Hjemmelaget vannkjøling, del 1

Kjell Erik Budalen

Lagre artikkel

Idéen og utstyr

En av fordelene med å bruke vann til kjøling av prosessoren istedenfor ordinær luftkjøling er at vann er en mye bedre varmeleder. Dermed kan du oppnå mye bedre kjøling uten at du må stappe kabinettet fullt av bråkete monstervifter. Kjølevannet fra prosessoren ledes i rør/slanger til en separat radiator, som kan være mye større og mer effektiv enn en vanlig kjøleribbe.

Det finnes mange forskjellige løsninger når det gjelder vannkjøling. Du kan kjøpe komplette sett med alt du trenger eller du kan kjøpe delene separat og komponere ditt eget kjølesystem. En ulempe er at vannkjølings sett ofte koster ganske mye(1000-2000kr) slik at det kanskje ikke vil svare seg ut i fra hvor mye høyere du får overklokket. Nå skal det sies at et vannkjølingssystem forsåvidt er en engangsinvestering, da du kan bruke det igjen ved senere prosessoroppgraderinger. Vi ser uansett på den billigere metoden, hjemmelaget vannkjøling.

I den ene av våre Intel-baserte testmaskiner kjører vi en Celeron 600 stabilt overklokket til 900MHz ved 1,9 volt med en Alpha PEP-66 vifte/ribbe. Temperaturen på prosessoren målt tett intill coren er 38 grader ved full belastning, noe jeg syntes er i meste laget .

Da jeg i lengere tid har hatt veldig lyst til å bygge meg en maskin med vannkjøling men syntes at det var for dyrt med de ferdige settene, bestemte jeg meg for å lage et eget system. Det første jeg gjorde var å tenke gjennom hva jeg kom til å trenge og hvordan jeg skulle lage den. Deretter bar det i vei til den lokale søppelfyllinga for å lete etter passende emne til selve vankjølings blokken til prosessoren. Her ville jeg helst ha en blokk av kobber da det er det beste materialet å lage blokken av. Dette var dessverre vanskelig å oppdrive, men jeg fant en passende bit med aluminium som jeg kunne bruke.

Neste stopp var et bilopphuggeri der jeg fant et gammelt varmeapparatregister som skal gjøre nytten som radiator. Men min jakt på billige deler til vannkjølinga stopper ikke her, jeg tok nemlig en tur innom den svenske webshoppen Kylning.com. Aller helst ville jeg kjøpt en Eheim pumpe, men da dette skal være et billig prosjekt falt valget på en Senfu pumpe til 199kr. Biltema ble også besøkt, og der fant jeg det aller meste av det jeg manglet; slanger, koblinger, vanntank og et bryterpanel.

1. Rund aluminiumsbit, diameter på ca 6cm og 3 cm tykk.(Fyllinga)
2. Varmeapparatregister fra '79 Opel Kadett (Bilopphugger 50kr)
3. Senfu vannpumpe (199kr fra kylning.com)
4. Diverse slangekoblinger (Biltema ca100kr)
5. Vanntank glass beregnet på sylteagurk etc.(Biltema 79kr)
6. 5 meter armert slange ( Biltema 100kr)
7. Bryterpanel til lensepumpe/lanterner på båt (Biltema 129kr)
8. 2 stk 80mm kabinettvifter (plukket ut av gamle strømforsyninger)
9. 1 stk 200w AT powersuply ( fra et gammelt kabinett jeg hadde)
10. Et 60watt peltier element (hadde dette fra før men må du kjøpe koster de ca 3-400kr)
11. Silikon (79kr)
    Totale kostnader: ca. 600 kroner

Til å begynne med fikk jeg dreid ned aluminiumsbiten til passe tykkelse (ca 3cm). Deretter boret jeg opp vannkanalene med et 12mm bor (se på skissen over) og gjenget opp hullene slik at jeg kunne skru inn slangekoblinger og blindskruer. Deretter fikk hele blokken en omgang plansliping så den ble helt jevn og uten riper.

Ferdig sammenskrudd vannblokk

Til vanntank benytter jeg en plastbeholder med tett lokk, av samme type som du har i kjøleskapet til oppbevaring av diverse matvarer. I lokket boret jeg to 14mm hull til slangene, samt et 14mm hull til festing av vannpumpen i siden nede. Slangene og pumpen ble tredd gjennom hullene og deretter tettet med araldit og silikon.

Jeg testet en stund en pumpe som er beregnet til campingvogndusj og lignende, men den bråkte som et lite stanseverksted. Det var da uaktuelt å bruke den pumpen videre, så jeg kjøpte meg en Senfu pumpe fra Kylning.com. Da dette skulle være et billig prosjekt bestemte jeg meg for å bruke den samme tanken og bare la den gamle pumpen sitte der. Den nye Senfu pumpen ble montert inne i vanntanken.

Den nye pumpa og vanntanken

Det finnes mange gode radiatorer for bruk i PC på markedet, men de er ofte dyre at jeg heller tok en tur til nærmeste bilopphugger. Der fant jeg et varmeapparatregister fra en '79 Opel Kadett som jeg fikk kjøpt for en femtilapp. Denne ble rengjort før jeg sølvloddet på to slangekoblinger på rørene og ga den et strøk med lakk. For å sikre at det blåser godt med luft igjennom radiatoren monterte jeg to stk. 80mm vifter som blåser luft fra innsiden av kabinettet og ut igjennom radiatoren.

Ferdig loddet og lakkert radiator

Til å kontrollere vifter, pumpe og sånt valgte jeg å sette inn et bryterpanel i fronten. Dette panelet fra Biltema er egentlig til bruk i båt, så det tåler litt vann og røff behandling:

Kontroll må man ha!

Når du benytter et peltierelement sammen med vannkjøling kan man oppnå svært lave temperaturer. Dette kan lett føre til at det danner seg kondens, noe som absolutt ikke hører hjemme sammen med de elektriske komponentene i en PC. For å forhindre dette må du isolere alle komponentene som kan bli utsatt for kondens. Til dette finnes det flere typer matrialer man kan benytte , jeg valgte å bruke silikon.

Slocketen og peltierelementet er isolert med silikon

Det jeg gjorde var å legge et lag silicon inne i prosessor socketen, samt at jeg smurte på et godt lag utenpå hele slocketen. Dette hindrer at eventuell kondens kommer i kontakt med de elektriske lederne/komponentene. Jeg fylte også de små hullene som prosessorpinnene skal ned i med ikke ledende kjølepasta for å hindre at kondes danner seg her og lager kortsluttning.

Neste steg var å montere prosessoren og smøre på et tynt lag med Artic Silver kjølepasta (som vist her). Som vi ser på bildet er peltier- element og coldplaten montert til kjøleblokken, med en god porsjon silikon rundt hele.

Isolert og klart til montering

For å feste kjøleblokken til slocketen brukte jeg en sånn festebrakett vanligvis fester skrivebordslamper. Dette er ikke den vakreste festeanordningen man kan bruke, men den er meget effektiv da den gir et godt press mot kjøleblokken så den får god kontakt med prosessorcoren. Jeg oppdaget at det dannet seg kondens mellom coldplaten og prosessoren etter en tids bruk.Dette førte til at små vanndråper rant ned på grafikkortet. Det problemet løste jeg lett ved å legge silikon i åpningen mellom coldplate og prosessor.

Heftig festeklips!

Kabinettet som jeg valgte å bruke er et Actima fulltower med 235w PSU. Dette er i minste laget til å drive all hardware+ vannsystemet, så jeg skar hull i kabinettet ovenfor det orginale PSU'et og satte inn et 200w AT PSU som leverer strøm til vifter, peltier, og litt annet. Selve chassiset ble lakkert rødt - det ser mye bedre ut enn den kjedelige gråfargen som er standard.

Bad to the bone...

Neste steg i modifiseringen var å ordne plass til radiatoren på toppen av kabinettet. Her skar jeg et passende hull i toppdekslet slik at radiatoren ligger fint nedi hullet. Da jeg først var i gang med sagen skar jeg liksågodt ut et vindu i sideplaten og monterte inn plexiglass, slik at man kan se inn på komponentene og den "kule" vanntanken. Deretter fikk kabinettet to strøk med sort lakk og et par strøk med klarlakk før jeg monterte inn bryterpanel i fronten og neonlys på innsiden av plexiglasset.

Da var endelig turen kommet til å montere alt sammen inn i kabinettet. Her har jeg valgt å legge alt av ledninger og koblinger på baksiden av den platen som hovedkortet sitter på, slik at jeg blir kvitt det meste av kabelkaoset fra innsiden av kabinettet.

Nå er ledningsrotet bak hovedkortet

Med så mye vannslanger og annet "stasj" så er det nesten ikke til å unngå at det ser litt rotete ut men det får ikke hjelpe :)

Til å måle temperaturen på prosessoren og på kjølevannet benytter jeg et inne/ute termometer som jeg hadde liggende (til familiens store frustrasjon har vi ikke lenger noe termometer i huset...) Dette termometeret ble modifisert til å ha to eksterne tempsensorer, noe du kan lese mere om i denne artikkelen. Termometeret felte jeg inn i fronten på kabinettet slik at det er enkelt å holde kontroll med temperaturene.

Termometer er kjekt å ha

Jeg satte også inn neonlys i kabinettet, fire små neonlysrør fra Thorsov Bilrekvisita. Dessverre var det ikke mye lys de klarte og avgi, men det ser alikevell ganske fint ut. På bildet ser det ikke så bra ut, men det ser garantert bedre ut i real life!

Det er utrolig hva litt neonlys kan gjøre med et kabinett...

Endelig, etter et ubeskrivelig antall arbeistimer, er maskinen ferdig. Så gjenstår det bare å se hva denne hjemmelagede vannkjølinga duger til:

Hardware-oppsett:

• Abit BE6-2 rev1 hovedkort
• 128MB PC133 Mosel SDRAM
• Abit SlotKET !!!
• Celeron 600MHz prosessor
• Creative GeForce Annihilator Pro grafikkort
• 16bits lydkort
• 30gig IBM harddisk
• Pioneer 6x DVD

Som tidligere nevnt kjørte prosessoren stabilt på 900mhz med en Alpha pep66 vifte, og hadde da en temperatur på 38c etter to timer med 3DMark 2000 loop.

Aller først så testet jeg den på standard prosessor hastighet. Her ble temperaturene lest av etter at maskinen hadde stått idle i 10minutter og etter to timer med 3DMark 2000 i loop:

Disse temperaturene må jeg si meg meget godt fornøyd med! Dessverre ville ikke prosessoren gå 100% stabilt på mer enn 945 MHz. Den virket stabil på 972 MHz og 2,05v helt til den nådde 21 grader, da frøys maskinen. Hadde jeg hatt en enda bedre radiator eller kraftigere vifter, slik at jeg kunne fått ned vanntemperaturen med noen grader til, tror jeg nok at den hadde klart 972 MHz stabilt også.

Dette prosjektet viser at det fint går anå bygge seg en ganske bra vannkjøling til under tusen kroner. Hadde jeg lagt på noen kroner til bedre radiator/vifter og kanskje en kraftigere peltier, samt laget kjøleblokk og coldplate i kobber, så ville nok resultatene vært ganske mye bedre.

Dette har jeg tenkt til å komme tilbake til i del 2 av denne artikkelen, der jeg skal forbedre kjølinga en del samt prøve meg på å vannkjøle grafikkortet mitt. Jeg regner også med at det blir en PIII-850MHz som skal testes i den forbedrede utgaven.