Chłodzenie komputera wodą z akwarium


Po moim ostatnim wpisie Jaki komputer do testów strategii inwestycyjnej? wiele osób pytało o to, jak zbudowałem układ chłodzenia komputera wodą z akwarium. Wprawdzie nie jest to zwizane z tematyką tego bloga, ale jeśli komuś miałoby się przydać, to czemu tego nie opisać, zwłaszcza, że niewiele jest takich projektów.

Bestia

Bestia jest niepozorna – najtańsza pasująca do procesora płyta główna, oraz takowe pamięć i dysk ssd (wielkość i prędkość nieistotna, dla Amibrokera liczy się tylko moc procesora). Karta graficzna zbędna przy łączeniu się przez pulpit zdalny lub TeamViewer.

Niepozorna, ale bardzo szybko myśli (dzięki wcale nie najszybszemu procesorowi i7-7800X wykonuje analizy szybciej, niż na 5x droższym i9-7960X) – 4x szybciej od mojego dotychczasowego sprzętu. Teraz testy mojego systemu trwają nie dni, lecz godziny, co pozwala w jeden dzień poznać wyniki zmiany strategii na kilku rynkach.

Jak ten grzejnik spożytkować?

Bestia w stanie spoczynku zużywa 80W, ale rozjuszona – już 400W. Niby mniej od czajnika, więc nie paruje jej z nosa, ale jednak wystarczająco do ogrzania pokoju zimą. Tylko jak zrobić z niej grzejnik? Tradycyjne chłodzenie wiatraczkami, lub nawet chłodzenie wodne (też używa wiatraczków) jest bardzo głośne (nie do wytrzymania w nawet pokoju ogólnym, nie mówiąc już o sypialni). Druga wada to koszty energii, a te 2000zł rocznie by się przydało na wino chociażby 🙂 Szukając sposobu na ciche i efektywne chłodzenie natknąłem się na pomysły użycia komputera do ogrzewania akwarium tropikalnego. Akurat takiego, jakie stoi u mnie od wielu lat i stale zużywa ok 250W na ogrzewanie.

akwarium chłodzące komputer

Chłodzenie komputera wodą z akwarium

Zajmując się zawodowo automatyką w domach moich klientów, nie mogłem mieć zwykłego akwarium. Wszystkie elementy techniczne (poza oświetleniem) wstawiłem więc pod nie. A jest tego sporo – 120l sump (filtr), pojemniki i pompki nawożenia, butla z CO2 dla roślin, filtr UV wybijający pasożyty, filtr RO dla zmiękczania wody, oraz system automatycznej podmiany wody (codziennie ok. 30l kranówki wpada do akwarium, a podobna ilość wody starej wylewa się do kanalizacji).

Zobacz akwarium chlodzace komputer sprzet 600x377 - Chłodzenie komputera wodą z akwarium

Mając takie „zaplecze” już tylko krok dzielił mnie od pomysłu chłodzenia komputera bezpośrednio wodą akwariową, bez pośredników w postaci chłodnic, wentylatorków, rezerwuarów, sterowników przepływu itd. Wciąłem się więc w rurkę idącą z filtra do akwarium, by ta woda przechodziła najpierw przez blok chłodzący procesor i płytę główną (jej blok zasilania).

Zobacz ogrzewanie akwarium energia procesora 600x456 - Chłodzenie komputera wodą z akwarium

Komputer nie potrzebuje obudowy (płaska płyta główna jest podwieszona pod sufitem szafki akwarium), w gniazda na płycie włożone są pamięć i dysk ssd, wystaje tylko mała karta graficzna (choć po wstępnej konfiguracji jest zbędna, tak jak i monitor, gdyż dostęp jest przez pulpit zdalny). Jedyny zatem kabel wpięty w płytę to jej zasilanie. Zbędne są też wszelkie wentylatory – dzięki chłodzeniu wodą z akwarium i półpasywnemu zasilaczowi komputer jest bezgłośny.

Zobacz plyta komputera podwieszona pod akwarium 480x600 - Chłodzenie komputera wodą z akwarium

Co mogłoby pójść źle

Nie znalazłem nigdzie (w sensie Internetu polsko- i anglojęzycznego) przykładu chodzenia komputera bezpośrednio wodą z akwarium. Jedyny zbliżony to chłodzenie wielu komputerów w serwerowni wodą z basenu. Natomiast większość miejsc, gdzie pojawiał się choćby luźny pomysł na to, wskazywała same wady i zagrożenia. Czy nie da się ich wyeliminować?

„Woda spowoduje zardzewienie układu”
Płyn w układach chłodzenia komputerów zwykle nie jest wodą, lecz jej mieszanką z alkoholem, borygo, lub innymi składnikami pozwalającymi uniknąć korozji. Ale czy ktoś widział korozję na chromowanej albo niklowanej baterii umywalkowej? Należało zatem zastosować taki element, blok niklowany (który jako jedyny w komputerze ma kontakt z wodą) i po problemie rdzy. Plus upewnić się, że nie ma w akwarium innych metali (zwłaszcza aluminium, które gryzie się z miedzią, nawet poniklowaną).

„Woda z akwarium zagloni blok chłodzący”
W wodzie za filtrem, choćby była krystalicznie czysta mechanicznie, są glony. Nie widać ich, aż gdzieś nie osiądą i nie zbiorą się w skupisko. Mały blok chłodzący procesor zarosłyby w kilka miesięcy. Dlatego w płynie chłodzącym komputer są zwykle dodatki zabijające życie. W akwarium niedopuszczalne, ale od czego są filtry UV, które też zabijają życie, ale tylko to, jakie przez nie przepływa? Mając już taki filtr, mogłem zwyczajnie podłączyć rurkę pod jego odnogę i skierować taką „martwą” wodę do chłodzenia komputera (drugą odnogą z filtra płynęłaby woda mająca glony, trochę ich się w akwarium przydaje..).

„Procesor spowoduje zagotowanie akwarium”
Zależy od wielkości tegoż akwarium. U mnie miał podnosi temperaturę do 28st C (akurat tyle lubią paletki). A gdyby zdarzyło się więcej – świeża kranówka z systemu podmiany wody o temperaturze 10stC szybko sobie z tym poradzi. A gdyby komputer w stanie spoczynku nie dał wystarczająco dużo ciepła? Zostawiłem grzałkę z termostatem, jak będzie trzeba to się włączy i dogrzeje.

Co poszło jednak źle

Niestety, po kilku dniach okazało się, że w bloku chłodzącym procesor znajduje się kilka drobinek brudu. Zatem woda wychodząca z filtra nie jest jednak krystalicznie czysta. Po kilku miesiącach blok by się pewnie zapchał i stracił swoje właściwości chłodzące. Chłodzenie bezpośrednie wymagałoby zatem dodatkowego filtra na rurce przed blokiem procesora, ale to by zwiększyło opory i wymagało większej pompy. A i tak filtr czasem by coś przepuścił lub się zapchał.

Chłodzenie pośrednie

Chcąc niechcąc, uznałem swoją porażkę (może niesłusznie i trzeba było poprawić filtrowanie…) i teraz woda chłodząca procesor jest niezależna od akwariowej. Destylowana (z filtra RO), mająca swoją małą pompkę (11W) zatopioną w wodzie filtra (sump 120l), by nie było jej słychać, a ew. straty ciepła oddawała na ogrzewanie akwarium.

Za oddawanie ciepła z wody wychodzącej z bloku procesora odpowiadają dwie wężownice z nierdzewnej stali karbowanej używane zwykle do pędzenia bimbru 🙂 Skoro tam świetnie spełniają swoją chłodzącą rolę to czemu nie u mnie… Łączna długość rury, z jakiej są zrobione to 8m, a dzięki temu, że rura ma ścianki o grubości tylko 0,3mm, świetnie oddają ciepło.

Zobacz chlodnice procesora 477x600 - Chłodzenie komputera wodą z akwarium

Skuteczność chłodzenia

Komputer bez chłodzenia procesora wyłącza się po ok 20-30s. Zużywa wtedy 80W i zrozumiałym jest, że coś to ciepło powinno odbierać. Po włączeniu pompki obiegowej, praca komputera jest stabilna. Procesor osiąga w trakcie najcięższych testów temperaturę 80 st.C, ale przy codziennych obliczeniach dla których powstał już tylko 67 st.C powodując ogrzanie wody w akwarium do 26,3 st.C (co w porównaniu z temperatura powietrza w pokoju stanowi wzrost o 4,4 st.C). Komputer zużywa 213W. Aby uzyskać takie podgrzanie akwarium, wcześniej miałem na stałe włączoną grzałkę o mocy 200W, zatem taka moc jest odbierana z procesora i zamiast się marnować, jest oszczędzana (bo grzałka nie włącza się). Tylko 13W zatem „ucieka”, choć to też nie do końca prawda – nie ucieka, tylko ogrzewa powietrze, zimą ok, latem nie.

Ciekawostką jest skuteczność zastosowania pasty termoprzewodzącej – bez niej (ale z uruchomioną pompką obiegu wody) procesor podczas silnego obciążenia osiągał 105stC i zmniejszał automatycznie swą prędkość. Zastosowanie pasty spowodowało zejście temperatury do 60-70stC.


Chcesz wiedzieć więcej? Wejdź na stronę z Poradnikami.


5 komentarzy

  1. ; Lukasz pisze:

    Niezły pomysł. Ja poszedłem inną drogą i zbudowałem z używanych xeonów 16 rdzeniowych sprowadzonych z USA (po jednym na raz omija podatek celny w UK gdzie wtedy mieszkałem :)) dwuprocesorowe monstrum za ok 5000 zł dałem mu 32GB ramu (bo o dziwo do moich systemów więcej nie potrzeba). U mnie czas optymalizacji w porównaniu z cztero rdzeniowcem (po zastosowaniu paru optymalizacji w samym oprogramowaniu zszedł z planowanych 30 dni na 28 godzin).

  2. ; mati pisze:

    ja swoj kod mam w chmurze, wygodne rozwiazanie, moze i w przypadku Pana dzialanosci jest to jakas alternaytaw

  3. ; Mariusz Szepietowski pisze:

    Akurat z moim kodem nie mam problemów, poza okresem testowania nowych funkcji. Korzystałem z serwerów wirtualnych, ale wróciłem na komputer stojący na stałe w domu, jednak bardziej mi to odpowiada. Dostęp oczywiście przez TeamViewer, więc dostępny zewsząd.

  4. ; Tomas pisze:

    A na jakim systemie ten komputer lata?

  5. ; Mariusz Szepietowski pisze:

    Windows 10, choć pewnie inne też by działały 😉

Zostaw komentarz