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Guida Impianti a Liquido (Parte I)

Guida Approfondita agli Impianti a Liquido (Parte I)
Guida a cura di: 85Kimeruccio con l'aiuto di altri membri del forum di HWUpgrade

Introduzione
Laddove c'e bisogno di dissipare grandi quantità di calore, troviamo quasi sempre un sistema di raffreddamento a liquido, basti pensare alle automobili o alle moto, e ben presto crediamo che anche i PC avranno bisogno di sistemi del genere. Un processore infatti dissipa quantitá enormi di calore (anche oltre i 100W) attraverso una superficie di pochi millimetri quadrati, per rendersi conto di quanto sia problematico gestire una tale situazione, basti pensare che il rapporto tra potenza dissipata e superficie di dissipazione di un moderno processore é molto vicino a quello di un reattore nucleare. O_O

Anche i dissipatori ad aria più potenti, voluminosi ed avanzati hanno difficoltà a smaltire, la maggior parte delle volte, tali quantità di calore, senza contare poi che ventole ad alta portata sono in genere (molto) rumorose. Da qualche tempo quindi non stupisce che sempre più persone si siano rivolte a sistemi di raffreddamento a liquido, i quali, anche se ancora non troppo sviluppati, riescono a garantire prestazioni eccellenti, ben lontane da quelle di qualsiasi dissipatore ad aria (almeno la maggior parte delle volte).

L'acqua infatti ha il grande pregio di assorbire e condurre facilmente il calore, tra l'altro soluzioni collaudate per il raffreddamento dell'acqua sono state adottate anche in questo mercato, ed é stato un fiorire di radiatori, vaschette, tubi ed accessori di ogni tipo, sono stati realizzati kit completi o case pre-assemblati con tanto di sistema di raffreddamento a liquido per tutti i componenti del nostro pc.
Per il pompaggio dell'acqua invece sono state prese in prestito tecniche e metodologie dal mondo degli amanti degli animali, infatti la stragrande maggioranza delle pompe utilizzate per il watercooling sono state prese in prestito dagli acquari.

Molti sicuramente ricordano che l'acqua e la corrente elettrica non vanno molto d'accordo, anzi, possono divenire un mix molto pericoloso, anche per le persone... Una perdita d'acqua all'interno di un PC potrebbe avere effetti catastrofici. Fortunatamente però la conduttività elettrica dell'acqua deriva principalmente dai minerali che in essa sono disciolti, quindi utilizzando acqua distillata i rischi si riducono drasticamente. Ovviamente non é mai una bella cosa versare dell'acqua su dei circuiti in tensione, se però si utilizza acqua distillata, con radiatori e tubi puliti, in un circuito isolato dall'esterno, e magari si mettono in circolo piccole di dosi di appositi additivi per evitare la formazione di alghe, si può stare tranquilli.

La migliore strategia comunque é la prevenzione, e raccomandiamo di verificare la tenuta del sistema prima di montarlo, controllando che non ci sia alcuna perdita.
Anzi, sarebbe molto meglio montarlo PRIMA esternamente per qualche ora per testarlo a fondo.
Non sono solo gli overclocker a volere tali kit, molti utenti 'normali' infatti si rivolgono a questa tecnologia per eliminare le "rumorose" ventole, senza necessariamente dover overclockare il proprio PC (anche se la tentazione é forte quando si vede il proprio processore lavorare a temperature poco lontane dalla temperatura ambiente).

Inoltre anche in ambito "professionale", il raffreddamento a liquido sta avendo la meglio su altri sistemi tecnicamente più avanzati (come le celle di Peltier o TEC), infatti l'acqua difficilmente ha una temperatura più bassa della temperatura ambiente (mentre dispositivi come le celle di Peltier possono scendere anche di parecchi gradi sotto la temperatura ambiente), e ciò garantisce che non si avranno mai problemi di condensa (che potrebbe a sua volta avere effetti catastrofici sui circuiti, come invece potrebbe accadere con le celle di Peltier (sono ancora più performanti e silenziose dei sistemi a liquido, ma anche più rischiose).
Inoltre le celle di Peltier devono a loro volta essere raffreddante in quanto consumano esse stesse molta corrente.
Ma alla fine l'utente finale deve scegliere in base alla propria passione, i propri soldi e in base alle proprie aspettative del suo sistema.

Pro e Contro
I vantaggi di un impianto sono innumerevoli ma non è tutto oro quello che luccica.
Per non annoiarvi con lunghi testi da leggere schematizzo un po' la cosa.

Pro
-Temperature decisamente inferiori a differenza di quelle ad aria.
-Silenziosità dato che le ventole essenziali sono poche.
-Manutenzione minima.
-Impatto visivo di non poco conto.

Contro
-Prezzo non proprio adatto a tutti.
-Facilità di montaggio non proprio facilissima le prime volte.
-Poca praticità nel togliere/sostituire pezzi all'interno del pc.

Questo è in linea di massima un sistema a liquido molto schematizzato, anche se le varianti sono moltissime perciò non prendiamo alla lettera ogni cosa.

La manutenzione
La manutenzione dell'impianto è una tappa fondamentale del watercooling.
Nonostante le usuali precauzioni (uso di acqua distillata/ additivi/ alchool di cui parleremo in seguito) l'acqua in un periodo che varia da 2 a 6 mesi tende a sporcarsi e questo pregiudicherà l'ottima salute dei componenti del raffreddamento al liquido nonché l'estetica.
A mio giudizio per mantenere sempre splendente il nostro impianto è sufficiente ogni 2 mesi (ma se il sistema è ben chiuso con poca aria e posa luce anche fino a 8 mesi) sostituire l'acqua, svuotando completamente l'impianto.
Prima di procedere con il rabbocco, far girare per una mezz'oretta il tutto in una soluzione di acqua più viakal in modo da eliminare eventuali incrostazioni e impurità, quindi risciacquare abbondantemente e rabboccare con acqua distillata.
Altra operazione da effettuare una tantum è quella di pulire la sporcizia dalle pale della ventola del radiatore e magari soffiare con un compressore tra le alette per eliminare la sporcizia trasportata dalla ventola (non potete immaginarvi quanta polvere può girare in un case :) ), che può essere causa di un deteriorioramento delle prestazioni in quanto passerà meno aria a raffreddare l'acqua.
Attenzione particolare meritano invece le nostre pompe. L'uso di sostanze aggiuntive nell'acqua in quantità superiori al consentito portano ad una precoce deteriorioramento dell'albero della pompa, che viene letteralmente mangiato, in special modo dall'alchool (si consigli infatti massiamo 3%); in particolare i prodotti della Sicce (Idra e Nova) hanno necessità di essere controllate periodicamente in quanto soffrono di un problema all'albero: la girante tende ad ovalizzarsi e a fare rumore, le pale si discostano un pochino, il tutto a discapito del rumore e dell'efficienza.
Per prevenire il rumore sarà necessario ingrassare ogni tanto l'albero con del grasso resistente all'acqua, facendo ben attenzione a non esagerare in quanto potrebbe impedire alla pompa di partire dato la forza d'attrito che esercita. Se proprio l'alberino della vostra pompa sta per esalare l'ultimo respiro, consiglio vivamente di spendere qualche € e ricomprarlo nuovo, o di passare direttamente a marche ben più affidabili.

I Kit in commercio
Pian piano che la richiesta di impianti a liquido si fa più forte, sempre più produttori tirano fuori kit più o meno completi. Bisogna, secondo me, distinguere questi kit in base a due canoni.
C'è chi passa al liquido ma che non ne richiede le prestazioni più estreme ma in cambio vuole una facilità di assemblaggio e la manutenzione ridotta al minimo. Ad esempio note case produttrici propongo kit completi e di facile installazione a discapito pero delle prestazioni.
L'esempio è il kit della ThermalTake Aquarius II. La guida illustrata e tutte le componenti necessarie incluse fanno di questo impianto uno dei piu semplici da realizzare, di contro pero ci sono le prestazioni che possono essere eguagliate da un buon sistema ad aria.
Altro punto a favore pero di questo kit è la manutenzione, ridotta al minimo. Viene fornita una ulteriore vaschetta cosi da facilitare il rabbocco dell'acqua (senza aprire neanche il case!).
C'è chi invece punta alle prestazioni estreme, e in genere si tratta di utenti esperti non certo alla loro prima volta con questo tipo di impianti.
Ci sono noti produttori italiani che si danno "battaglia" a colpi di innovazioni sempre più performanti per i loro impianti. E' il caso di Lunasio, Ybris e Oclabs che se da un lato offrono prestazioni altissime dall'altro lasciano in mano all'utente l'assemblaggio dell' impianto.
Ovviamente non è tutto nero o bianco, nel senso che non possiamo dire: "Thermaltake ci da un impianto bello e pronto mentre Lunasio o Ybris o Oclabs no". Possiamo trovare difficoltà nel montare un kit "commerciale" come trovare facile l'assemblarne uno più performante.
Insomma di kit e componenti in commercio se ne trovano tantissimi, ognuno con i suoi pregi e difetti. Cercare di raccoglierli tutti è un opera davvero complessa per cui cercheremo di indicare i produttori maggiormente conosciuti e adottati dagli utenti.

www.ybris-cooling.it
www.lunasio-cooling.com
www.Clarkson.it
www.Oclabs.it
www.Overclockmania.net
www.Thermaltake.com
www.Zalmanusa.com
www.Koolance.com
www.cooltech.it
www.nextcool.coml
www.wbhouse.it
www.swiftnets.com
www.webshop-innovatek.de

Insomma la scelta è ampia e ognuno può decidere in base alle proprie esigenze, capacità o costi.
Bisogna decidere innanzitutto cosa vogliamo da un kit, la facilità di montaggio, le prestazioni, o un compromesso tra i due certo è che alla fine le soddisfazioni non mancheranno.

Waterblock CPU
Bene.. ora veniamo ai componenti principali del sistema.
Sicuramente una delle parti principali di tutto è il waterblock, che raffredda il processore..
essendo una delle parti del pc che scalda di più (in teoria attualmente siamo attorno ai 100w per un processore medio) perciò il sistema va ben calibrato, facendo arrivare una buona portata e acqua fresca al processore.
Ne esistono di alcuni tipi: canaline, alette ecc ecc.. attualmente questi due sistemi sono all'incirca simili anche se piano piano si sta passando dalle canaline alle alette.

Come possiamo vedere il waterblock è abbastanza "grosso" con dei raccordi in entrata e in uscita, attualmente, si aggirano attorno ai 12mm di diametro, il che comporta una grande portata.
I waterblock sono all'incirca di 6cm per lato, e ovviamente le superfici a contatto del processore sono lappate a specchio (cioè sono piane e senza imperfezioni... cosa importantissima per il waterblock). Altra cosa importantissima, il waterblock è in rame, il che comporta uno scambio termico molto elevato.

I wb sono attaccati al socket tramite una staffa.. o tramite staffe più evolute direttamente attorno ai buchi del socket, che ovviamente sono un po' più sicure.
Il peso dei waterblock del processore gira attorno al mezzo chilo.. perciò non ci sono problemi di peso in ogni caso.
Ultimamente si stanno vedendo waterblock col coperchio in plexiglass. Sono abbastanza evoluti e i problemi di perdite sono quasi a zero. (Vedetevi il tyhpoon che lo martellano con dentro l'azoto se non siete nel tutto convinti).
Ottimi prodotti...
Tra i più grandi produttori l'Italia è in testa con i suoi waterblock, artigianali, ma molto sicuri.

Pctuner, Lunasio e Oclabs in primis..

In parole molto povere il funzionamento del waterblock è semplice.. l'acqua passa dentro di esso e il calore viene direttamente trasferito dal processore all'acqua tramite di esso, e si possono ottenere temperature basse con altissime prestazioni.

Waterblock Chipset
Con l'evoluzione del sistema di raffreddamento si è passato a dei waterblock più evoluti e il raffreddamento è passato dal processore al chipset e successivamente alla scheda video.

Il sistema è sempre lo stesso del processore: raccordi grossi, canaline o alette all'interno del waterblock e raccordi perpendicolari al waterblock, come in quelli del processore.
Sono waterblock un attimino meno prestanti, poiché il chipset non si scalda come il processore.
Siamo attorno ai 30w circa da raffreddare per il chipset.. (anche meno...) perciò non serve una cosa potente (di serie nelle schede madri odierne, alcuni chipset sono raffreddanti anche passivamente.. ma negli overclock più spinti si raggiungono temperature abbastanza alte).

Waterblock Scheda Video
Riprendendo il discorso di prima, con l'evoluzione, anche le schede video o meglio nella maggior parte dei casi, il core della scheda video è stato raffreddato a liquido siccome le ultime schede video, specialmente in overclock, possono scaldare tanto.

Come possiamo vedere le differenze tra il waterblock per chipset sono molto poche.
Anche in questo caso schede video in overclock raggiungono raramente i 100w, perciò la dissipazione non è a livello dei waterblock del processore, appunto perchè non necessario.
Unica differenza, sono i raccordi che non sono più perpendicolari al waterblock, ma sono ruotati di alcuni gradi per agevolare il montaggio dei tubi nel case.

Waterblock HDD
Con il raffreddamento a liquido possiamo refrigerare oltre al processore, chipset e gpu anche gli hard disk e alimentatori. Vediamo ora nello specifico.
Non trattandosi di componenti simili (quali possono essere processore e gpu) si deve adottare un "waterblock" particolare per raffreddare l'hard disk. Due parallelepipedi di rame circondano i lati del disco come potete notare.

Per farla breve, il calore emanato dall'hdd viene trasmesso ai due blocchi di rame dentro i quali scorre il liquido. Tutto il calore emesso viene assorbito dall'acqua che ne abbassa la temperatura passando per il radiatore. Una soluzione di questo tipo abbassa notevolmente la temperatura ancor piu che con i "tradizionali" sistemi ad aria, eliminando il rumore prodotto dalle ventole di cui questi sistemi dispongono.
Un altro sistema di raffreddamento per hard disk, prodotto dalla Koolance, utilizza un diverso metodo, invece dei blocchi posti ai lati si ha un grosso water block da alloggiare sulla parte del disco dove c'è l'elettronica.
Un ulteriore sistema che prenderemo in esame è quello proposto da Aquadrive.
Il principio è più o meno lo stesso del kit Lunasio, ovvero il liquido passa nei waterblock posti ai lati dell'hard disk ma quest'ultimo viene posto all'interno di un box che lo racchiude completamente.

Waterblock Alimentatori
Per il raffreddamento degli alimentatori invece l'unico produttore è Lunasio che ha trovato il modo di costruire dei waterblock per alimentatori (Q-Tec 550V PFC). Il calore viene trasmesso dai dissipatori passivi dell'alimentatore ai waterblock che a loro volta lo trasmettono al liquido.
Questa soluzione molto interessante pero non puo garantire una totale refrigerazione in quanto l'alimentatore è pieno di componenti che scaldano, per cui l'utilizzo di una ventola è sempre consigliato anche se a bassi voltaggi.

Waterblock RAM (Scheda Madre & Scheda Video)
E' possibile usare il watercooling anche per le ram, ma mentre nel caso delle ram di schede video e' possibile trovare in commercio waterblock che oltre a raffreddare il core della gpu raffreddano anche la ram.

Per le ram di sistema (le comuni DDR), esistono tentativi artigianali.

Addirittura c'è chi ha messo a raffreddare anche i mosfet della scheda madre.
In realtà l'effettiva utilità di simili sistemi e' da provare, specie nel caso di sistemi non overcklockati o comunque non in maniera eccessiva, ovviamente andando a modificare pesantemente per esempio, i voltaggi, utilizzando il watercooling e' possibile mantenere le temperature più nella norma.
Questi sistemi sono vivamente consigliati in caso di altissimo voltaggi fuori la norma; per le altre situazioni un comunissimo dissipatore ad aria con un buon ricircolo può fare miracoli lo stesso.

P.S. Tutte le foto sono dei rispettivi proprietari e sono state lasciate con i rispettivi loghi o marchi di fabbrica.

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