bomba. I ja no parlem dels custom com ara el Corsair Hydro X, el qual porta RGB en tots els seus blocs de refrigeració, en el dipòsit i en els ventiladors.

La majoria són gestionables directament mitjançant programari, o en un altre cas són compatibles amb les tecnologies d'il·luminació de les plaques base, per exemple, Asus AURA Sync, MSI Mystic Light, Gigabyte RGB Fusion o ASRock Polychrome.

Muntatge d'una refrigeració líquida

En el cas d'aquests sistemes, la decisió no és tan senzilla com en els dissipadors d'aire, ja que influeixen més factors a més del tipus de socket a què va destinat. En tot cas, els passos a fer són diferents si es tracta d'un AIO o un Sistema custom.

AIO

En els tot en un, la tasca serà bastant senzilla, ja que el sistema ve completament muntat de fàbrica i només hem d'assegurar la compatibilitat amb li lloc a què va destinat. Aquests són els factors a tenir en compte:

• Sòcol de la CPU: evidentment necessitem un bloc compatible amb el nostre equip, encara que pràcticament tots ofereixen el rang complet de suport, per AMD i Intel. Solament els Threadripper se solen quedar fora en sistemes més barats, si tenim un d'aquests, sí que hem d'atendre a les seves especificacions. Compatibilitat amb el xassís: a l'tenir un dissipador, necessitem l'espai suficient en el xassís per posar-ho. Aquí sí que és important veure si admet dit muntatge. Que ser normalment de 240 o 360 mm amb un gruix mínim de 50 mm sent ventilador + radiador

I la veritat és que poc més, si de cas, mirar si la nostra placa té capçaleres d'il·luminació per connectar els ventiladors.

refrigeració Custom

Això ja són figues d'un altre paner, perquè som nosaltres el que hem de muntar completament el sistema. Respecte al que abans comentat per als AIO, estem exactament en les mateixes condicions, encara que clar, hem d'atendre a la compatibilitat amb altres components. Hi blocs freds per diferents GPU, per exemple, Nvidia RTX, GTX etc. i un d'aquests sistemes de segur que ho anem a implementar també en la nostra. Serà molt important saber si el sistema en qüestió disposa de blocs compatibles amb la nostra GPU. Parell els models de referència gairebé sempre hi ha disponibles, però per a les targetes gràfiques acoblades per les marques és més complicat.

Un altre factor important serà l'elecció de l'xassís, perquè no tots admeten la instal·lació de dipòsits de bombeig. De la mateixa manera, els tubs flexibles són més senzills de col·locar i més versàtils, però els rígids donen un espectacular aspecte.

Finalment hem d'estudiar la forma en què anem a dissenyar el circuit, i hi ha diverses formes que es poden considerar estàndard:

Bombament d'aigua freda:

Personalment és la que més ens agrada. L'esquema de circuit a fer servir serà de Bomba -> Bloc CPU + GPU -> Radiador -> Dipòsit -> Bomba. D'aquesta forma l'aigua a el dipòsit arriba el més freda possible després de passar pel radiador per evitar que aquest s'enteli si és transparent i amb RGB. A més, passa pels blocs amb més pressió pel que la seva efectivitat serà millor.

Bombament d'aigua calenta:

Aquest sistema té un bucle de Bomba -> Radiador -> Bloc CPU + GPU -> Dipòsit -> Bomba. El millor d'aquest, és que part de la calor és dissipador en el propi dipòsit, però el pitjor és que a el passar pel circuit de l'radiador perd pressió. A més, la calor farà que s'enteli el dipòsit i si són temperatures altes podríem estar en problemes.

Sistema de doble etapa:

En aquesta configuració introduïm un segon radiador en el circuit, sigui quina sigui la configuració triada. Aquest pot situar-se entre els blocs de CPU i GPU, o anar consecutiu amb el primer radiador.

manteniment

Aquests sistemes requereixen en principi el mateix manteniment que la resta de components. Encara s'afegeix un factor important com és el líquid, que inevitablement es va desgastant ja sigui AIO o Custom.

En el primer cas, és un sistema totalment tancat, de manera que en principi deuria mantenir-se invariable, però en alguns sistemes és possible que necessiti emplenar després d'uns anys, 1, 2 o 3. Això ho notarem per un augment de temperatures en els components a refrigerar o soroll a la bomba.

En els sistemes custom, el líquid ha de ser canviat amb més freqüència, 1 o 2 anys.

Avantatges i desavantatges dels sistemes de refrigeració líquida

Per acabar, anem a veure quins són els avantatges i desavantatges que ens ofereixen aquests sistemes de refrigeració enfront dels dissipadors d'aire tradicionals.

avantatges:

• Sistema més eficaç per refredar componentes.Orientado a configuracions amb capacitat d'overclocking, i components d'alt rendimientoMás ordenats i amb menys espai ocupat en la placaAl tenir els ventiladors fora de la placa, els components s'embruten menosEs possible refrigerar no només CPU, sinó també GPU i fins i tot discs durs, VRM i memòries RAM si la placa és compatibleFácil instal·lació per als AIOMejor estètica i capacitat de personalizaciónTotalmente adaptable a les necessitats de l'usuari

desavantatges:

• Són més cars que els disipadoresNecesitamos un xassís compatibleEl introduir líquid activa el risc de fuites

Conclusió i guia de millors refrigeració líquida

Creiem no haver-nos deixat res enrere respecte a aquest assumpte, ja que hem vist en profunditat tots els elements que components dels sistemes de refrigeració, així com els seus fonaments de funcionament. Us deixem ara amb la nostra guia de les millors líquides que podem trobar al mercat.

Guia dels millors dissipadors, ventiladors i refrigeració líquida per a PC

Has utilitzat alguna vegada una refrigeració líquida? Creus que val la pena? ¿AIO o Custom?