WaterCooler
*Cuidado: ao adotar WaterBlock elimina a ventilação nos componentes adjacentes ao processador (como VRMs, mosfets...)
AIO Original
WaterCooler pronto, geralmente mais seguro por ser livre de falhas, fluxo loop mais eficiente, sem interrupções. Vem pronto, não falta peças, é garantido que os encaixes vão casar.
Marcas e Modelos
CryoRig (híbrido)
Corsair (CxB)
Asus (confiável)
Cooler Master (TUF)
WaterCooler AIO híbrido
Conta com WaterBlock possui o cooler de fábrica acoplado funcionando normalmente, parecido como os CrioRig A40/A80
LiquidCoolerBox
Que os CoolerBox se demonstraram ser eficientes no quesito dissipação está provado. Este experimento dissipa o calor através do disspador de uma CoolerBox conduzido por HeatPipes usando a água invés de ar.
Custom WaterCooler
É um item de entusiastas. Precisa de um conhecimento mais profundo para ter resultados eficientes, a montagem é mais complicada, escolha de peças demanda maior estudo/conhecimento inerente ao risco de prejuízos por vazamentos. Porém é possível ter resultados termodinâmicos superiores aos cooler prontos de fábrica (AIO).
Peças WaterCooler
WaterBlock
Design
Inicialmente na história dos waterblocks curvas e caminhos foram testados em diversos tipos de configurações de WaterBlock
Foto de curvas diferentes em WaterBlocks
O design que se provou mais eficiente foi de entrada horizontal supeior, despejando a água reto e diretamente em cima do core do processador.
O design do dissipador interno que recebe o impacto da água quase não interfere na eficiência, pode ser pontilhado/frisado/rugoso.
É mais importante que a entrada de água do WaterBlock esteja centralizada ao core.
Composição Material
Cobre
Melhor condutor térmico, é ideal apenas na base
Alumínio
Melhor trocador térmico, ideal para corpo de dissipação
A combinação das propriedades desses elementos se provou a mais eficiente mas construções de CoolerBox, os Pipes de cobre conduzem bem o calor e o alumínio irradia e absorve ainda melhor este calor conduzido pelo cobre, além de contar com os benefícios do fluxo de ar no gabinete e a possibilidade de dissipar o calor para longe se posicionado e alinhado corretamente.
Radiador
Tamanho
Comprimento = quantidade de fans e tamanho dos coolers
1fan 120mm 140mm (Corsair H90)
2fans 240mm 280mm (Corsair H115i)
3fans 360mm 3 fans 420mm
4fans 480mm 4fans 560mm
Altura = tamanho das fans 12cm 14cm 20cm
Espessura = aumenta a capacidade litros radiador
Composição Material
Alumínio
Melhor composto de troca térmica, ideal para a colméia do radiador
Localização
Geralmente gabinetes Premium possuem local dedicado ao radiador. O mais inteligente é usar o WaterCooler no auxílio com o fluxo de ar do gabinete. Ou monta-lo externamente, e não influenciar e nem ter a eficiência prejudicada pela temperatura interna.
Fans
Quantidade de Fans
1 2 3 4
12cm 14cm 20cm
Mangueiras
Geralmente as mangueiras são padrão G1/4"
Porém quem já aprendeu sobre dinâmica de fluídos sabe que diferentes bitolas podem ampliar a pressão dos fluídos e eficiência do sistema WaterCooler como um todo
A estratégia é usar mangueiras de bitola maior na bomba e demais. E usar bitola padrão (menor) logo antes de chegar ao WaterBlock
Líquido de Refrigeração
VW G1x+ PodeQueimarEmCasoDeVazamento
Aditivos
Tempo de Permanência do Líquido
Para uma troca de calor eficiente também se deve levar em consideração o tempo de permanência de um líquido em contato com a área de troca de calor aumentando assim a eficiência da dissipação o que significa que não é com mais pressão de bomba e velocidade de fluxo que se obtém maior eficiência
Cor
Estratégia
WaterBlock Original
+bomba+cooler(CryoRig)🌡️
Vantagem de ser um projeto original com cooler integrado
Vantagem segurança de um produto original
Vantagem resfrigeração extra do dissipador+cooler
🌟dissipador+cooler(adapt no original tipo Corsair)🌡️
Vantagem do Custo Benefício
Vantagem segurança de um produto original
Vantagem refrigeração extra do dissipador+cooler
Pode não ser suficiente para dar pressão se o sistema for bruto, pode ser necessário uma bomba auxiliar ou pelo menos usar um AIO de 3 fans
🖥️+display(Aorus/NXTZ)🌡️
Vantagem segurança de um produto original
Vantagem de um display mostrando informações como temperatura
Desvantagem bomba muito próxima esquentando processador
Desvantagem não ser possível adaptar refrigeração extra
Custom WaterBlock
📟+display+controlador+bomba (Barrow$700)⚠️🌡️
Desvantagem é o risco de Apertar Botão Em Cima CPU e Mexer Na Base Melhor Manter PressãoFixa
Vantagem de vários em um só: monitor de temperatura e controlador de bomba
Desvantagem de ter segurança qualidade duvidosa
❄️custom WaterBlock entrada central superior+dissipador+cooler!
Vantagem de ser o WaterBlock com melhor eficiência
Desvantagem de ter segurança qualidade duvidosa
Corsair🏆
Vantagem de ser uma marca consagrada
(China) Corpo Transparente
Vantagem de identificar bolhas no waterblock
Radiador
140mm = 3 fans 420mm ou 4 fans 560mm.. 2 fans 280mm se o ruído for uma prioridade
14cm(20cm se possível, só custom, difícil caber na área superior do gabinete para aproveitar o fluxo)
Espessura thick
Projeto com bomba separada / AIO 3 fans / bomba suplementar(adicionar bombas não melhora a troca)
Radiador Custom
Quanto maiores as fans e a espessura, maior a litragem
Mais eficiente,
mais reduz a temperatura, mais silencioso para realizar o mesmo trabalho, maior a capacidade de refrigeração em Full
Desvantagem de precisar de uma bomba forte
Desvantagem de ter segurança duvidosa
Radiador Original (marca Premium AIO)
Vantagem de ser um projeto original, com todas facilidades
Desvantagem eficiência limitada pouca litragem (3 fans e espessura fina... pelo menos existe 14cm(H115i))
Custom Fluxo cruzado crossflow(para projeto com bomba separada)
Automotivo custom
Experimental
Vantagem ótima eficiência
Acerto Ajuste Eficiência Benchmark
Bomba direcionada diretamente para waterblock
Waterblock entrada centralizada perpendicular
Fans 20cm
O resto das ligações ainda tem que ser decidido.. se serão ligados por fonte externa, usarão o controlador da placa e a alimentação da fonte ATX(?)
Temperatura (média cores) de operação gaming pesado
Temperatura máxima aceita em operação antes de disparar agressivamente as pressões e coolers
Sensor de temperatura na saída do WaterBlock
Sensor de temperatura na saída do radiador
Definir RPM fans mínimo (inaudível)
Definir RPM fans quieta (média)
Definir RPM fans levemente alta
Teste Fluxo de Água (Bomba)
Instalado um medidor de fluxo na entrada do bloco (=proj bomba na entrada rad/saída bloco)
Aumentar progressivamente a força da bomba a cada +10%(+1,2V) força de bomba
Desenhar curva e descobrir em quantos % a bomba atinge o "limite" de estrangulamento
Descobrir pressão%V que não faz efeito aumentar mais
Descobrir pressão em %V que não tem eficiência de refrigerar CPU em regime pouco processamento
Descobrir a pressão em %V que não tem eficiência em regime máximo de processamento
Descobrir o limite de dB levemente alto mas aceitável (se necessário bolar um isolamento acústico e cooler estrategicamante posicionado onde esquenta na bomba)
Teste Eficiência Temperatura Água Conjunto Radiador+1Bomba
Colocar fans em RPM mínima 30% (inaudível)
Aumentar progressivamente a força da bomba a cada +10%(+1,2V) força de bomba. Anote os resultados °C.
Colocar fans em RPM quieta 40% (média)
Reaplicar o teste da curva de eficiência de temperatura da água. Anote os resultados °C.
Aumentar as FANs ao maior dB aceitável 70% (levemente alta)
Reaplicar o teste de curva de eficiência da água. Anote os resultados °C.
Apenas por curiosidade
Aumente as FANs no máximo 100%
Replique teste a cada 1,2V de pressão na bomba. Anote os resultados °C.
Os últimos dados coletados servem para você saber a eficiência do seu watercooler em regime máximo, se mesmo em regime máximo ele esquenta demais, significa que seu projeto não é suficiente para seu setup, pode ser seu radiador que é pequeno demais, seu waterblock que não tem um design eficiente o suficiente para o trabalho que seu processador está exigindo, ou simplesmente um problema de montagem.
Agora você sabe o regime de temperatura que seu WaterCooler é capaz de resfriar seu CPU, no meu caso é a temperatura fica estável em 43° e não passa de 73° no trabalho máximo. Porém com 80% (9,6V) da carga na bomba a temperatura da CPU aumentou apenas 3°C o que não justifica trabalhar com um regime tão alto de barulho e de diminuição da vida útil do equipamento, a diferença de temperatura na prática é menor pela eficiência causada pela turbulência no radiador e maior troca devido tempo de permanência no waterblock.
A estratégia é que as fans do WaterCooler só disparem após a bomba chegar na força de eficiência máxima (isso pode não significar trabalho máximo 12v na bomba Veja mais sobre Tempo de permanência aumenta a troca de calor)(pode ser limitada pelo ruído)
A temperatura interna do gabinete indica a falta de eficiência em geral para dissipar o calor da CPU e GPU, principalmente. Portanto se verificado aumento na temperatura interna do compartimento as fans de gabinete devem atuar mais presentes desde antes desse aumento, e as demais fans (CPU, GPU, FANs WaterCooler, bombas WaterCooler) já deveriam estar atuando de maneira mais agressiva desde mais cedo. *Cuidado está temperatura é muito influenciada pela temperatura ambiente
Reservatório
Prejudica o fluxo porque quebra o loop
Remove bolhas de ar formadas pela bomba
É possível usar térmica com temperatura com bomba imersa dentro (ajuda silenciar)
Fluxo
Conhecimento: Tempo de Permanência
Estudos
Existem estudos na área LINK ESTUDO FX RAD que procura uma pressão otimizada pra que o fluxo de água seja mais eficiente, porém é quase como procurar uma agulha em um palheiro porque a medida que a pressão na bomba a aceleração do fluxo aumenta a eficiência da troca de temperatura nas aletas do radiador, porém muita pressão cria caminhos preferenciais (turbulência) pelo radiador, diminuindo a eficiência da troca ao mesmo tempo que aumentando a velocidade da água, diminui o tempo de permanência no bloco, que é fator imprescindível na troca de temperatura - resultado do estudo LINK ESTUDO DESIGN BL.
Na prática a solução mais eficaz é testar na prática em diversos regimes de pressão e RPM das FANs aplicando o Teste e Acerto acima. Set as FANs em diferentes RPMs (min-low-quiet-normal-highquiet-high-max) e observe os resultados dos dados de temperatura do processador na prática, a medida que aumenta a voltagem na bomba. É interessante descobrir primeiro as voltagens de pressão de eficiência mínima e máxima-otimizada, decidindo uma estratégia.
Conclusão
O segredo é encontrar a pressão otimizada de troca de calor.. não é simplesmente aumentar a velocidade.. a troca de temperatura precisa de um certo "tempo de permanência"... Faz mais diferença um design de waterblock, trajeto da água, posição da mangueira de entrada e espessura da base do que velocidade de água assim por dizer... Ela até aumenta a eficiência do radiador, mas isso não significa eficiência térmica.
Peltier
Infelizmente o sistema Peltier não combina com circuitos eletrônicos por gerar muita umidade no arredor. Porém pode ser usado em sistemas watercooler por não interferir e poder ficar localizado longe da parte eletrônica. Veja mais sobre Peltier LINK PELTIER
A grande vantagem é que logicamente o radiador nunca vai conseguir um resultado inferior a temperatura ambiente, o Peltier entra aí, funcionando como um refrigerador do fluido
A desvantagem é o consumo de luz, visto que cada Peltier pequeno consome entre 60w e 120w
Sensor Fluxo
Prejudica o fluxo
Necessário para aferição de desempenho do WaterCooler para realizar devidos ajustes,
