Refroidissement liquide - tout ce que vous devez savoir

Les systèmes de refroidissement liquide sont de plus en plus une demande non seulement pour les amateurs de jeux, mais pour les utilisateurs moins avancés et les fans de modding. Bien qu'ils soient considérés comme plus décoratifs qu'un dissipateur thermique, il s'agit généralement de systèmes de refroidissement bien meilleurs que les dissipateurs thermiques.

Dans cet article, nous verrons tout ce que vous devez savoir sur ce composant PC. Nous pouvons peut-être vous convaincre que le fait d'en avoir un donne de bons avantages au cas où nous aurions un ordinateur puissant.

Qu'est-ce que le refroidissement liquide et comment fonctionne-t-il?

Nous connaîtrons tous ou avons déjà vu notre refroidisseur de processeur, un bloc en aluminium avec un ventilateur sur le dessus. Eh bien, comme ça, un système de refroidissement liquide sert à éliminer la chaleur du processeur, et non seulement de cela, mais aussi d'autres matériels tels que la carte graphique, la RAM ou le VRM.

Remarquez que la fondation de fonctionnement est très différente d'un puits d'air. Ces systèmes sont constitués d'un circuit fermé d'eau distillée ou de tout autre liquide pouvant être utilisé. Ce liquide reste en mouvement continu grâce à une pompe ou un réservoir muni d'une pompe pour qu'il traverse les différents blocs installés sur la quincaillerie à réfrigérer. À son tour, le liquide chaud traverse ce qui est essentiellement un radiateur en forme de radiateur, plus ou moins grand, muni de ventilateurs. De cette façon, le liquide se refroidit à nouveau, répétant le cycle indéfiniment pendant que notre équipement fonctionne.

Tout comme dans un dissipateur thermique, le système de refroidissement liquide repose sur deux principes de la thermodynamique pour fonctionner, et un tiers de la mécanique des fluides.

• Conduction: la conduction est le phénomène par lequel un corps solide plus chaud transmet sa chaleur à un corps plus froid qui est en contact avec lui. Cela se produit entre le bloc de refroidissement ou le bloc froid et le CPU, l'IHS du processeur transmet la chaleur au bloc à travers lequel le fluide passera ensuite pour se refroidir. Convection: La convection est un autre phénomène de transfert de chaleur qui se produit uniquement dans les fluides, l'eau, l'air ou la vapeur. Dans ce cas, la convection agit sur l'eau en mouvement dans le circuit. D'une part, le bloc CPU transfère de la chaleur au fluide, augmentant sa température, et d'autre part, le radiateur évacue cette chaleur par ses canaux et ailettes baignant dans un flux d'air généré par les ventilateurs. Écoulement laminaire: Les fluides ont deux types de régime de mouvement, laminaire et turbulent. Dans ce cas, il est toujours prévu que le flux soit laminaire, plus ordonné et qu'il soit capable d'absorber plus de chaleur par convection.

Mesures et grandeurs

Après les fondamentaux de l'opération, il convient de savoir quelles sont les grandeurs que nous devons connaître sur les composants du refroidissement liquide. Comme pour les ventilateurs ou les dissipateurs, il y aura de plus en moins de bons composants.

• Bruit: la pompe est un élément doté d'un moteur, elle génère donc également du bruit lorsqu'elle fonctionne. Il est mesuré en dBA. RPM: Comme les fans, une pompe aura certaines révolutions par minute. De plus, ils ont toujours un contrôle PWM ou analogique. Débit: le débit du fluide est mesuré en L / h (litres par heure), plus il est élevé, plus le système aura de capacité de refroidissement. Pression: La pression est la force exercée par le liquide sur les parois des tubes et des composants de dissipation. Elle est mesurée en bar (bars) Hauteur de pompage: dans les systèmes personnalisés, un paramètre important de la pompe sera la hauteur maximale à laquelle le fluide peut être pompé. De cette façon, nous pouvons monter le système et nous assurer que le liquide atteint les zones les plus hautes.Zone et format du radiateur: la capacité de refroidissement d'un radiateur est déterminée par la surface maximale qu'il couvre, à la fois en épaisseur et en longueur et en largeur. Elle est mesurée en m ², et plus, mieux c'est, bien sûr. Conductivité: tous les composants, qu'ils soient fluides ou en blocs, ont une connectivité thermique, qui est leur capacité à transporter la chaleur sans résistance. Elle est mesurée en W / m * K (watts par mètre Kelvin). L'idée est que cette conductivité est la plus élevée possible dans chaque élément. Paramètres typiques des ventilateurs: parmi les paramètres typiques des ventilateurs, nous avons sa pression statique, mesurée en mmH2O et son débit d'air, mesuré en FCM. Nous avons toutes ces informations dans l'article des fans: tout ce que vous devez savoir.

Types de refroidissement liquide

Sur le marché, nous pouvons trouver principalement deux types de refroidissement liquide, des systèmes tout-en-un et des systèmes personnalisés.

Les systèmes tout-en-un ou AIO sont essentiellement des circuits qui sont déjà entièrement assemblés par le fabricant avec tout le nécessaire pour l'installation et le fonctionnement. En général, ils sont beaucoup moins chers que les suivants que nous verrons, bien qu'ils ne pourront refroidir le processeur que grâce à un seul bloc avec une pompe intégrée, un radiateur et ses tubes installés de manière fixe et le fluide déjà introduit.

Le deuxième type de réfrigération liquide est la réfrigération personnalisée ou personnalisée, qui par rejet nous comprendrons que nous devrons l'assembler nous-mêmes pièce par pièce. En eux, les composants viennent tous séparément, et dans la quantité que nous avons commandée. Par exemple 3 mètres de tube, deux blocs froids, un réservoir, deux radiateurs, etc. De cette façon, le circuit s'adapte parfaitement à notre châssis, avec les composants que nous voulons refroidir et avec la conception que nous jugeons appropriée. Ces systèmes personnalisés comportent des blocs pour refroidir même les mémoires RAM VRM ou les disques durs.

Il existe encore une troisième méthode de refroidissement liquide qui est l' immersion. Ici, ce qui est fait est de plonger tous les composants électroniques à l' intérieur d'un récipient avec un fluide qui n'est pas conducteur d'électricité. Ces fluides sont généralement des huiles, qui n'ont pas de conductivité électrique. En eux, un système de pompage maintient le liquide en mouvement afin que la convection soit plus efficace.

Composants de refroidissement liquide

Examinons de plus près les différents composants impliqués dans le refroidissement liquide. En général, tous les systèmes sont basés sur les mêmes composants, bien que nous puissions voir certaines variantes ou un plus grand nombre de certaines d'entre elles.

Liquide de refroidissement

Le fluide de refroidissement est l'élément chargé de transporter l'énergie thermique des composants vers le radiateur. Normalement, un fluide ayant une bonne conductivité et une viscosité moyenne doit être utilisé pour éviter un écoulement turbulent. Mayhems, le fabricant de fluides de refroidissement le plus distingué, propose une large gamme de liquides pour la réfrigération sur mesure, bien qu'il fournisse également d'autres marques telles que Corsair avec son Hydro X.

Les fluides les plus couramment utilisés sont normalement dérivés de l'éthylène glycol, ou simplement du glycol. Il s'agit d'un composé chimique organique fabriqué à partir d' oxyde d'éthylène, il est donc certainement toxique. Il est présenté avec une viscosité plus élevée que l'eau, étant incolore et inodore, c'est pourquoi des additifs colorants sont normalement ajoutés pour aider à le différencier de l'eau. Ce composé est mélangé avec de l'eau distillée ou d'autres suppléments pour former le mélange, et ayant un point d'ébullition de 197 ° C, il est idéal pour le liquide de refroidissement, la voiture ou ces systèmes que nous voyons.

Cependant, dans les systèmes tout-en-un, le fluide normalement utilisé est de l'eau distillée ou de l'eau pure, qui a de bonnes performances thermiques et n'est pas électriquement conductrice.

Pompe et réservoir

La pompe est l'élément qui fait circuler le liquide dans tout le circuit, s'il n'est pas possible de transporter la chaleur des composants électroniques vers le radiateur. Dans les systèmes tout-en-un, cette pompe est normalement située directement dans le bloc froid, afin de simplifier le circuit et d'optimiser l'espace occupé. Dans ces systèmes, changer le fluide est un peu plus compliqué car il faut bien purger le système pour qu'il n'y ait pas d'air à l'intérieur qui aggrave la circulation.

D'autre part, dans les systèmes personnalisés, ils atténuent ce problème de purge du système au moyen d' un réservoir qui intègre la pompe. Disons que c'est comme le vase d'expansion des voitures, un élément qui contient une grande quantité de fluide à la pression ambiante où il tombe de haut en bas, une pompe le remet en mouvement. Cela empêche également le circuit d'augmenter de pression en raison de l'expansion du fluide due à la température.

Sur le marché, nous avons essentiellement deux types de pompes pour la réfrigération: le D5 et le DDC avec différentes variantes. Les pompes D5 sont généralement plus grandes, bien que le système de rotation du moteur soit essentiellement le même sur les deux. Un moteur avec l'axe reposant sur la base où il tourne, qui ont les aimants qui sont forcés de tourner par les enroulements ou les bobines placés dans une chambre indépendante afin qu'ils ne soient pas mouillés.

Étant plus gros, le D5 a plus de débit et un volume sonore plus faible, bien que la pression du fluide soit plus faible. Ces pompes sont généralement utilisées dans des réservoirs de système personnalisé. En revanche, les DDC avec des pompes plus petites et plus compactes qui déplacent le fluide à une pression plus élevée. Les DDC sont généralement utilisés pour les systèmes tout-en-un construits sur le bloc froid.

Blocs froids

Les blocs froids ou plaques de refroidissement sont les éléments qui sont installés directement sur les composants électroniques à refroidir. Ces blocs peuvent avoir des formes et des conceptions très différentes, bien qu'il soit constant qu'ils soient en cuivre ou en aluminium. Ce sont les deux métaux les plus utilisés, le premier avec une conductivité comprise entre 372 et 385 W / mK selon sa pureté, et le second avec 237 W / mK. De toute évidence, plus la conductivité est élevée, meilleur sera le choix, il est donc évident que le cuivre est la meilleure option en longueur, car il n'est dépassé que par l'argent et des composés plus chers à fabriquer.

Ces blocs ont une base solide qui entre en contact avec l'IHS du CPU ou du GPU, tandis qu'en interne, un grand nombre de canaux passent le liquide à travers le métal pour collecter la chaleur. Les blocs des systèmes tout-en-un sont un peu plus complexes, car ils y intègrent la pompe. De plus, certains d'entre eux ont même des ailettes et des ventilateurs pour évacuer une partie de la chaleur déjà directement de la base elle-même, allégeant ainsi le travail que le radiateur doit faire.

La bonne chose est que les fabricants mettent à la disposition des utilisateurs des blocs compatibles avec la mémoire RAM, avec les VRM des cartes mères, par exemple, la Asus Maximus XI Formula, ou pour les unités de stockage SSD ou HDD. Les possibilités sont énormes.

Pâte thermique

Mais bien sûr, entre le CPU et le bloc, il doit y avoir un composant qui améliore le transfert de chaleur, et ce sera la pâte thermique. Son fonctionnement, son application et ses caractéristiques seront exactement les mêmes que dans les dissipateurs thermiques normaux, améliorant le contact entre le bloc et le CPU.

Radiateur

Le radiateur ou échangeur est le composant chargé d' envoyer la chaleur qui transporte le liquide dans l'environnement. Son fonctionnement est exactement le même que tout autre radiateur de voiture ou climatisation, c'est une grande surface toujours construite en aluminium munie d'un grand nombre de canaux à travers lesquels l'eau chaude circule sous forme de serpentin. À leur tour, ces canaux sont reliés entre eux par un système très dense de fines ailettes en aluminium qui répartissent la chaleur sur toute la surface.

Un radiateur ne peut pas fonctionner correctement sans système de ventilation forcée, de sorte que des ventilateurs sont installés à sa surface pour générer un courant d'air perpendiculaire aux ailettes qui collectent la chaleur par convection. Essentiellement, deux échanges de convection eau-métal-air sont impliqués dans un radiateur.

Les radiateurs utilisés dans les systèmes de refroidissement liquide pour PC sont presque toujours de taille standard, avec une largeur de 120 ou 140 mm et des longueurs différentes selon le nombre de ventilateurs que nous allons installer. Il peut s'agir de 120, 140, 240, 280, 360 ou 420 mm pour 1, 2 ou 3 ventilateurs de 120 mm ou 140 mm. De même, les tout-en-un ont une épaisseur standard de 25 à 27 mm, tandis que dans les systèmes personnalisés, nous avons des blocs qui dépassent même 60 mm pour les configurations extrêmes.

Les fans

Les ventilateurs sont chargés de fournir le courant d'air nécessaire pour refroidir le fluide qui traverse le radiateur. Pour eux, nous avons déjà un article où nous expliquons de manière très détaillée comment cela fonctionne. Ici, nous devons rester avec ses dimensions, puisque nous trouvons celles de 140 mm et celles de 120 mm.

Selon la capacité de notre châssis et du radiateur, nous monterons l'un ou l'autre. Bien sûr, tous les systèmes AIO incluent déjà ceux nécessaires, mais nous pouvons toujours faire une configuration supplémentaire appelée Push and Pull. Cela consiste à placer des ventilateurs des deux côtés du radiateur, certains pousseront l'air vers lui, et les autres le collecteront et l'expulseront plus rapidement. Il ne double pas vraiment le débit, bien que cela puisse valoir la peine pour les radiateurs épais.

Tubes

La partie importante d'un système de refroidissement liquide sera les tubes, comment pourrions-nous faire passer le fluide d'un endroit à un autre sans eux? Les tubes, comme les autres composants, ont généralement une section standard de 10 mm (3/8 pouce) ou 13 mm (1/2 pouce) pour les tubes flexibles et de 10 ou 14 mm pour les tubes rigides.

Dans le cas des systèmes AIO, nous ne devons pas trop nous en préoccuper, car ils mesurent entre 40 et 70 cm de long et sont entièrement assemblés dans le système. Celles - ci sont presque toujours en caoutchouc et recouvertes de textile ou de nylon pour les renforcer. Cela leur permettra d'être manipulés en toute sécurité sans se plier ni se fendre.

Quelque chose de différent sont ceux des systèmes personnalisés, car pour commencer, nous devrons les acheter séparément et avec la section intérieure et extérieure compatible avec le reste des éléments de jonction. Nous avons d'une part les tubes flexibles, qui sont généralement en chlorure de polyvinyle (PVC). Si l'avantage est qu'ils sont flexibles et faciles à installer, car ils s'adaptent assez bien à la situation du matériel, bien que méfiez-vous, car ils se plient très facilement. D'autre part, nous avons des tubes rigides également construits en PVC ou en polyméthacrylate de méthyle, un composé thermoplastique que nous devrons chauffer pour lui donner la bonne forme. Avec ce dernier, le résultat des assemblées est spectaculaire.

Raccords et éléments de connexion

Enfin et surtout, nous avons les éléments de jonction qui ne sont utilisés que pour les systèmes personnalisés. Les AIO sont déjà livrés avec tout installé, et les joints sont généralement réalisés par pression ou avec des manchons qui ne peuvent pas être retirés.

Au lieu de cela, pour monter l'autre système, nous aurons besoin de raccords ou d' unions sous forme de coudes, de manches ou de séparateurs pour joindre les morceaux de had. Ces éléments de jonction sont normalement en laiton, un alliage de cuivre et de zinc résistant à l'eau et une bonne résistance à la corrosion. On peut également les trouver directement en aluminium ou en cuivre, et s'ils sont d'une qualité extrême, en acier inoxydable.

Système d'éclairage RGB

Et bien sûr, dans un système de refroidissement liquide, la présence d' éclairage RVB doit être une priorité, car il s'agit de notre PC étant spectaculaire. En fait, de plus en plus de systèmes incluent des ventilateurs RVB et également des LED sur le bloc de pompe. Et ne parlons pas de ceux personnalisés, par exemple le Corsair Hydro X, qui a du RVB dans tous ses blocs de refroidissement, dans le réservoir et dans les ventilateurs.

La plupart sont directement gérables par logiciel, ou sont autrement compatibles avec les technologies d'éclairage de la carte mère, par exemple Asus AURA Sync, MSI Mystic Light, Gigabyte RGB Fusion ou ASRock Polychrome.

Installation d'un refroidissement liquide

Dans le cas de ces systèmes, la décision n'est pas aussi simple que celle des puits d'air, car davantage de facteurs influencent le type de douille auquel ils sont destinés. Dans tous les cas, les étapes à suivre sont différentes s'il s'agit d'un AIO ou d'un système personnalisé.

AIO

En tout-en-un, la tâche sera assez simple, car le système est livré entièrement assemblé en usine et nous n'avons qu'à assurer la compatibilité avec le lieu auquel il est destiné. Ce sont les facteurs à considérer:

• Socket CPU: Nous avons évidemment besoin d'un bloc compatible avec notre équipement, bien que pratiquement tous offrent la gamme complète de support, pour AMD et Intel. Seuls les Threadrippers sont généralement exclus des systèmes moins chers, si nous en avons un, nous devons nous conformer à ses spécifications. Compatibilité du châssis: En ayant un dissipateur thermique, nous avons besoin de suffisamment d'espace sur le châssis pour le mettre. Ici, il est important de voir s'il prend en charge un tel montage. Ce qui doit normalement être 240 ou 360 mm avec une épaisseur minimale de 50 mm étant ventilateur + radiateur

Et la vérité est que peu plus, si quelque chose, pour voir si notre carte a des en-têtes d'éclairage pour connecter les ventilateurs.

Réfrigération sur mesure

C'est déjà une autre affaire, car nous devons assembler complètement le système. Concernant ce qui précède pour les AIO, nous sommes exactement dans les mêmes conditions, bien que bien sûr, nous devons veiller à la compatibilité avec les autres composants. Il existe des blocs froids pour différents GPU, par exemple, Nvidia RTX, GTX, etc. et l'un de ces systèmes d'assurance que nous allons mettre en place également dans le nôtre. Il sera très important de savoir si le système en question possède des blocs compatibles avec notre GPU. Pour les modèles de référence, ils sont presque toujours disponibles, mais pour les cartes graphiques assemblées par les marques c'est plus compliqué.

Un autre facteur important sera le choix du châssis, car tous ne permettent pas l'installation de réservoirs de pompage. De même, les tubes flexibles sont plus faciles à installer et plus polyvalents, mais les tubes rigides donnent un aspect spectaculaire.

Enfin, nous devons étudier la façon dont nous allons concevoir le circuit, et il existe plusieurs façons qui peuvent être considérées comme standard:

Pompage d'eau froide:

Personnellement, c'est celui que nous aimons le plus. Le schéma de circuit à utiliser sera Pompe -> Bloc CPU + GPU -> Radiateur -> Réservoir -> Pompe. De cette façon, l'eau atteint le réservoir aussi froid que possible après avoir traversé le radiateur pour l'empêcher de s'embuer s'il est transparent et RVB. De plus, il traverse les blocs avec une pression plus élevée donc son efficacité sera meilleure.

Pompage d'eau chaude:

Ce système a une pompe -> radiateur -> CPU + bloc GPU -> réservoir -> boucle de pompe. La bonne chose à ce sujet est qu'une partie de la chaleur est dissipative dans le réservoir lui-même, mais la mauvaise chose est que lors du passage dans le circuit de radiateur, il perd de la pression. De plus, la chaleur embue le réservoir et s'il s'agit de températures élevées, nous pourrions avoir des ennuis.

Système à deux étages:

Dans cette configuration, nous introduisons un deuxième radiateur dans le circuit, quelle que soit la configuration choisie. Celui-ci peut être placé entre les blocs CPU et GPU, ou être consécutif au premier radiateur.

L'entretien

Ces systèmes nécessitent en principe la même maintenance que les autres composants. Bien qu'un facteur important soit ajouté tel que le liquide, qui use inévitablement AIO ou Custom.

Dans le premier cas, il s'agit d'un système totalement fermé, donc en principe il devrait rester inchangé, mais dans certains systèmes, il peut être nécessaire de le remplir après quelques années, 1, 2 ou 3. Nous le remarquerons en raison d'une augmentation des températures dans le composants à refroidir ou bruit dans la pompe.

Dans les systèmes personnalisés, le fluide doit être changé plus fréquemment, 1 ou 2 ans.

Avantages et inconvénients des systèmes de refroidissement liquide

Pour finir, voyons quels sont les avantages et les inconvénients que ces systèmes de refroidissement nous offrent par rapport aux éviers à air traditionnels.

Avantage:

• Système plus efficace pour refroidir les composants.Orienté aux configurations avec capacité d'overclocking et aux composants haute performance.Plus ordonné et avec moins d'espace occupé sur la carte.En ayant les ventilateurs hors de la carte, les composants deviennent moins sales.Il est possible de refroidir non seulement le CPU, mais aussi GPU et même disques durs, VRM et RAM si la carte est compatible Installation facile pour les AIOMs Meilleure esthétique et capacité de personnalisation Entièrement adaptable aux besoins des utilisateurs

Inconvénients:

• Ils sont plus chers que les dissipateurs thermiques Nous avons besoin d'un châssis compatible L'introduction de liquide active le risque de fuites

Conclusion et guide du meilleur refroidissement liquide

Nous pensons que nous n'avons rien laissé de côté en la matière, puisque nous avons vu en profondeur tous les éléments qui composent les systèmes de réfrigération, ainsi que leurs fondamentaux de fonctionnement. Nous vous laissons maintenant notre guide des meilleurs liquides que nous pouvons trouver sur le marché.

Guide des meilleurs dissipateurs thermiques, ventilateurs et refroidissement liquide pour PC

Avez-vous déjà utilisé la réfrigération liquide? Pensez-vous que cela en vaut la peine? AIO ou personnalisé?