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Guida al Raffreddamento: Watercooling

Componenti

Per scegliere i componenti in modo adeguato dobbiamo porci 2 semplici domande, quanto vogliamo spendere e cosa dobbiamo raffreddare. Qui entrano in gioco tutte le variabili del caso perchè dobbiamo calcolare gli spazi del nostro case/banchetto e cercare di creare un buon flusso d’aria. Passiamo quindi a scegliere i nostri componenti:

  • Waterblock CPU

  • Waterblock GPU

  • Waterblock Particolari

      * Waterblock RAM

      * Waterblock MOSFET

      * Waterblock HDD

      * Waterblock SSD

      * Waterblock PSU

  • Vaschetta e Pompa

      * Singole

      * Combo

      * Accessori

  • Radiatori e Ventole

  • Tubi e Raccordi

  • Liquido

Facciamo una piccola premessa spiegando esattamente cos’è un waterblock. Esso è un blocco, costruito in vari materiali ed avente diverse forme, che permette di “raccogliere” tutto il calore presente sul chip dove verrà montato e trasportalo nel resto dell’impianto per poi essere dissipato adeguatamente.

Waterblock CPU

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La parte più importante da dissipare e che raggiunge temperature più elevate è sicuramente la CPU, qundi avremo il nostro waterblock costituito da 2 parti smontabili dette BASE e TOP. La BASE è costruita in rame elettrolitico, altamente conduttivo, e deve essere a contatto con l’ihs il più possibile per garantire la migliore dissipazione e per aumentare tale dissipazione alcuni sono lappati a specchio, massimizzando il contatto WB-CPU. Il top invece può essere di vari materiali, quali nickel, rame, POM, plexiglass e presenta i 2 fori IN e OUT per indicare la “direzione” che dovrà avere il nostro circuito. Un tempo i waterblock erano costruiti con diversi tipi di lavorazione (a canaline, a pins, ecc) e con filettature diverse sui fori di ingresso e uscita, ora invece usano sistemi standard; sono solitamente costruiti con un sistema di micro canaline che passano vicino alla piastra alla base del waterblock, quindi vicino alla cpu, e i fori hanno tutti una filettatura G 1/4.

Marche consigliate: EK, Bitspower, XSPC, Alphacool, Heatkiller, Phobya

Waterblock GPU

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Altro componente che produce una buona quantità di calore, anche se non concentrata solo nel chip ma anche su memorie e VRM; a questo proposito troviamo appunto 2 tipi di waterblock: universali e fullcover. Come ci fanno intendere le parole i waterblock universali sono dei piccoli cubi che vanno a raffreddare il solo chip lasciando quindi il resto non dissipato (cosa non consigliata perchè specialmente i VRM raggiungono temperature molto elevate e servirebbero dei dissipatori passivi), quindi è meglio optare per dei waterblock fullcover, che appunto coprono tutta la scheda in questione evitandoci di dover dissipare ad aria il resto. Gli unici difetti dei fullcover sono che, se dobbiamo cambiare la nostra scheda, siamo costretti a cambiare anche il relativo waterblock e che non per tutte le schede escono waterblock fullcover, ma per il resto sono consigliati per l’ottima copertura e estetica che offrono.

Marche consigliate: EK, Bitspower, XSPC, Bitspower, Heatkiller

Waterblock Particolari

Su questi waterblock cercheremo di essere molto sintetici perchè sono usati più che altro per una funziona estetica per il semplice fatto che vengono usati su componenti che producono una quantità irrisoria di calore e che, a fronte del costo, non portano alcun beneficio effettivo al nostro sistema e vi accorgerete anche voi che alcuni di questi sono poco utili.

Waterblock RAM

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Questo è forse il più sensato tra i vari waterblock perchè se si vanno ad usare voltaggi estremamente elevati allora possiamo stare tranquilli. Esistono waterblock che coprono singoli blocchi di ram oppure più blocchi assieme ma la dissipazione effettiva è la medesima; essi infatti sono rivolti più che altro agli overclockers che vogliono guadagnare qualche punto extra in benchmark portando le ram al limite. Attualmente i moduli più comuni sono quelli di EK e Bitspower.

Waterblock MOSFET

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Altro waterblock che può essere utile agli overclockers che si spingono al limite. Esso va a sostituire la dissipazione passiva e va a raffreddare le fasi di alimentazione della scheda madre che, in seguito ad un overvolt sulla CPU dovuto ad un elevato overclock, risultano essere maggiormente stressate e quindi è buona norma raffreddarle il più possibile. Anche in questo caso ne esistono 2 tipi: 1 tipo va a coprire singolarmente chipset e MOSFET e l’altro li copre entrambi con un unico blocco (fullcover). EK, Bitspower e Koolance risultano i maggiori produttori.

Waterblock HDD

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Poco diffusi ma esistono anche i waterblock per HDD e sono anch’essi di 2 tipi. Un tipo è formato da 2 blocchi a forma di parallelepipedo che vanno a raffreddare i lati dell’hard disk, mentre il secondo è un simil fullcover e va a raffreddare completamente la piastra logica. Ne esistono anche alcuni che hanno la forma di cage 5.25 per raffreddare più HDD contemporaneamente.

Waterblock SSD

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Ad ogi esiste un solo waterblock per gli SSD ed è fabbricato da EK per la serie 750 di Intel, è un blocco fullcover simile a quello per le GPU.

Waterblock PSU

Per concludere troviamo anche un waterblock per il nostro PSU. L’unico produttore è attualmente Lunasio che ha costruito dei waterblock sulla base del Q-Tec 550 PFC. È stato progettato per fare in modo che il calore venga trasmesso dai dissipatori passivi dell’alimentatore ai waterblock che a loro volta lo trasmettono al liquido. La soluzione è efficace ma non al 100% in quanto i componenti da raffreddare sono numerosi e questo sistema non li raffredda completamente, quindi è consigliato usare anche una ventola, seppur a basso regime.

Vaschetta e Pompa

Cominciamo parlando della vaschetta, contenitore del nostro liquido che in base ai nostri gusti può essere di grandi, piccole, cilindriche, a bay da 5.25, combo con una pompa. Questo componente è quello che è più soggetto alla mera estetica e quindi la sceglieremo in base ai nostri gusti; oltre che abbellire il nostro case ha lo scopo di facilitare lo spurgo dell’aria e il riempimento del loop; ricordiamo che una vaschetta pìù grande non comporta prestazioni maggiori.

Singole

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Le vaschette singole che possono essere cilindriche o a bay da 5.25 (che ne occupano 1 o 2).

Le vaschette cilindriche sono costituite da un tubo in plexiglass più o meno lungo e da 2 tappi che si avvitano alle estremità, quello superiore con un foro per il riempimento e quello inferiore con un foro per l’in e uno per l’out. Alcune hanno anche un anticiclone che facilita ulteriormente lo spurgo e non crea vortici impedendo alla pompa di risucchiare l’aria che verrà spurgata.

Le vaschette a bay invece si posizionano nei bay da 5.25 del nostro case e possono occupare 1 o 2 slot, opsitare una o 2 pompe e avere un raccordo per l’in e un per l’out.

Combo

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Entrambi i tipi di vaschette possono essere combo, ovvero escono di fabbrica già con una pompa integrata e questo è conveniente perchè risparmiamo 2 raccordi e spazio per avere un loop più pulito e semplice.

Accessori

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Gli accessori sono più comuni per le vaschette cilindriche e sono svariati. Si possono cambiare i tappi, i cilindri di plexiglass, ma soprattutto si può cambiare il tappo inferiore con un TOP, ossia un blocco con un incavo per inserirci una pompa facendo diventare così la nostra vaschetta singola una combo senza collegarli con altri raccordi.

Pompa

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Discorso più ampio lo dobbiamo fare per le pompe, che anch’esse si dividono in varie categorie. La pompa è il vero e proprio cuore del nostro sistema, preleva il liquido in uscita dalla vaschetta facendolo circolare attraverso waterblock e radiatori per poi ritornare nella stessa. Un tempo venivano usate pompe da acquario alimentate a 220V ma attualmente vengono usate pompe a 12V (più comuni, alimentate con un molex) e a 24V, che vanno pilotate con specifici controller.

Ipotizzando quindi di usare una normale pompa a 12V (a meno di avere sistemi veramente importanti e con molti waterblock/radiatori) dobbiamo tenere conto di portata e prevalenza, e questi valori saranno determinanti per il nostro impianto. Dobbiamo tenere conto inoltre che questi tipi di pompe non aspirano il liquido ma semplicemente lo spostano solo quando è al loro interno, quindi è molto importante che la pompa sia collocata nel punto più basso del case e sempre sotto la vaschetta, perchè solo pochi secondi senza liquido la brucerebbero irrimediabilmente.

La portata è la quantità di fluido che attraversa una sezione di area A in un’unità di tempo, misurata in litri all’ora (l/h). Questo è un valore ideale perchè è calcolato ipotizzando un fluido che viaggia in linea rette e senza ostacoli, mentre nel nostro impianto avremmo dislivelli, curve, ecc quindi il valore più importante sarà il seguente.

La prevalenza è il dislivello massimo che la pompa può complessivamente far superare all’acqua, misurata in metri. Questo valore è molto importante perchè indica la forza bruta della nostra pompa attraverso tutto il nostro impianto, quindi più alto sarà questo valore, maggiore sarà la spinta e anche il flow rate, ovvero il flusso che scorre nel nostro impianto (possiamo monitorarlo aggiungendo un flussimetro in qualunque punto del nostro impianto).

Per quanto riguarda quale pompa scegliere ci troviamo di fronte a 2 grandi scelte: DDC o D5, modelli con valori ottimali ma leggermente differenti e andranno scelte in base al nostro impianto. Tutti i modelli reperibili online sono identici e semplicemente rimarchiati dalle varie marche quali EK, Alphacool, XSPC, Aquacomputer, Laing, Koolance, Phobya, Swiftech ed alcune hanno in e out utilizzabili in modi non proprio semplici ed altre non li hanno proprio, a questo proposito infatti ci sono dei TOP aftermarket per semplificare i collegamenti e migliorare leggermente le prestazioni, oltre ad abbellire le pompe.

Per impianti ben più grandi (3-way, 3-4 radiatori o un solo radiatore 1080) possiamo mettere 2 pompe in serie, una dopo l’altra, oppure utilizzare una Sanso, una pompa industriale con valori ben più alti delle precedenti citate (al pari di 2 D5 in serie), ma abbastanza rumorosa, anche se è un problema risolvibile con dei gommini antivibrazione.

Radiatori e Ventole

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Andiamo ora a trattare la parte dove il calore verrà scambiato con l’ambiente esterno, il radiatore. Esso è composto da una serpentina di canaline dove passa il liquido e ricoperta da alette per aumentare la dissipazione del calore, che sarà maggiore utilizzando delle ventole. All’interno del radiatore il liquido va a riscaldare la superficie lamellare cedendo ad essa l’energia termica accumulata e le ventole, immettendo l’aria tra le lamelle, vanno a raffreddarle permettendo la cessione del calore all’esterno; il liquido però circola in modo diverso in base alla costruzione del radiatore. I più comuni sono i radiatori U-flow (o dual-pass) dove il liquido entra e riempie le prime 6 canaline e poi nelle altre 6 parallele tornando indietro, e in questo modo il liquido resta più tempo nel radiatore aumentando la quantità di calore dissipabile, anche se il liquido scorrerà più lento. Il caso opposto lo abbiamo con i radiatori X-flow (o single-pass) dove il liquido entra direttamente in tutte e 12 le canaline, e in questo modo il liquido scorrerà più velocemente nel radiatore, a discapito però della dissipazione che sarà minore (si parla comunque di pochi gradi).

Per scegliere i/il radiatore/i per il nostro impianto dobbiamo valutare diversi fattori (oltre a quello sopra citato):

-Materiale: possono essere completamente di rame (ottimi e consigliati per la totale dissipazione), con le celle in rame e il corpo alettato in alluminio (i più comuni, ottimi anche questi) e interamente in alluminio (sconsigliati per la dissipazione inferiore e i residui che lasciano nell’impianto).

-Dimensione: da decidere in base al case e al giro che deve fare il nostro loop.

-FPI (Fins Per Inch): la densità lamellare che andrà ad influire in base alle ventole. Più basso è questo valore, maggiore sarà la predisposizione per il radiatore per lavorare con ventole a bassi regimi, viceversa il radiatore lavorerà meglio con ventole ad alti RPM.

-Spessore: questo valore è collegato agli FPI, infatti solitamente i radiatori SLIM (30mm) vista la scarsa superficie radiante devono lavorare con ventole con maggiori CFM, mentre i raditori MEDIUM (45mm), FAT (60mm) e MONSTA (80mm) offrono un’ampia superficie e di conseguenza la possibilità di montare ventole con bassi CFM a parità di watt da dissipare.

-Ventole: In base a quanti watt può dissipare un radiatore dobbiamo decidere se metterne 1, 2 o più e la dimensione da scegliere. Si classificano usando la dimensione delle ventole da 120, 140 e 200; un radiatore che può ospitare 3 ventole da 120 verrà detto 360, uno che ne può ospitare 3 da 140 420 e così via.

Ventole

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Le ventole, che andranno montate sul radiatore, serviranno a dissipare il calore generato da quest’ultimo, consentendo quindi lo scambio con l’esterno. È importante guardare il solito valore degli RPM (Rotation Per Minute) ma lo è ancora di più il valore del CFM (Cubic Feet Per Minute), il piede cubico per minuto, ovvero quanti piedi cubi d’aria attraversano un punto fisso in un minuto; grossolanamente ci indica il flusso che una determinata ventola riesce a generare, e di conseguenza la quantità di aria che sposta. La scelta delle ventole è comunque molto soggettiva in base all’estetica e alla quantità di rumore che ci prefissiamo di poter sopportare; ricordiamo anche che le ventole vanno scelte in base all’acquisto del/dei radiatore/i perchè un elevato CFM indica una ventola abbastanza rumorosa, che andrà abbinata con radiatori poco spessi, viceversa una ventola con un basso CFM sarà più adatta ad un radiatore spesso, garantendo un loop più silenzioso.

Come detto sopra quindi valutiamo assieme RPM, CFM, estetica e dimensione in base al radiatore e al nostro orecchio. Le ventole più comuni con un ottimo rapporto tra queste 4 variabili sono principalmente 3:

-Noctua Industrial IPPC: Noctua è una garanzia assoluta in fatto di ventole e con le industrial lo ha confermato ancora una volta. Ventole perfette sotto tutti gli aspetti e disponibili in diversi tagli (120 e 140, 12V e 24V, 2000 RPM e 3000 RPM) e migliorate sull’unica grande pecca di Noctua, ovvero quel terribile color panna, sostituito da un nero molto più sobrio. Inoltre i gommini antivibrazione possono essere sostituiti da altri di colori diveri, i Chromax, altra ottima soluzione dalla casa austrica.

-Thermaltake Riing: meno prestanti delle Noctua Industrial ma bilanciatissime e esteticamente superiori per la presenza di led (disponibli anche in versione RGB), consigliate per chi cerca un buon compromesso.

-Schyte Ultra Kaze: ventole di un anonimo colore nero ma spaventosamente potenti e relativamente economiche, con l’unica pecca di essere abbastanza rumorose, disponibili anch’esse in vari tagli.

Tubi e Raccordi

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Ora dobbiamo scegliere con quali tubi collegare i nostri waterblock e radiatori, quindi dobbiamo orientarci su tubi morbidi o tubi rigidi. Entrambi hanno i loro pro e contro e danno un effetto visivo diverso al nostro loop in base alle curve che decidiamo di apportare.

I tubi morbidi sono principalmente in PVC (alcuni anche in neoprene) e sono classificati rispettivamente in base al loro diametro interno ed esterno, indicate in millimetri; la misura più comune è 10-13, ma ne esistono diverse oltre a questa: 8-10, 8-11, 10-16, 11-16, 13-16, 13-19. Bisogna dire che più il diametro interno del tubo è ampio meno sarà restrittivo, ma la differenza di prestazioni è minima; quello che cambia veramente è il fatto che, più il diametro esterno è grande maggiore sarà la rigidità del tubo e quindi esso sarà soggetto minormente alle cosiddette strozzature nelle curve.

PRO:

-Disponibili in molte misure e colori.

-Facilità nel montaggio e nello smontaggio.

-Versatili per l’ampia tipologia di raccordi utilizzabili.

-Economici.

CONTRO:

-Esteticamente non bellisimi perchè, non essendo rigidi, creano delle lunghe “pance” che non a tutti possono piacere.

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I tubi rigidi sono esattamente l’opposto, costruiti in acrilico o PETG e sono estremamente resistenti. Anch’essi sono disponibili in diverse misure, dove la più utilizzata è 10-12, e le altre sono: 10-13, 10-14, 12-16. Andiamo ora ad elencare i loro pro e contro.

PRO:

-Molto più belli per via del materiale e della trasparenza.

-Curve e loop molto più puliti e “gestibili” dall’utente.

-Personalizzazione elevata.

CONTRO:

-Rapporto costo/metratura elevato.

-Difficoltà nella lavorazione, specialmente se alle prime armi.

-Elevato costo di raccordi particolari.

-Tubi in acrilico sconvenienti perchè difficilmente lavorabili, molto meglio in PETG.

Una piccola menzione per i rigidi va fatta perchè, per poterli lavorare al meglio, necessitano dei giusti attrezzi quali: pistola termica per scaldare e piegare, seghetto per tagliare, kit Monsoon per curvarli con un’angolatura perfetta e prendere le misure sulla lunghezza, perchè se si sfora di pochi centimetri il tubo è da buttare, per questo è sconveniente nel rapporto costo/metratura.

Raccordi

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I raccordi, come si evince dal nome, servono a collegare i nostri componenti tra di loro andando finalmente a chiudere il nostro loop. Essi vanno scelti in base alle varie curve che andremo ad effettuare e alla dimensione dei tubi. Le misure che dobbiamo guardare sono 2, il passo del filetto del raccordo, ovvero la parte che andrà avvitata a uno dei componenti, e il portatubo, ovvero la parte devo andrà collegato il tubo. La prima è diventata ormai uno standard ed ha passo G 1/4 (espresso in pollici), infatti le altre misure sono andate via via in disuso quindi non potete sbagliare, mentre la seconda misura dovrà essere scelta in base alla dimensione del tubo. I raccordi più usati sono quelli a compressione, che nella parte del portatubo hanno una ghiera che si avvita sulla filettatura del raccordo, serrando così il tubo per evitare che si sfili, mentre un tempo venivano usati raccordi senza ghiera, quindi con un semplice portatubo dove il tubo di innestava e per metterlo più in sicurezza si poteva usare una comune fascetta da elettricista.

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Utilizzando questi raccordi un loop semplice e pulito, ma volendo possiamo anche sbizzarrirci con curve particolari utilizzando molti altri tipi di raccordi. Troviamo raccordi a 45°C o 90°C per direzionare le curve, raccordi a Y o T per dividere le connessioni e aggiungere altri oggetti come ad esempio un flussimetro per controllare il flusso del liquido, una valvola per lo sfiato per spurgare l’aria e tanto altro, un rubinetto che drena il liquido per svuotare il loop, dei nipple (raccordi filettati g 1/4 da entrambe le parti) per collegare, ad esempio, 2 componenti vicini tra loro senza usare uno spezzone di tubo, prolunghe e molto altro ancora.

Liquido

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Ci avviciniamo alla fine dei nostri componenti e non potevamo tralasciare il liquido con il quale andremo a riempire il nostro loop. Il liquido più comune è anche quello più economico, ovvero acqua distillata (o per maggiore sicurezza bi/tridistillata) che è già trattata e più pura di quella che esce dal rubinetto di casa; se vogliamo avere una sicurezza ancora maggiore, ma dai test in rete si è notato che è già abbastanza pura per non creare residui, si possono mettere poche gocce di biocida per prevenire la formazione di alghe. Esistono poi anche liquidi più cari e già colorati offerti da varie ditte come Mayhems che hanno un impatto migliore sul nostro loop ma alla lunga tendono a sporcare i nostri componenti, infatti è maggiormente usato nelle esposizioni e non per un uso daily, a meno di ripulire il nostro impianto ogni tanto in modo da controllare lo stato dei nostri componenti. Esistono anche additivi per colorare il loop ma li sconsigliamo in quanto tendono a sporcare ed incrostare maggiormente rispetto a liquidi premiscelati che sono già trattati.

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