Так як інформації про фреоновому охолодженні в російськомовному Інтернеті не дуже багато, то я коротко опишу основні поняття і принципи роботи. Відразу зауважу, що я не професіонал, ніякої спеціальної освіти в даній області не маю і, все чого навчився - з форумів і статей. Тому де в чому можу помилятися. Отже, приступимо!
Основними компонентами найпростішої системи фреонового охолодження є: компресор, випарник, Конденсер, фільтр, капілярна трубка. Також необов'язковим компонентом може бути вічко, ну і холодоагент (рефрижерант, фреон). Всі частини утворюють замкнутий контур, по якому рухається фреон.
Капілярна трубка розділяє контур на дві області - область високого тиску і область низького тиску. Компресор перекачує газоподібний фреон на сторону Конденсер, створюючи в цій області високий тиск. При високому тиску фреон починає віддавати тепло і переходити в рідкий стан. Рідкий фреон проходить через фільтр / Драєр. Далі по капілярної трубці фреон потрапляє в випарник, в зону низького тиску. При цьому фреон починає активно випаровуватися, забираючи тепло з навколишнього середовища. Компресор прокачує цей випарувався фреон на сторону Конденсер і цикл повторюється.
Від вибору компресора буде залежати продуктивність системи, тому потрібно знати хоча б деякі характеристики герметичних компресорів.
- Потужність (к.с.). Підходять компресори від 1/8 до 1 к.с. Якщо невідома потужність в л.с. то бажано знайти продуктивність у ВАТ.
- Температурний режим. Компресори діляться на високотемпературні (HBP-High Back Pressure), середньо- (MBP-Medium Back Pressure) і низькотемпературні (LBP-Low Back Pressure). Іншими словами, розраховані на роботу в системі, яка забезпечує певну температуру. Так як в даному випадку необхідно досягти мінімальної температури, то найбільше підходять низькотемпературні компресори.
- Тип холодоагенту. Компресори виготовляються з розрахунком на певний тип фреону - разниё типи вимагають різного тиску. Залежно від типу фреону в компресорах використовується різна масло.
Конденсер - це той же радіатор, виготовлений з розрахунком на більш високі тиску. Так як для даної системи важливий розмір, то Конденсер повинен бути якомога менше і при цьому обдуватися вентилятором.
Як випливає з назви, Драєр фільтрує вхідну рідина від вологи, часток і пилу, запобігаючи забивання капілярної трубки і виходу з ладу компресора.
Випарник - це зазвичай мідний блок з испаряющимся фреоном. Випарник кріпиться до процесора і забирає від нього тепло. Конструкція випарника має багато спільного з тим же водоблоком - потрібно спробувати досягти максимального внутрішнього обсягу і випаровування фреону прямо над ядром процесора.
Все охолоджувачі ідентифікуються буквою R (refrigerant) і порядковим номером. Основна відмінність між холодоагентами полягає в температурі переходу з рідкого стану в газ.
Ось тільки деякі, які підходять для використання в даному випадку - R134а, R22, R12, R404а, R507. Також слід враховувати ціну - деякі низькотемпературні холодоагенти досить дорогі для експериментів.
У мене був вибір між холодоагентами R134а і R290. Я зупинився на R290 через більш низьку температуру кипіння.
Капілярна трубка не єдине пристрій, що забезпечує поділ системи на дві області (працездатність системи), але вона є найбільш надійним типом трубок. З одного боку краще знайти капілярну трубку малого внутрішнього діаметра (буде потрібно менша довжина), але при цьому збільшуються шанси забивання її частками. Щоб запобігти цьому потрібно обов'язково ставити фільтр перед капілярів. Я використовую трубку з внутрішнім діаметром 0.7мм.
Для складання фреонки крім звичайного інструмента знадобиться:
У даній системі я використовував такі компоненти:
- компресор Embraco EMI100hlc потужністю 1 к.с.
- Конденсер - перепаять з автомобільного
- фільтр
- випарники - так як у мене немає можливості зробити випарник самому, то довелося купувати. Вибір був не великий - Baker's CPU evaporator і Baker's GPU Evaporator.
- усмоктувальна трубка - можна використовувати і мідну, але бажано, щоб вона була гнучка. Тому я купив трубки з нержавіючої сталі, які використовуються для підключення газових плит. (Трубка повинна тримати тиск як мінімум 10 атмосфер і залишатися гнучкою при температурах близько -50 за Цельсієм! Уточніть перед покупкою так як не всі газові шланги тримають такі тиску і температури - прим. LaikrodiZ)
Ось як виглядає ця частина контуру разом (в самому кінці роботи над проектом я трохи змінив роздільник):
І нарешті, капілярна трубка і дещо з необхідного інструменту:
Корпус я взяв, серверний Yeong Yang Cube Server Case YY-0221. Для відводу тепла від Конденсер спочатку довелося зробити жалюзі у верхній кришці:
Потім всі компоненти кріпляться всередині і паяется контур:
Після пайки систему потрібно перевірити на герметичність, вакуум і високий тиск.
Ізоляція та кріплення
Трубки ізолювались спеціальним поролоном, випарники я помістив в пластмасові корпуси (частини пластикових пляшок) і залив монтажною піною.
Після готовності контуру, прийшов час подумати про систему контролю «фреонки». Я не зміг знайти контролер подібний до того, що використовується в Prometeia, тому все довелося збирати по частинах.
Для того щоб включати комп'ютер і фреонки разом, я купив такий Relay Switch. В інструкції він описувався як пристрій для запуску насоса водянок:
Але, звичайно, запускати комп'ютер при розігнаної системі поки температура на испарителях не впаде - не дуже хороша ідея, тому була куплена ще одна схема - CPU Delay Timer Kit.
Він дозволяє затримати завантаження комп'ютера (при цьому вентилятори в системі працюють). Час перед завантаженням виставляється від 1 секунди до 1часа.
Для виведення інформації про стан системи використовується LCD-дисплей Matrix Orbital LK204-24-USB. З основних характеристик варто виділити:
- USB інтерфейс;
- підключення до 6 температурних датчиків;
- підключення до 6 вентиляторів (PWM Mode);
- можливість підключати LED's, неонки і інші подібні пристрої;
- все контролюється програмно, я використовував програму LCDC.
Ось як виглядає зібрана система:
Два датчика температури закріплені на испарителях
Тестування і розгін
- AthlonXP 2500+ "Barton"
- Abit NF-7 Rev 2.0
- Geil Golden Dragon 2x256Mb PC3500 DDR
- Radeon 9700 PRO
Максимальна частота, на якій система працює стабільно (проходить всі тести):
При цьому температура на испарителях тримається -35-36С без навантаження і опускається до 34С при завантаженні системи. Подсокетний датчик показує температуру на процесорі + 11С, яка при навантаженні піднімається до + 16С.
Дана система має свої плюси і мінуси.
Спочатку про недоліки:
Сподіваюся, даний матеріал допоможе тим, хто цікавиться «фреонки» почати свої власні проекти.