Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Odprowadzanie ciepła na rurkach cieplnych

Stiepanowna 13 Sty 2012 20:47 15574 8
  • Odprowadzanie ciepła na rurkach cieplnych

    Najważniejszym podzespołem cicho pracującego komputera jest odprowadzanie ciepła - element, który przekazuje energię cieplną z procesora do radiatora. Dawniej konstrukcja takiego elementu robionego własnoręcznie była dość prosta. Wystarczyło włożyć rurki pokryte pastą termoprzewodzącą między miedziane płytki. Nie było to dobre rozwiązanie, gdyż procesor albo przegrzewał się, albo pracował na granicy możliwości. Przyczyną było nieefektywne połączenie rurek cieplnych z płytkami, co powodowało, że wykorzystywano mniej niż 50% ich możliwości. Przy takiej prowizorycznej konstrukcji nie pomagała nawet pasta termoprzewodzącą, której działanie jest o wiele mniej efektywne niż w przypadku miedzi.

    Po lekturze tego tekstu będziecie mogli zrobić element, który będzie w stanie schłodzić najmocniejszy procesor. Posiadając tę tajemną wiedzę będziecie mogli również zaprojektować cicho pracujący komputer, który nie posiada ani jednego wentylatora.

    Prezentowane urządzenie było testowane na najmocniejszych procesorach firmy Intel i AMD, a wyniki są naprawdę zaskakujące.

    Do naszego projektu potrzebujemy kilku miedzianych sztabek i oczywiście rurek cieplnych. Aluminium się do tego nie nadaje - już tłumaczę dlaczego. Po pierwsze - ma dwa razy mniejszy współczynnik przewodzenia ciepła niż miedź. A po drugie - trudno się lutuje. Dlatego potrzebujemy właśnie miedzi - idealne będą kawałki płytki o grubości 20-25mm.
    Na początku powinniśmy określić koncepcję naszego coolera, bo zależy ona od tego, co będziemy schładzać. Zarówno dla słabszych procesorów, takich jak np. Р4 Celeron 3000, jak i tych z mocnymi kartami graficznymi typu Х850, dobrze radzi sobie wymiennik ciepła zbudowany z dwóch sztabek miedzi i trzech 6-milimetrowych rurek cieplnych. Wygląda to tak:

    Odprowadzanie ciepła na rurkach cieplnych

    Do procesorów typu Prescott, Smithfield czy Presler potrzeba już sześciu rurek i trzech sztabek miedzi, jak w poniższej konstrukcji. Z nowym Conroe jeszcze nie miałem styczności, więc trudno mi się wypowiadać. Ale jeszcze go nie było, kiedy robiłem ten projekt:)

    Kiedy już określiliśmy typ urządzenia odprowadzającego ciepło, trzeba się zastanowić nad konstrukcją przyszłego komputera. Przede wszystkim pomyślmy, gdzie zamontujemy radiator i w jaki sposób go umocujemy. Polecam najpierw dobrać i zamontować radiator, potem płytę główną i dopiero później zająć się montażem pozostałych części.

    Odprowadzanie ciepła na rurkach cieplnych





    Potrzebujemy paru obrobionych kawałków miedzianej płytki. Dobrze zeszlifować wszystkie nierówności, ale najlepiej po wierceniu, żeby nie uszkodzić powierzchni płytki. Rozmiar nie musi być co do milimetra - na procesor wystarczy 60x60mm lub 50x50mm, pozostałe 60x80, 50x80 lub coś koło tego. Optymalna grubość kawałków miedzianego arkusza to 20-30mm.

    Odprowadzanie ciepła na rurkach cieplnych

    Zaczniemy od najtrudniejszej czynności - wiercenia otworów. Powinniśmy przewiercić na wylot brzegi naszych kawałków. Dlatego przydadzą się nowe, długie wiertła dobrej jakości. Dlaczego długie, myślę, że nie trzeba tłumaczyć. Wyjaśnię, skąd pozostałe wymagania. Jeśli końcówka wiertła będzie zaostrzona "na oko", bo było już ono używane, to może dojść do przesunięcia środka i rozbicia otworu na większy.

    Miejsce otworu trzeba dokładnie wymierzyć za pomocą wysokościomierza - wtedy będzie łatwiej znaleźć ten punkt z drugiej strony urządzenia, jeśli przez przypadek złamie nam się wiertło. Dzięki dokładnemu wykonaniu sam element będzie też lepiej wyglądał. Zanim zaczniemy wiercić otwór, trzeba dokładnie napunktować środek.

    Odprowadzanie ciepła na rurkach cieplnych

    W miedzi nie wierci się łatwo. Opiłki trudno wychodzą z otworu i przyklejają się do powierzchni wiertła. Jeśli nie ma się wprawy, wiertło łatwo może się zaklinować przez opiłki i ułamać... Ale mam nadzieję, że Was to nie spotka:)
    Najlepiej często wysuwać wiertło z otworu, smarować je i usuwać wióry szczotką. Metal mocno ściskamy w imadle, które musi być dobrze umocowane, jak to widać na poniższym zdjęciu. Nie zapominajcie również o dobrych wiertłach, bo wiele od nich zależy. Na mojej maszynie cudownie się wierci w miedzi. Wiertło co jakiś czas smaruję spirytusem. Ale pierwsze projekty robiłem u siebie w garażu na zardzewiałym sprzęcie z '37 roku.

    Odprowadzanie ciepła na rurkach cieplnych

    Jeśli korzystacie z cieplnych rurek o średnicy 6mm, to otwory należy wiercić o 0,2mm mniejsze, czyli o wartości 5,8mm. Tłumaczę dlaczego. Wiertło uszkadza wewnętrzną powierzchnię otworu, co stanowi problem, gdyż każda nierówność zaburza przekazywanie/odprowadzanie? ciepła. Na szczęście łatwo sobie z nimi poradzić przy pomocy rozwiertaka na dwa sposoby: mechanicznie, umieszczając narzędzie we wrzecionie lub ręcznie, za pomocą uchwytu. Poniżej prezentuję pierwszy sposób:

    Odprowadzanie ciepła na rurkach cieplnych

    Tak samo jak przy wierceniu, rozwiertak należy często wyjmować z otworu, smarować olejem, a wióry zamiatać.

    Odprowadzanie ciepła na rurkach cieplnych

    Po zakończeniu wiercenia otworu o średnicy 5,8mm nie zmieniamy położenia płytki, żeby nie przesunąć środka i następnie powiększamy otwór do średnicy o długości 6mm. Pierwszy otwór wiercony bez rozwiertaka miał gorsze parametry niż pozostałe. Jeśli nie posiadamy maszyny o odpowiedniej dokładności, tę czynność lepiej wykonać ręcznie. Wtedy jednak nie należy kręcić rozwiertaka w przeciwną stronę.

    Jeśli korzystamy z rurek cieplnych od Thermaltek’a lub Big Typhoon o średnicy 6mm, w płytce od strony procesora wiercimy otwór o średnicy 6,3mm i powiększamy go do 6,5mm. Inaczej nie będziemy w stanie wsunąć spłaszczonego końca rurki! W wymiennikach ciepła radiatora - 6mm, bo tu będziemy wsuwać prosty koniec rurki (na którym było ożebrowanie).

    Po poszerzeniu otworu, można sfazować płytkę, oczyścić benzyną i przystąpić do kolejnego etapu pracy.

    Już mamy przygotowane miedziane płytki do naszego urządzenia. Teraz bierzemy się za powierzchnie styczne, przez które będzie przekazywane ciepło. To bardzo ważny moment naszej pracy. Jeśli płytki nie były obrabiane ani na frezarce, ani na szlifierce, trzeba dokładnie wyszlifować powierzchnie odprowadzające ciepło. Efekt tak wygląda:

    Odprowadzanie ciepła na rurkach cieplnych

    Kolejny etap naszej pracy - odpowiednie uformowanie rurek cieplnych. Przypominam, że konstrukcja obudowy powinna być już dokładnie rozplanowana, radiator włożony na swoje miejsce, płyta główna umocowana, uchwyty? do naszego urządzenia przygotowane. Wszystkie pozostałe płyty i inne urządzenia znajdujące się w obudowie należy zdemontować. Wymienniki ciepła trzeba zamontować w miejscu dla nich przeznaczonym, a na procesorze umieścić jego odprowadzanie ciepła, przekładając go cienkim papierem, chroniącym wypolerowane powierzchnie przed zadrapaniami.

    Najpierw modelujemy konstrukcję, przygotowujemy szablony z drutu. Dobry jest stop lutowniczy [ze względu na elastyczność, przy. tłum.] o odpowiedniej średnicy. Rurki są bardzo cienkie, więc mogą nie przetrwać kolejnej przeróbki w razie niewłaściwego wykonania. I nawet doświadczenie czasem w tym nie pomoże... Dlatego rurki zginamy dopiero po dokładnym przeanalizowaniu poprawności całej konstrukcji.

    Jeśli spełniamy wyżej wymienione zalecenia, możemy zająć się zginaniem rurek według naszych szablonów. W miejscu zgięcia rurka nie powinna być spłaszczona. Może to spowodować pogorszenie jej parametrów, wraz z całkowitym uszkodzeniem.

    Takie rurki łatwo się prostuje - koniec można wsunąć w posmarowany smarem otwór kostki naszego urządzenia. Otwór powinien być sfazowany, żeby nie uszkodził rurki. Jeśli korzystacie z rurek cieplnych firmy Big Typhoon, nie polecam prostować fabrycznego zgięcia, bo może pęknąć. Rurki cieplne firmy Thermaltake zaś łatwo prostują się przy pomocy takiego własnoręcznie zrobionego urządzenia:

    Odprowadzanie ciepła na rurkach cieplnych

    Ręcznie też da się to zrobić, ważne żeby nie spłaszczyć rurki. Rurkę w miejscu zgięcia układamy w rowku. Taki rowek łatwo przygotować - wystarczy wziąć w imadło wiertło o średnicy 6,2mm. Uważajcie, bo rurki łatwo się łamią.

    Odprowadzanie ciepła na rurkach cieplnych

    Kiedy już wszystkie rurki są odpowiednio zagięte, składamy nasze urządzenie, sprawdzamy czy równo przylega do procesora i, jeśli trzeba, doginamy. Robimy to za pomocą kawałka papieru, jak na rysunku. Dokładność przylegania sprawdzamy po brzegach pokrywy procesora. Papier z żadnej strony nie powinien się przecisnąć.

    To nie jest dla ludzi o słabych nerwach:)

    Odprowadzanie ciepła na rurkach cieplnych

    Teraz ostatni etap - uchylę rąbka tajemnicy i wyjaśnię w jaki sposób udało mi się idealnie dopasować rurki do urządzenia.

    Smarowanie rurek pastą termoprzewodzącą nie daje efektu, ponieważ ma niski współczynnik przewodzenia ciepła - ok. 0,8(W/m•K) względem 380(W/m•K) w przypadku miedzi.

    Wyjście z sytuacji samo się znalazło - rurki przylutowałem. Rezultat przeszedł moje oczekiwania. Opalarka o mocy 1800W nie mogła rozgrzać tej konstrukcji do 100 stopni, kiedy chciałem przesunąć rurkę. Znalazłem idealne rozwiązanie.
    Przed nami ostatni etap - lutowanie rurek. Zanim przystąpimy do tej czynności, sprawdźmy jeszcze raz czy wszystko zostało poprawnie wykonane.
    Kiedy wszystko już zostało sprawdzone, potrzebujemy dobrego spoiwa lutowniczego i topnika. Polecam stop Rose'go lub Wooda i neutralny topnik nie zawierający spirytusu i kalafonii, z którego ja korzystałem.

    Odprowadzanie ciepła na rurkach cieplnych

    Aby przylutować rurki, wiercimy po jednym otworze o średnicy ok. 3mm nad każdą z nich. Fazujemy otwór i usuwamy tłuszcz z przedmiotu za pomocą acetonu. Gotową konstrukcję urządzenia wraz z podgiętymi rurkami kładziemy na włączonym palniku - musi to być równa, ceramiczna płyta. Można też to zrobić na palniku gazowym, ale wtedy będzie potrzebny arkusz blachy. Przypominam, że po lutowaniu nie można już ponownie zaginać rurek, jedynie lekko podginać na 2-3mm. Do każdego wywierconego otworu wlewamy po kropelce topnika. Kiedy konstrukcja rozgrzeje się do odpowiedniej temperatury, wkładamy pincetą kawałki spoiwa w otwory do momentu aż pojawi się on po drugiej stronie płytki.

    Odprowadzanie ciepła na rurkach cieplnych

    Wszystkie czynności trzeba wykonywać najszybciej jak się da, żeby nie przegrzać rurek cieplnych. Dlatego przed pracą postarajcie się, żeby wszystko było pod ręką. Potrzebujemy: lampkę biurkową, żeby dobrze było widać, spoiwo lutownicze, topnik, lekko zwilżoną bawełnianą szmatkę, żeby wytrzeć ściekające spoiwo, rękawiczkę na lewą dłoń, kiedy będziemy trzymać gorące urządzenie, spokojnej muzyki, żeby się nie denerwować:)

    Lutowanie można uznać za skończone, kiedy roztopione spoiwo zacznie wyciekać od strony rurek cieplnych. Następnie szybko zdejmujemy urządzenie z palnika, a resztki spoiwa i topnika wycieramy szmatką.
    Z gotowym elementem należy ostrożnie się obchodzić, gdyż rurki mogą się pogiąć pod wpływem wagi miedzianych sztabek. Następnie zajmujemy się odprowadzaniem ciepła z chipsetu, karty graficznej i mostka.
    Rurki cieplne ze wspomnianych wcześniej urządzeń (ZM80D-HP ZM-2HC2 i ТТ Big Typhoon) dobrze się lutują i zginają (ZM-2HC2 o wiele gorzej). Natomiast rurki z ZM80D-HP są pokryte złocistym lakiem, który trzeba usunąć w miejscach lutowania.

    Zalecenia dotyczące montażu.

    Po lutowaniu montujemy nasze urządzenie na procesorze. Kawałkiem papieru sprawdzamy czy powierzchnie są idealnie gładkie; jeśli trzeba, lekko podginamy rurki. Następnie smarujemy procesor i wymienniki ciepła pastą termoprzewodzącą i składamy całość. Najpierw montujemy śruby mocujące na gnieździe, a dopiero potem na wymiennikach ciepła radiatora. Ta kolejność jest dość istotna. Co się tyczy pasty, nie przesadźcie z jej ilością. Jeśli powierzchnie wymiennika ciepła i radiatora są dobrze wyszlifowane, to wystarczy ok. 10 kropli.

    Odprowadzanie ciepła na rurkach cieplnych

    Montaż całego systemu chłodzenia nie jest wcale taki trudny, jaki z początku się wydaje. Według mnie gwarancją sukcesu jest odpowiednie zgięcie rurek i dokładne lutowanie. I oczywiście nie lewe ręce:) Zamieszczone zdjęcia prezentują urządzenie, które przepracowało już rok w systemie całodobowym, co potwierdza trwałość konstrukcji i jakość projektu.

    Źródło: http://asyl.ucoz.com/load/delaem_teplosjomnik_na_teplovykh_trubkakh_sami/25-1-0-265


    Fajne!
  • #3 14 Sty 2012 10:57
    Lazer
    Poziom 23  

    maxxim napisał:
    Co jest w rurkach?

    Najprawdopodobniej aceton, metanol lub woda, ewentualnie amoniak. Cyrkulacja transportowa ciepła odbywa sie na tej samej zasadzie co wody w atmosferze ...

    Odprowadzanie ciepła na rurkach cieplnych Odprowadzanie ciepła na rurkach cieplnych

    Reszta informacji w artykule -->> Link KLIK

  • #4 14 Sty 2012 14:21
    Stiepanowna
    Poziom 12  

    Te rurki cieplne wykorzystano w projekcie cichego komputera:

    Link

  • #5 15 Sty 2012 21:22
    degename
    Poziom 18  

    Rurki posiadają porowate wnętrze ułatwiające powracanie skroplonego czynnika transportującego ciepło więc działają w każdej pozycji lecz grawitacja też im pomaga.

  • #6 16 Sty 2012 13:57
    oskar777

    Poziom 25  

    A ja się zapytam, czy ktoś ma namiary gdzie można zamówić takie kawałki miedzi, raz byłem w składzie metali kolorowych i były takie sztabki, ale musiałem kupić odcinek chyba 4 metry. Może gdzieś się da w mniejszych ilościach ?

    Pozdrawiam

  • #8 02 Cze 2012 17:52
    lewaros
    Poziom 12  

    Mam pytanie, gdzie można takie rurki cieplne takiej długości i średnicy kupić?