Végre elsőnek Magyarországon!

Nagyot haladtam a hőcsöves hűtésemmel. Kb. egy hónapja kezdtem el az építését és mára 90%-os állapotban van. Az a 10% hiány azt jelenti, hogy még pár dolgot finomítani kell rajta.

Mivel elég rég kezdődött ez a cikk(sorozat) pár mondattal a kísérlet lényege:

Már a vízhűtés rejtelmeit régóta tanulmányozom, így arra gondoltam, hogy itt az ideje kipróbálni a gázhűtést. No de ahhoz kompresszor is kell (vagy abszorpciós módon működtetni) én ezt nem akartam. Inkább olyan megoldást kerestem, ami kihasználja a gázok remek hővezető tulajdonságát. Ugyanis főleg a hűtőgázok nagyságrenddel jobban vezetik a hőt, mint pl. a réz vagy az ezüst.

A www.benchtest.com-on találtam egy érdekes hőcsöves (heat pipe) megoldást. Az ott látható ötlet már bennem is felmerült, így némi módosítással nekiláttam. Ennek lényege, hogy a processzorra kvázi egy gázzal feltöltött tartály kerül. A CPU melegedése ezt a folyékony állapotban lévő hűtőgázt forralni kezdi, ez párolgással jár. A meleg gázpára egy hűtőcsőbe jut, ahol visszahűl és visszafolyik a CPU hűtőtartályába. A dolog szépséghibája, hogy a rendszerben egyre nő és nő a nyomás, ezt kordába kell tartani. Ráadásul a folyékony állapotú hűtőgáz forráspontja a nyomással növekszik (mint minden rendes gáznál).

Ennek következtében bekapcsoláskor elkezd párologni a folyadék és a nyomás addig nő, míg a visszahűtő cső a processzor által betáplált energiát le nem tudja adni. Szobahőmérsékleten 5-5.5 báros nyomáson cseppfolyósítható az általam használt R134a típusú gáz. Úgy 50 foknál éri el a 10 báros nyomást. (Összehasonlításképpen egy gépkocsi kerekében 2-2.5 báros nyomás uralkodik, míg egy autóbusz abroncsát 8 bárra fújják.)

A hűtőrendszer így néz ki. Két fő egységből áll: A képen alul látható tartályból (igazából a tartály négyzet alakú talpa látható) és az abból kiinduló két bordázott hűtőcsőből. A bordázat is két részből áll, a nagyobb lapok 144x144mm-es 0.6mm vastag rézlemezből készültek, a kisebbek 144x72mm nagyságúak szintén 0.6-os vörösrézből. A csövek lágy 15mm átmérőjűek.

Mivel túlnyomás uralkodik a rendszerben, ezért hegesztéssel kellett a rögzítést megoldani minden olyan helyen, ami nyomásnak van kitéve. Ehhez speciális, ezüsttartalmú hegesztőpálcákat használtam. Ezek olvadáspontja úgy 700 fok körül van, így gázhegesztőre is szükség volt. Erről már korábban beszámoltam, erről információ az overclock rovatban.

100 gramm R134a került a rendszerbe. A nyomásmérőn inkább a Psi skála látszik (belül), vagyis 80Psi . 5-6 báros nyomással kaptam vissza a hűtőgépszerelőtől (iszonyúan függött a hőmérséklettől). Amikor a nyomásmérőt a rendszerhez csatlakoztattam egy pici gáz "elszökött", gondoltam annyi még belefér. De amikor levettem kevesebb veszteséget szerettem volna, így betettem a mélyhűtő ládába, amikor úgy -20 fokosra lehűlt, akkor gyorsan kivettem és lecsavartam a jéghideg csatlakozót. Ekkor csupán 0.5 báros nyomás volt a rendszerben, azaz szinte semmi. De az a fél báros túlnyomás is szisszent egyet, elég sok gáz lehetett a csőben, és ezzel egy kicsit szerencsétlenül jártam. Pont a kezemre ment a gázsugár, ami -20 fokos helyről szabadult ki, ráadásul a hirtelen térfogat/nyomás változás hatalmas hőt vont el. Elég az hozzá, hogy ahol a gáz ráment a kezemre ott egy négyzetcentiméteres darabon hirtelen megfagyott a bőröm. Olyan gyorsan történt minden, hogy nem tudtam rá reagálni. No azért nem jártam úgy mint a zsaru a Terminátor 2-ben, 3 nap után már alig érzem, hogy megfagyott volna. Ebből leszűrtem azt a tanulságot, hogy csak kesztyűben szabad dolgozni.

Amikor még rajta volt a nyomásmérő beletettem a tartály részét egy kis meleg vízbe. Ennek hatására a nyomás ugrásszerűen megváltozott, pillanatok alatt 10 bár körüli értéket mutatott a műszer. A képen jól látszik a tartály kialakítása. Ez tulajdonképpen egy T modulból, egy könyökből és két szűkítőből áll. Amikor ez a fehérre festett rész van alul, akkor feltehetően folyadék van benne. Ebből az is következik, hogy csak akkor működik ez a hőcsöves hűtő, amikor az alsó részben folyadék áll, vagyis ha oldalra vagy hátra döntöm, akkor gyakorlatilag nem használható hűtésre.

Második számú kísérletem az volt, hogy egy BD249-es tranzisztort szereltem a hűtőtönkre és úgy állítottam be a feszültséget illetve a rajta átfolyó áramot, hogy 68 Wattal melegítse a hűtőt, az eredmény elég jó lett, 8-9 báros nyomás illetve 50 fokos hőmérséklet (közvetlenül a tranzisztor mellett néztem a réz hőmérsékletét).

Nos ezek után következett a beszerelés. Ez nem volt túl egyszerű feladat, mivel a hőcsöves hűtő elég nagy és nehéz. 2275 gramm feltöltve. Nem véletlen, hogy mindkét visszahűtőcső görbe, így a hőleadó lapok függőleges helyzetben állhatnak, ekkor a legjobb a hőledadás, mert a meleg levegő könnyen távozni tud a hűtőlapok közül. A görbeség másik oka, hogy a processzor felett található tápegységet ki kell kerülni.

Kiépítettem a tápegységet. A gépben még benne van az A7V133-as alaplap, egy 1.1GHz-es Thunderbird processzor rajta egy Cool121-es hűtővel. Mivel a képen is látható merevítő (az alaplap felső síkjának a magasságában) útban volt, így azt eltávolítottam. Már korábban vágtam egy hatalmas lyukat a gép tetején, hogy a meleg távozni tudjon.

De a gép hátfalára kell még egy másik lyuk is, ahol a hőcsöves hűtő kilóghat a PC házból. A hőcső kisebb lapokkal bordázott része nem a házban lesz, mert abban óhatatlanul felmelegszik a levegő, a meleg levegő már nem igazán alkalmas hatékony hűtésre.

Azt majdnem elfelejtetem, hogy az elsődleges cél, hogy a gép szinte néma csendben üzemeljen. A processzor hűtőventilátora elég hangos, de van még az alaplapi chipseten és a videokártyán is. Erre mindjárt visszatérek.

Második nekifutásra sikerült egy olyan rézmodult készítenem, amivel a hőcsöves hűtést hozzárögzíthetem a processzorhoz. Tekintettel arra, hogy az AMD processzorok különösen érzékenyek a lesarkazásra, így az elkészítésnél mindent nagyon pontosan kellett legyártani, hogy még véletlenül se feszüljön semmi, mert az a processzor gyors halálát okozhatja. A processzor foglalat mellett található négy lyuk segítségével rögzítettem:

Nos az ilyen típusú rögzítésnél különösen vigyázni kell, mert könnyedén zárlatot okozhatunk. Noha műszerrel nem mértem meg, de a képen is látszik, hogy a hátsó rézfólia az alaplapon nem egységes, azt vékony csíkban megszakították. Ha nincs szigetelő alátét a csavarok alatt, akkor ez a rézmodul galvanikusan összekötné őket...

Egyébként 4mm átmérőjű csavarokat érdemes a felrögzítésre használni, mert a lyukak 4.2mm átmérőjűek, így pont átfér rajta és nem lötyög.

Nos, hihetetlen masszívra sikeredett a felrögzítés. A hőcső és a processzor magra szerelt rézmodul közé bőségesen tettem hővezető pasztát. Amikor az anyákat meghúztam, akkor valósággal kipréselte a felesleget, ez a kinyomódás a képen is látszik. Annyira jó és erős lett a felfogatás, hogy a képen a hűtő tartja az alaplapot. Az igazsághoz hozzá tartozik, hogy a processzorra előzetesen lesarkazás gátlót helyeztem:

Ez egy telefonkártyából készült. Először addig csiszoltam, míg a feliratok teljesen el nem tűntek a kártyáról és maradt a szép fehér műanyag. Utána a sarkokon kifúrtam és a megfelelő helyeken tapétavágó késsel kivágtam. Először a szorzó állítás helyén (L1) nem volt kivágás. Természetesen a szorzó állítás lényeges dolog, így ezt grafitozással oldottam meg, de a grafit rákerült a műanyagra is, így amikor kissé elmozdult, akkor el sem indult a gép (zárlatot okozott a lasarkazásgátlóra felkenődött grafit). Ezért most folyékony ezüsttel kötöttem össze. Mivel ez elégge folyós anyag, így az üvegben található ecsettel nem is tudtam összekötni, mert oda is került, ahová nem kellett volna. Ezt könnyedén ki lehet küszöbölni. Egy sodrott rézdrótból kihúzunk egy vékony szálat. A rézszál végét picit belemártjuk a folyékony ezüstbe, majd a processzor elvágott hídjaihoz sorra hozzáérintjük. Az eredmény művészien tökéletes lesz…

No ez a kép kicsit sötét lett, de a lényeg látszik. A processzoron rajta van a hőcsöves hűtő gáztartálya. Az íves cső kikerüli a tápegységet és ívesen halad felfele. A tápegység felett 10db nagy réz hűtőlap van. A ház hátulján vágtam egy hosszanti lyukat, így a csövek túllóghatnak a házon. Hát szó mi szó elég furcsán néz ki.

Ez a kép talán jobb, bár a reflektor kicsit csillog. Akkor nézzük a lényeget közelebbről:

Itt még a tápegység nem volt beszerelve. A fehér festés csak dísz, bár túl korán fújtam le, mert idő közben sikerült párszor nekikoccintani valaminek, így a festék leverődött. És ez alulról:

A hűtőlapok is "jól érzik magukat" hiszen a meleg távozni tud:

A számítógép ház anyaga nagyon érdekes. Elég nehezen viszi a fűrész. A lemezvágó olló nem nagyon jöhet szóba, így én sarokcsiszolóval (flex) vágtam ki. A hőcsöves hűtő felső részét is rögzíteni kell, hiszen nem szabad ezt a súlyt az alaplapra bízni. Ezért úgy vágtam ki a hátlapot, hogy ott a két hűtőcső felfekszik, és így nem ébred csavaró erő az alaplapnál. A kisebb hűtőlapok közöl az első olyan szorosan ér hozzá a számítógépház hátuljához, hogy a kísérletek során nem is rögzítettem a felső részt, így is iszonyú stabil lett.

A bekapcsolás nagy élmény volt. Először is féltem egy kicsit, hogy a drága alkatrészek túlélték-e a mechanikai beszerelést. Nos nagyon megörültem, amikor "csippanni" hallottam a speakert a bekapcsolás után, pár másodperc és már ott volt a jól megszokott kezdő kép a monitoron. Gyorsan beléptem a BIOS-ba és mindent a gyári alapértékre állítottam. Tehát a processzor 1100MHz-en üzemelt 1.75 Voltról, a memóriák 100MHz-re voltak állítva.

A BIOS-ban újraindítás után figyeltem egy darabig a hőmérsékletet. 34 fokról indult és szép lassan kúszott felfele, úgy 43 foknál megállapodott. Noha a CPU korábbi zajos hűtője a polcra került mégsem voltam teljesen elégedett. Az alaplapi chipset hűtő is nagyon hangos. Eddig nem tűnt fel, mert a 6000rpm-es másik ventilátor elnyomta. Nos még mielőtt tovább kísérleteztem volna megszüntettem a zajforrást:

Levettem a chipset hűtőjét. Hát elég kis vacaknak néz ki, hogy miért nem lehetett némi bordázatot kialakítani rajta, azt nem tudom. Nem is volt valami hatékony, mert kézzel megfogva a hűtőlapot elég melegnek bizonyult.

Korábban egy rossz mozdulattal tönkrement a Voodoo videokártyám. Ebből is látszik, hogy a tuning veszélyes is lehet! A videokártya GPU-ján elég nagy hűtőborda volt, azt leoperáltam. Na igen ám, de azon nem volt meg az a két átlós felfogató lyuk, amin keresztül az alaplaphoz rögzíthettem volna.

A múltkor vettem észre, hogy a folyékony fém nevezetű ragasztó elég jó hővezető. Volt még ebből egy kevés, bekentem vele az alaplapi chipet és ráragasztottam a hűtőbordát:

Ha így ventilátor nélkül üzemelt, akkor 50 fokosra felmelegedett a hűtőborda. Ezért tettem rá egy jó minőségű PI-es hűtőventilátort:

Annyi trükköt alkalmaztam még, hogy nem 12 Voltról működtetem a ventilátort, hanem 7 Voltról. Bár a 7 Volt ilyen jellegű felhasználása (piros és sárga vezeték között) akár tönkre is teheti az számítógépet, mert ha a ventilátor zártlatos lesz, akkor az 5 Volt és a 12 Volt galvanikusan összekötődik, aminek pillanatokon belül rossz vége lehet. Majd zener diódával fogom előállítani a kisebb feszültséget.

Ezt is a folyékony fém elnevezésű ragasztóval rögzítettem. Így már szinte teljes volt a csend, még egy picit hallani lehet a Geforce videokártya ventilátorát, arról a közeljövőben fogok gondoskodni...

Ez a hűtőborda átalakítás elvitte az egész délelőttöt. Mielőtt a hűtőre visszatérnénk megemlíteném, hogy a tuning napján igazi nyári meleg volt. Mindezt egy tetőtér beépítéses szobában végeztem, amit totál telibe kapott a nap, így délután 29 fokos melegben kezdtem el mérni a hőmérsékleteket. Összesen három ventilátor volt a gépben. Egy a tápegységben, egy az alaplapon és egy a videokártyán.

Nos az eredmény azt lett, hogy 50 fokos hőmérsékleten üzemelt a processzor, de néha a 51 fokot is elérte. Az alaplapi hőmérséklet ekkor 34 fok volt, de azt nem tudom, hogy ezt az A7V133 hol méri... majd utánanézek. Érdekes módon nem igazán tapasztaltam hőmérsékleti különbséget az üresjárati és a teljes terhelés között.

Amikor a Cool121 volt a processzoron, akkor sosem ment a hőmérséklet 50 fok alá, úgy 52-53 fokos volt.

Az ember arcbőre sokkal érzékenyebb a hőre, mint pl. a keze, így kipróbáltam, érezni e a hűtőlapok közül kiáramló hőt (a gép fölé hajoltam)? Nos a Tunderbird tényleg egy kazán. A hajam ugyan nem lobogott, de határozottan lehetett érezni lehetett a felfele áramló meleget.

A hőcsöves hűtő alul 40-42 fokos volt. Csodálkoztam is egy kicsit, hogy akkor talán lehetne alacsonyabb hőmérsékletű is a processzor. Megmértem a nyolc csavaros CPU-ra szerelt vörösrézlap hőmérsékletét és a széleken is 50 fokos volt, pont annyi, mint a mért processzor hőmérséklet. (Egy másik gép "drótos" belső hőmérőjének a vezetékét meghosszabbítottam, így átért a másik tesztgépből, ezzel mértem a hőmérsékleti adatokat.) A hőcsöves hűtő és az alatta található 5mm vastag rézlap között kb. 8 fokos hőlépcső volt! Ez viszonylag sok, ezért ezt amint időm engedi megszüntetem valahogy. Valószínű nem fekszik fel rendesen a két lap, mert hiába van közötte hővezető paszta, az azért messze nem olyan jó hővezető, mint a réz. Ha úgy 45 fokos processzor hőmérsékletet sikerülne elérnem, akkor azzal már elégedett lennék, mert jelenleg ha a házon rajta van a fedele, akkor olyan csendes, hogy csak a Power LED árulkodik arról, hogy most működik-e vagy sem. És ez azért nem semmi!!!

Így 50 fokos processzor hőmérséklettel teljesen stabil a számítógép, a processzor tuningot még nem volt időm kipróbálni, de majd annak is eljön az ideje...

Még egy lényeges dolog:

Mértem a hőcső mentén a hőmérsékleteket és azt tapasztaltam, hogy az alsó hűtőlapig szinte konstans hőmérsékletű mindkét cső. Vagyis valóban igaz, hogy a gáz iszonyú jó hővezető. A nagy hűtőlapok után már hidegebb a hőcső, a kisebb lapok alig adnak le meleget. Azért kipróbáltam mi történik akkor, ha egy 8cm-es ventilátort helyezek a hőleadó részre, ezt ráadásul 5 Voltra kötötten a 12 Volt helyett, így alig forgott. Azért némi légáramot létrehozott, hangja nem volt. Ennek hatására, kb. 20 perc alatt 44 fokra redukálódott az eredeti 50 fokos hőmérséklet. Nem hittem volna, hogy az a minimális légáram ennyit segít a rendszeren.

A cikk folytatása várható... remélem érdekes volt...