Speciál: Voda či vzduch - chlazení PC

Voda či vzduch. To je dnes možná stále aktuálnější téma ohledně výběru ze dvou živlů, kterými lze efektivně chladit komponenty nejen počítačových sestav. Je opravdu vodní chlazení mnohem efektivnější než vzduchové? Inu - není chladič jako chladič a i kapalinové systémy jsou rozdílné.

Co se vody týče, nejsnazší cestou je instalace All-in-One setu, který zkrátka stačí jednoduše nainstalovat do bedny a přimontovat ke zdroji tepla. Potom tady ale máme i mnohem sofistikovanější řešení - skládání vlastního "custom" chladícího systému z hadic, trubic a jednotlivých potřebných komponent či jejich setů. Pojďme si tedy říct, jak vybírat - kdy má vodní chlazení smysl zvažovat, jaké jsou jeho výhody a nevýhody a kdy se naopak zcela bez problémů obejdete se vzduchovým ventilátorem. Předem chci upozornit, že tento článek má sloužit především pro představení rozdílů začátečníkům.

Vzduchové chladiče

Stále platí, že nejběžnějším typem chladičů jsou ty vzduchové. Předjímám, že se v našem seriálu budeme věnovat především chlazení srdce počítače - tedy procesoru. Analogicky se ale většina z poznatků dá aplikovat i na grafické karty. K valné většině (výjimky potvrzují pravidlo) procesorů dnes dostanete základní vzduchový chladič i přímo v balení.

Ve prospěch nákupu lepších modelů potom hovoří dnes už i cena, neboť i chladiče, které jsou dostatečně a spolehlivě schopny uchladit naprostou většinu procesorů na velmi příznivé teploty, začínají na cenách v řádech stokorun. Neplánujete-li popohnání procesoru s otevřeným násobičem, tyto chladiče by většinu moderních procesorů měly udržet při běžných teplotách zcela bez problémů.

Typickým příkladem je třeba CoolerMaster Hyper TX3 EVO na obrázku výše. Teplo odvádí trubice (tzv. Heat Pipe) do hliníkového žebrování, které ochlazuje instalovaný ventilátor a teplý vzduch vyfukuje ideálně pryč z počítačové skříně.

Samozřejmě pak platí, že na výsledné teploty má velký vliv i konstrukce skříně a osazení dalšími ventilátory, které umožní korigovat tok horkého vzduchu tak, aby se dostával pryč co nejefektivněji.

Vodní chlazení - vlastní řešení

A jak je tomu u vodníků? Zásadním rozdílem je samozřejmě skutečnost, že teplo odvádí voda, která je v této činnosti mnohem efektivnější. Pojďme se nejdříve podívat na sestavy, které si uživatelé tvoří na míru dle svých preferencí a potřeb, nebo které případně skládají ze setů, které se prodávají jako kompletní skládačky. Systém vodního chlazení je sestaven z několika základních komponent, které jsou klíčové pro jeho fungování.

Set vodního chlazení od EKWB - pumpa s rezervoárem, malý radiátor a CPU blok namontovaný na základní desku

V prvé řadě je zde procesorový blok - tedy komponenta, která je umístěna přímo na zdroji zahřívání. Obvykle má uvnitř hrubou vyfrézovaný reliéf, který zlepšuje styčnou plochu s kapalinou a umožňuje tak efektivnější odvod tepla. 

Voda putuje pevnými trubicemi či poddajnějšími hadicemi dále do radiátoru, který funguje podobně jako žebrování na chladičích vzduchových - ofukují jej ventilátory, čímž je voda ochlazována. Radiátory jsou nabízeny v různých velikostech, přičemž platí, že na jejich efektivitu nemá vliv jen výška, ale také tloušťka. Ta ale u většiny základních řešení činí cca 26 - 28 mm.

Výška se potom odvíjí od množství osazovaných ventilátorů. Obvykle se na radiátor montují ty s rozměry 120 mm, a analogicky tedy najdeme radiátory s výškou 120 mm, 240 mm nebo 360 mm (výjimečně i větší). Existují i rozměrově větší řešení - osazované 140mm ventilátory (tedy provedení 140 mm, 280 mm nebo 420 mm). Vhodná velikost radiátoru závisí na množství komponent, které systém bude chladit. Názory jsou rozdílné, nicméně kupříkladu youtube JayzTwoCents, který se v oblasti vodní chlazení pohybuje dlouhodobě, uvádí, že běžné sestavy osazuje 120mm radiátorem na každou komponentu, která je ochlazována. Ovšem i v případě chlazení pouze samotného procesoru se často přistupuje alespoň k 240mm řešení, zvlášť tehdy, plánujete-li jej přetaktovat.

Samozřejmě dále nesmí chybět pumpa, která vše udržuje v koloběhu a nutí vodu proudit napříč systémem. Běžnou komponentou jsou také rezervoáry či expanzní nádoby, ve které se kapalina shromažďuje, můžete ji zde snadno doplnit či odvzdušnit.

Hadice, které mají obyčejně vnitřní průměr 10 mm a vnější 13 - 14 mm (nicméně můžete samozřejmě zvolit i jiné), jsou obvykle z polyuretanu, silikonu nebo třeba nylonu. Pevné trubice mohou být zpravidla vyrobeny z akrylátu (plexisklo) nebo PETG materiálu. Upevňují je tzv. fitinky - tedy spojovací díly, které drží vše dohromady a jsou povětšinou kovové.

Pozor na různé kovy

Důležité je dodržovat ideálně stejný kov na všech komponentech chladícího systému, se kterými přichází voda do kontaktu. Proč? Odpoveď zní "galvanická koroze". Většina komponent je dnes vyrobena z mědi, nicméně zejména v případě nákupů z čínských obchodů se často setkáte i s hliníkovými (či jinými). Koneckonců i etablovaný výrobce EK Water Blocks má ve svém portfoliu levnější sety, které jsou kompletně hliníkové (EK Fluid Gaming).

Galvanická koroze CPU bloku - Zdroj: Overclockers UK Forums

Problém vzniká, pokud se kovy v okruhu potkávají - jde totiž o elektrochemickou reakci svou kovů spojených elektrolytem. A právě kombinace mědi a hliníku může být pro systém smrtelná, protože v krajním případě může koroze součástky poškodit velmi vážně. Fotografií naprosto rozežraných bloků na internetu najdete plno. Rada je tedy jednoduchá - snažte se proto zachovat pouze jeden kov.

Vodní chlazení - All in One

Zdá-li se vám skládačka vlastního systému příliš obtížná, existuje mnohem snazší cesta, jak s vodním chlazením začít. Jednoduše si můžete pořídit hotové řešení, které zkrátka přišroubujete do skříně, nainstalujete na zdroj tepla a připojíte napájení. A vše funguje.

NZXT Kraken X52 - AiO vodní chlazení pro CPU

Ve své podstatě jsou v All-in-One systémech přítomny součástky se stejnou funkcí - pumpa, radiátor a CPU blok. Na trhu už existuje opravdu velký výběr z portfolia mnoha výrobců a často jde i o designově propracované kousky. Rozdíly oproti "custom" sestavám jsou zřejmé - především obecně spíše nižší cena, nemožnost vlastních modifikací smyčky, ale na druhé straně bezúdržbový provoz.

U těchto kompletů je běžné, že často dochází i ke zmíněnému míchání kovů - často totiž narazíte na kombinace levnějších hliníkových materiálů a měděných bloků pro procesor. Výrobci v tomto případě ale spoléhají na fakt, že se jedná o uzavřené okruh a do kapaliny přidávají antikorozní složky a další aditiva.

Životnost by tak měla být z principu poměrně dlouhá, nicméně i tak je potřeba počítat s tím, že například po pěti letech bezchybného provozu může být vodník značně "vyčerpaný".

Voda vs. vzduch

Obecně se nedá generalizovat, zda jsou vodní chladiče efektivnější než vzduchové - tedy především bavíme-li se o All-in-One řešení. Na jedné straně stojí předpoklad lepšího odvádění tepla prostřednictvím kapaliny, nicméně mnoho dostupných vzduchových chladičů nabídne výrazný výkon, který vodní chlazení dohání.

Ve prospěch vody hovoří především komfort relativně malých rozměrů bloků a pumpy, díky kterým lze efektivně komponenty chladit i v malých prostorech a teplo vyvádět přes radiátor ven za předpokladu, že je skříň uzpůsobena tomu, aby do ní byl usazen. Dále je to hlučnost - vodní chlazení by mělo být výrazně tišší. No a v neposlední řadě je to také design v kombinaci s dnešním trendem RGB podsvícení. Nevýhodou je ale obecně spíše vyšší cena a vždy existující riziko úniku kapaliny.

Náš recenzový speciál

V rámci tohoto tématu jsme si pro vás připravili několik recenzí All-in-One chladících systémů, které budou na našem webu postupně zveřejňovány. Podíváme se na novinku výrobce Corsair s označením Hydro Series H100i RGB PLATINUM 240mm, jeden z velmi oblíbených modelů značky NZXT - Kraken X52 240mm, dále Akasa Venom R20 Dual Radiator a chybět nebude ani CoolerMaster Masterliquid ML240R RGB.

Metodika testování teplot

Testování se bude skládat především z měření teplot konkrétního chlazení. Vytvořili jsme si ale umělý test, který je prováděn při pokojové teplotě na pracovní desce (tedy bez osazení do skříně). Srdcem sestavy je AMD Ryzen 1600X běžící na základním taktu 3,6 GHz a TDP 95W.

Testováno je maximální vytížení procesoru při 700 otáčkách ventilátorů za minutu po dobu 60 minut kvůli teplotní kapacitě vody. Následuje přetaktování procesoru při stejné zátěži na 4.0 GHz všech jader záměrně s mírně vyšším napětím 1,3875 V a běh po 30 minut. Poté probíhá také test maximálního chladícího výkonu - využití maximálních otáček ventilátorů.

Monitoring probíhá pomocí aplikace CPUID HWMonitor, stress test procesoru zajišťuje OCCT 4.5.1 a overclocking procesoru AMD Ryzen 1600X byl pro komfortnější přepínání profilů prováděn pomocí Ryzen Master.