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水冷的秘密(二) 如何规划水冷

2010-09-03芒果《微型计算机》2010年8月上

在上期的基础篇中,我们着重对水冷的基础知识进行了讲解。而本期则把重点放在把这些部件组合起来时的思路,以及如何优化和改装。

如装修般规划水冷

一个好的水冷作品,会有非常漂亮的布局和优秀的性能。水冷系统的规划和家庭装修计划其实差不多,为了把家里布置得漂亮和妥当,首先要明确目标和预算,然后考察可行性,期间要亲自监工(水冷系统还要自己施工),后通过验收。事前多花点时间做规划总比事后付出代价更好。

波兰玩家Pawel(Screamer)的MOD作品Lilianna,历经了7个版本的变迁,漂亮的走管和色彩就如同一件艺术品,请登陆《微型计算机》官方网站MCPLive.cn欣赏高清大图。

明确目标,画好草图

水冷规划的第一步就是明确目标,完成水冷系统的草图规划。画图可以检验可行性,并且在画图过程中发现许多之前忽视的细节。画图的方法不一定专业,即使在纸上也可以完成规划。只是,要注意尽可能的详细和精确。

下图是水冷玩家CWPP为联力V2000机箱所画的草图,草图规划了黑色机箱和银色机箱两个版本。这两个版本因为使用的主板和显卡不同,所以冷头和水路也稍有不同。

如果你觉得高手的画图方法太难,那么可以参考笔者为联力V600机箱做的水冷规划。在这张图中,机箱是从网上找的V600 MOD版本图片,主板和全覆盖冷头都是PS上去的,PS过程中注意主板的螺丝孔、挡板和PCI槽与机箱对齐,冷头按照覆盖面积和固定螺孔与主板对齐。这种图的素材容易找,画起来也不难。虽然因为图片的视角问题,尺寸无法做得很精确,但已经可以从中看出大概,有经验的水冷玩家甚至一眼就可以看出这套系统需要使用哪些接头和哪种冷排。

草图毕竟是纸上谈兵,实际安装过程中你很可能会遇到之前完全没想到的意外情况。比如说尺寸差一点点装不下,或者原定的安装位难以施工等状况。要尽可能少的做无用功,好先确定影响整个水冷系统格局的核心大件(比如机箱、冷排、水箱等),再确定规划的细节。

配件搭配思路

为了在机箱中安装众多的水冷配件,在规划时你必须牺牲一部分扩展性能。你可以考虑牺牲原装硬盘架来安装冷排,把硬盘装在光驱位,或者可以牺牲光驱位来安装冷排,又或者可以牺牲一些主板插槽为冷排腾出安装位置等。接下来我们从不同的硬件来讲述选购和规划的思路。

机箱

在众多机箱中,只有为数不多的高端型号可以直接搭配水冷,如银欣TJ07、乌鸦2、联力V系列(V1000 Plus、V1000Z、V2000、V2010)、联力A05N、海盗船800D等等。事实上,只要你有足够的想象力和动手能力,任何机箱都可以为水冷进行改装。包括联力V350/351/V600,银欣SG01/02/03/05……甚至还有价格更低的酷冷特警340/341、AOpen G325/326这样的中低端产品。

由于机箱的改造难度相对较大,所以对水冷系统有兴趣的玩家在选购机箱的时候就应该考虑到安装水冷的难度和工程量。如果使用普通的中低端机箱,我们也可以直接使用外置水冷的方式,或许没有内置水冷漂亮,但是改造难度要小得多。

主板

主板的选择和水冷的关系不太大,如果你选择了一款内部空间比较狭窄的ATX机箱,或许可以考虑安装小板(Micro ATX)来为冷排腾出位置。其它安装主板水冷时需要注意的细节我们会在冷头部分介绍。

冷头

系统中可以使用冷头的地方很多,你需要考虑哪些部件使用水冷,哪些部件保持风冷。全水冷系统固然漂亮,但是冷头越多走管越复杂,对泵和冷排的要求也越高,预算和性价比问题也需要考虑。


华硕主板北桥上方的散热片可以拆下安装冷头

冷头有时候也会影响你对主板和显卡的选择,比如说,显卡中N卡要260以上、A卡要4850以上的公版显卡才会有全覆盖冷头。主板方面一般只有华硕、EVGA、技嘉和DFI的高端主板才有全覆盖冷头。不幸的是,不少高端主板的南北桥和供电部分使用了不可拆卸的一体式热管散热器,如果不选择全覆盖水冷,就要破坏原有的主板一体式热管散热器。比如技嘉X58-UD5主板的南北桥芯片、供电散热片就被热管连接在一起无法分离。

当然,也有些主板考虑到了这一点,它们的一体式热管散热器能把北桥上的散热片卸下,这样就可以只安装北桥冷头,也能兼顾南北桥和主板供电部分。比如华硕的P6T-Deluxe和P6T-Deluxe V2主板北桥上方的散热片可以拆下安装冷头,另外它也有全覆盖冷头可供选择。注意,我们好不要使用主板附带的冷头,它们大多只是个装饰品,几乎全是平板水道设计,接头不可更换。更要命的是有些冷头并没有直接接触北桥芯片,而是在散热片顶部的平面上,对散热毫无帮助。

安装南北桥冷头时,要注意芯片组周围有没有超高的元器件。安装南桥冷头首先要注意选择比较薄的冷头,好接口偏向一侧,尽量避免挡住显卡插槽。实在找不到合适的南桥冷头,也可以把冷头位置偏移一点来避免挡住插槽。如果满足条件,也可以用显卡冷头为北桥散热,北桥冷头为南桥散热。

笔者的DFI JR P45-T2RS主板,北桥安装的是一颗改过上盖的亨利显卡核心冷头,南桥则是使用了亨利的北桥冷头。

上图中笔者的DFI JR P45-T2RS主板北桥安装的是一颗改过上盖的亨利显卡核心冷头,实测比性能优秀的Koolance CHC-122北桥冷头还低3℃。当然,如果想把显卡核心冷头用于北桥,往往还需要自己DIY扣具。笔者的运气比较好,北桥的固定螺丝正好能配合两个大手拧螺母卡住这个显卡核心冷头。另外,南桥冷头是一颗改薄了上盖厚度的亨利通用北桥冷头,利用原本的扣具就可以安装在南桥芯片上。

接头与水管

建议大家在选好冷头之后就开始考虑接头的类型,因为冷头与接头可能出现兼容性问题。在位置很狭窄的地方,还要考虑到接头的直径和高度问题。

南桥冷头和显卡PCB很近,所以选择了外径较小的宝塔接头,同时使用塑料管箍避免无意中碰到PCB造成短路。

除非是使用性能强劲的D5或者京威DP-1200水泵,否则笔者不建议单泵水冷系统使用四分管。因为四分管的内径较大,普通水泵的性能不能满足流量的提升。而且四分管的快拧接头基本没有国产货,进口的四分管快拧接头价格昂贵。在空间允许的情况下,优先考虑抗折性能好的厚壁管。如果发生了折管,再考虑安装强化水管的管外弹簧,尽量不要使用管内弹簧,因为管内弹簧会明显的增大水阻。实在迫不得已要使用管内弹簧,也要把弹簧剪到能防止折管的短长度。为了减少水阻,水路中也要少用非蛇管的90度接头,因为它们的水阻较大。笔者在一次水路改造中,把两个Koolance 90度接头换成Koolance直通宝塔,水流量从3.8LPM直接上升到4.6LPM,性能改善效果非常明显。

冷排与风扇

冷排对散热性能有较大的影响,如果考虑超频,必须选择360及以上规格的冷排。如果空间不允许安装360冷排,可以考虑一个120加一个240厚排的格局。

在规划中,冷排的安装位置是需要重点考虑的问题。一般360厚排低长度是390mm,宽度小120mm,厚度从45mm~60mm不等。规划时还应该加上风扇的厚度,12cm风扇标准厚度是25mm,但是也有特殊产品,比如说安奈美的火蝠厚度就是27.5mm,Thermaltake还有20mm厚度的12cm风扇……笔者不建议大家考虑厚度在20mm以下的12cm风扇,因为它们的风压和风量不够,特别是安装在鳍片较密的冷排上时很容易出现无法吹透的问题。

在预算许可的前提下,建议选择内置冷排的用户考虑进口产品,进口冷排的性能要胜出同类国产冷排不少。而外置冷排则可以考虑国产厚铜排,因为外置冷排不太受体积限制,完全可以用几个经济的国产冷排来达到甚至超过高价进口冷排的性能。外置冷排安装的灵活度很高,固定也相对简单。机箱内置冷排的限制就大得多,一般有利用光驱位安装、机箱顶部开孔安装和机箱下方侧面进风三种安装方式。

选择冷排风扇的原则很简单,在噪音可以接受的前提下,尽量选择风量和风压大的产品。中高端用户推荐安耐美的产品,或者猫头鹰P系列,中端用户推荐千红12038温控风扇,中低端用户推荐SONY FDB。

安耐美的许多高端风扇都有上佳的风量和风压表现,噪音控制也不错,扇叶还可以单独拆卸,清洁冷排和风扇时非常方便。

冷排规划时好不要装在泵和水箱之间,除此之外,可以安装在水路中的其它地方。当有多个相同的冷排时合并进行散热时,让它们并联工作通常能获得比串联更好的散热效果,对减少总体的水阻也有帮助。不过,不同的冷排好不要用并联连接,因为水阻不平均,这样做的结果还不如串联。

 

Pawel的MOD作品Lilianna,冷排安装在机箱下方,使用侧面进风方式,联力V2000系列及银欣TJ07常用这样的方法进行改造。

影响冷排散热效果的因素,除了由风扇转速决定的风流量和风压外,主要就是温差,所以还要保证冷排能获得机箱外的冷空气。构建机箱风道时应该让风扇从机箱外抽冷风,经过冷排后再进入机箱。也可以适当的在冷排风扇吸风口做一些防尘措施。不过,防尘措施越严密,风扇吹向冷排的风就越弱,所以在防尘和风量之间需要找个平衡点。请注意,还要依靠其他的低速风扇来为机箱通风,把吸收了冷排热量的热风排出机箱外,否则这些热量会堆积在机箱内,终造成散热效果下降。

水泵和水箱

在水冷系统中,水泵和水箱一般是见缝插针地安装,只要注重美观和方便即可。在规划时,要让水箱处在能方便加水的位置,水泵的入水口比水箱的出水口低。另外水泵出口不要用弯头,直通接头可以提高一点流量。

 

XSPC的DDC泵箱,水箱加水口通过转接头改为G1/4螺孔后装上延长管,可有效减低水箱共鸣声。

水泵的安装没有太多的讲究,可以考虑买光驱位的一体化泵箱(出入水口的管子留长几厘米,方便把水箱稍微挪出光驱位,露出加水口来加水)。水泵工作时会产生一定的振动,需要做好避震措施,简单的方法是在水泵与安装面之间隔一层海绵或者橡胶垫。另外,还要留心观察水箱没加满的时候是否有泵的共鸣噪音,如果发现有,尝试在水箱加水口安装转G1/4螺孔的转接头,然后装个接头另接一小段管子,管子末端安装堵头,加水时打开堵头把水填满水箱的空间,破坏它的共鸣腔,减低噪音,不过这招一般只对泵箱一体的水箱比较有用。

水路

普通的水冷系统都是采用串联水路,它的优点是可以有效的利用冷排,不容易出现并联水路那种一路热一路冷的情况。但是串联水路也有缺点,就是部件过多时水阻会增大,有时即使用双泵串联也未必能获得满意的流量。并联水路比较好的解决了水阻的问题,每一路的水阻都可以得到控制,但是成本较高,走管也可能会比较复杂。

在规划的后,一定要记得预留一个排水口!排水口好设计在水路中垂直高度低的位置,通常只要一个T型三通配合堵头就能实现。在拆卸水冷系统之前,除了尽量排水之外,也要准备好纸巾包住接头再拆,拆完之后立即用堵头堵住水管或者螺孔,避免剩余的水滴滴到主板上。

安装完毕后一定要试水

试水就是让水冷系统试运行,检查是否有漏水,以及在流量、噪音等方面的表现。试水时一般只有水泵、电控设备和风扇通电,以防万一漏水造成损失。试水是每个玩家都必须掌握的技能,是避免漏水的有力保障。试水一般分为两种,一种是单个或者几个部件进行试水,一种是完整组装后的上机试水。为了试水方便,建议准备一个单独的PC电源,用跳针启动单独为水冷部件供电,实现水路和电脑供电的分离。

部件试水主要是在针对单独的水冷部件测试是否漏水,建议好能持续15分钟。而且部件试水期间可以积累排泡和加水速度等经验,这对之后的上机试水和日常维护至关重要。在试水刚开始的几分钟要特别注意,如果有漏水通常发生在这段时间。

完成部件试水后就可以进行上机试水了,此时冷头已经安装完毕,冷排和水泵的位置也相对固定了,总体已经非常接近正式运行的情况,只是主板和显卡等部件没有通电。上机试水一般建议持续一小时,同样,在试水刚开始的前几分钟要特别注意是否漏水。

加水前,要再次检查所有的接头密封圈是不是已经压紧,确认水路中没有忘记上的堵头和忘记关的排水阀,然后用卫生纸紧紧地包裹接头,防止漏水时水滴到板卡上,一旦纸巾变色、变软就要立即关闭电源进行处理。

水冷系统进阶改造

水冷部件的改装主要是为了获得更强的性能,改装部件主要针对冷头、水泵和冷排,其中对于水泵的改装常见。以下的小技巧或许不能让你的水冷系统表现脱胎换骨,但这都是压榨潜力的有效手段。

CPU冷头的改装

CPU冷头的改装不必花钱,换个方向安装就能获得不错的效果。CPU核心的热量分布不是对称的,冷头底部的吸热能力也不是平均的。如果把冷头吸热能力强的部分尽量对准CPU核心热的部分,就可以取得佳的效果。冷头可以有四种安装方向,每一种安装方向都可能会造成温度的不同,可以耐心试试看哪个方向的温度低。另外,还有些喷射式冷头会有标配或者选购的多种喷嘴导流板,不同的导流板会有不同的水阻和性能表现,有兴趣的用户也可以折腾一把。

水泵的改装

水泵的改装主要是换上盖和调速两种。其中以换上盖为普遍,不过基本只有DDC和D5能换上盖,其中DDC的选择又要比D5的多很多。改装上盖能提升水泵流量,不过单泵的改装上盖并不能提高泵的大扬程,有时甚至还会略微降低扬程。如果你需要提高泵的扬程来克服水阻,那么还需要串联上盖连接2个或3个水泵。

 
XSPC的DDC上盖,有单泵、双泵串联、三泵串联款。

水泵的调速有降速和升速两种,降速是为了降低噪音和减低泵的磨损,升速则可以提升性能。D5的工作电压是8~24V,而DDC是7~13.2V。我们通常在PC电源上只能使用12V电压,但如果通过外置调速器把DDC和D5的电压提升到12V以上,性能会有所增强。

这是两种常见的水泵专用调速器,左图为Koolance的CTRSPD10调速器,可为单D5或者单DDC调速,额定输出功率36W。右图为Koolance CTR-SPD24调速器,可将12V电压逆变为24V电压并提供调速功能,额定输出功率55W,是专为D5设计的调速器。DDC用的调速器每通道额定功率好要达到25W,给D5用的则好要达到每通道35W。

下图反应了DDC 3.2泵在不同电压下的性能(使用DDC原装上盖,实线为水阻线,虚线为功耗线),你可以看到DDC水泵工作在12.99V时性能比起12V提升不少,当然,这会进一步增加DDC的功耗和噪音。

水泵的改造

冷排的改造常见的方法有三种,基本上都是针对冷排风道改善的,第一种方法是加宽风道,右图中的浅色圈是风扇扇叶在冷排上覆盖的范围,边框中的白色部分阻挡了部分风扇边缘的风流。用电磨把这两块挡风位置切掉可以增大通过冷排的风流量,提升冷排的散热效果。

第二种改善风道的方法就是在冷排和风扇之间增加导风管。风扇出风口靠近扇叶中心的地方是风力盲区,风扇紧贴冷排向冷排吹风时,冷排靠近风扇中心的部分只有很少的气流通过。这时可以用导风管把风扇和冷排的距离拉开,避开中心的风力盲区。当然,使用这种方法会让冷排和风扇的总体厚度变大不少,可能增加安装的难度。

第三种改善风道的方法是密封风道,也就是从风扇框要紧密贴合冷排的框架不留空隙。用一支704硅胶均匀的涂在风扇框与冷排框接触的边缘部分,然后静置12小时等风扇框上的硅胶干透,这样风扇框就有了一层完美贴合的弹性硅胶密封垫。

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