液体冷却-あなたが知る必要があるすべて

液体冷却システムは、ゲーマー愛好家だけでなく、熟練していないユーザーや改造のファンにとってもますます重要になってきています。 ヒートシンクより装飾的であると見なされていますが 、これらは一般にヒートシンクよりもはるかに優れた冷却システムです。

この記事では、このPCコンポーネントについて知っておく必要があるすべてのことを説明します。 たぶん、強力なコンピュータを持っている場合に備えて、優れた利点があることを納得させます。

液体冷却とは何ですか？

私たちは皆、私たちのCPUクーラー、つまり上部にファンが付いたアルミニウムブロックを知っているか、見たことがあります。 このように、液体冷却システムは、プロセッサからだけでなく、グラフィックカード、RAM、VRMなどの他のハードウェアからも熱を取り除く働きをします 。

ちなみに、動作基盤はエアシンクとはかなり異なります。 これらのシステムは、蒸留水または使用可能なその他の液体の閉回路で構成されています。 この液体は、 ポンプまたはポンプが装備されたタンクのおかげで連続的に動き続け、冷却するハードウェアに設置されたさまざまなブロックを通過します。 次に、高温の液体は、 ファンを備えた、本質的にラジエーター形状のヒートシンクである多かれ少なかれ大きなものを通過します。 このようにして、液体は再び冷却され、装置が稼働している間、サイクルが無期限に繰り返されます 。

ヒートシンクと同じように、液体冷却システムは熱力学の2つの原理と、流体力学の3番目の原理に依存しています。

• 伝導 ：伝導とは、 高温の固体が熱を、接触している低温の固体に伝える現象です。 これは、冷却ブロックまたはコールドブロックとCPUの間で発生します。プロセッサのIHSは熱をブロックに伝え、そこから流体が通過して冷却されます。 対流 ：対流は、流体、水、空気、または蒸気でのみ発生する熱伝達の別の現象です 。 この場合、回路内を移動する水には対流が作用します。 一方では、CPUブロックが流体に熱を伝達して温度を上げ、他方では、ラジエーターがファンによって生成された気流に浸されたチャネルとフィンを通してこの熱を取り除きます。 層流 ：流体には、 層流と乱流の 2種類の移動形態があります。 この場合、流れは層流で 、より規則正しく、対流によってより多くの熱を吸収できることが常に意図されています。

測定と大きさ

操作の基本が終わったら、液体冷却のコンポーネントについて知っておくべき大きさを知っておくと便利です。 ファンやヒートシンクと同様に、良いコンポーネントは多かれ少なかれ存在します。

• 騒音 ：ポンプはモーターを備えた要素であるため、運転時にも騒音が発生します。 dBAで測定されます。 RPM ：ファンのように、ポンプは毎分一定の回転数を持ちます。 さらに、それらは常にPWMまたはアナログ制御を備えています。 流量 ：流体の流量はL / h（リットル/時）で測定されます。これが高いほど、システムの冷却能力が高くなります。 圧力 ：圧力は、液体がチューブの壁と散逸コンポーネントに及ぼす力です。 それはバー（バー）で測定されます。 ポンプの高さ ：カスタムシステムでは、ポンプの重要なパラメーターは、流体をポンプで排出できる最大の高さです。 このようにして、システムをマウントし、液体が最も高い領域に到達することを確認できます。 ラジエーターの面積と形式 ： ラジエーターの冷却能力は、ラジエーターがカバーする最大面積によって決まります（厚さ、長さ、幅の両方）。 それはm ²で測定され、もちろん、より良い、より良いです。 伝導率 ：すべてのコンポーネントは、流体であってもブロックであっても、熱的接続性があります。これは、抵抗なしに熱を伝達する能力です。 これは、W / m * K（ケルビンメートルあたりのワット数）で測定されます。 アイデアは、この導電率が各要素で可能な限り高いということです。 ファンの一般的なパラメーター ： ファンの一般的なパラメーターの中で、mmH2Oで測定された静圧とFCMで測定された気流があります。 私たちはファンの記事にこのすべての情報を持っています：あなたが知る必要があるすべて。

液冷タイプ

市場では、主に2種類の液体冷却 、オールインワンシステム、およびカスタムシステムを見つけることができます。

オールインワンシステムまたはAIOシステムは、基本的に、製造元によって完全に組み立てられ、インストールと操作に必要なすべてのものを備えた回路です 。 一般的に、これらは、以下に示すものよりもはるかに安価ですが、統合されたポンプ、ラジエーターとそのチューブが固定された単一のブロック、およびすでに導入されている流体のおかげで、プロセッサーを冷却できるだけです。

液体冷凍の2番目のタイプは、 パーソナライズされたまたはカスタムです 。廃棄することにより、1つずつ組み立てる必要があることがわかります。 それらでは、コンポーネントはすべて個別に、注文した数量で提供されます。 たとえば、3メートルのチューブ、2つのコールドブロック、1つのタンク、2つのラジエーターなど。 このようにして、回路はシャーシに完全に適合し、冷却したいコンポーネントと適切と思われる設計になっています。 これらのカスタムシステムは、VRM RAMメモリやハードドライブを冷却するためのブロックを備えています 。

液冷という液体冷却の3番目の方法がまだあります。 ここで行われていることは、 すべての電子コンポーネント を 電気を通さ ない流体で容器の中に浸す ことです。 これらの流体は一般的にオイルであり、導電性はありません。 それらでは、ポンプシステムが液体の移動を維持するため、対流がより効果的です。

液体冷却のコンポーネント

液体冷却に関係するさまざまなコンポーネントを詳しく見てみましょう。 一般的に、すべてのシステムは同じコンポーネントに基づいていますが、特定のバリアントまたはそれらの一部が見られる場合があります。

クーラント液

冷却液は、コンポーネントからラジエーターに熱エネルギーを運ぶ役割を果たします 。 通常は、乱流を避けるために、伝導率が良好で中程度の粘度の流体を使用する必要があります。 冷却液の最も有名なメーカーはMayhemsです。Mayhemsは 、カスタム冷凍用の幅広い液体を取り揃えていますが、Corsairなどの他のブランドにHydro Xを供給しています。

最も一般的に使用される流体は、通常、エチレングリコール 、または単にグリコールから得られます。 これはエチレンオキシドから作られる有機化合物なので、確かに有毒です。 水よりも粘度が高く、 無色で無臭です。そのため、通常、水と区別するために着色添加剤が添加されています。 この化合物は蒸留水またはその他のサプリメントと混合されて混合物を形成し、 沸点が197 ℃であるため、クーラント、自動車、またはこれらのシステムに最適です。

ただし、 オールインワンシステムでは、通常使用される流体は蒸留水または純水で、熱性能が良く、導電性がありません。

ポンプとタンク

電子コンポーネントからラジエーターに熱を運ぶことができない場合、ポンプは液体を回路全体に移動させる要素です 。 オールインワンシステムでは、 このポンプは通常 、回路を簡素化し、占有スペースを最適化するために、コールドブロックに直接配置されます。 これらのシステムでは、循環を悪化させる空気が内部にないようにシステムを十分にパージする必要があるため、流体の交換は少し複雑です。

一方、 カスタマイズされたシステムで は、ポンプを組み込んだタンクを使用してシステムをパージするこの問題が軽減されます 。 それが自動車の膨張タンクのようなものであるとしましょう。それは、周囲圧力で大量の流体を含み、そこから上下に落下し、ポンプがそれを再び動かします。 これにより、温度による流体の膨張による回路の圧力上昇も防止されます。

市場には基本的に、冷凍用の2種類のポンプがあります。D5とDDCで 、さまざまなバリエーションがあります。 D5ポンプは一般的に大型ですが、エンジンの回転システムはどちらも基本的に同じです。 軸が回転するベース上にあるモーター。モーターが巻線またはコイルによって強制的に回転させられ、独立したチャンバー内に配置されているため、濡れることはありません。

流体圧力は低くなりますが、D5が大きくなるほど、 流れが大きくなり、 音量が小さくなります。 これらのポンプは通常、カスタムシステムタンクで使用されます 。 対照的に、高圧で流体を移動させる、より小型でコンパクトなポンプを備えたDDC 。 DDCは通常 、コールドブロック上に構築されたオールインワンシステムに使用されます。

コールドブロック

コールドブロックまたは冷却プレートは、冷却される電子部品に直接取り付けられる要素です 。 これらのブロックは、非常に異なる形状やデザインを持つことができますが、それらが銅またはアルミニウムでできていることは一定です。 これらは最も広く使用されている2つの金属で、1つ目は導電率が372〜385 W / mKで、純度によって異なります。2つ目は237 W / mKです。 明らかに、導電率が高いほど、それはより良い選択になります。それは、 銅が製造するための銀とより高価な化合物に追い越されているだけなので、 銅が長さの最良の選択肢であることは明らかです。

これらのブロックには、CPUまたはGPUのIHSと接触する強固なベースがあり、内部では、多数のチャネルが液体を金属に通して熱を収集します。 オールインワンシステムのブロックはポンプを統合しているため、やや複雑です。 さらに、 一部には 、ベース自体から直接熱の一部を直接除去するためのフィンとファンが付いているため、ラジエーターが行う必要のある作業が軽減されます。

良い点は、Asus Maximus XI FormulaなどのマザーボードのVRMや、SSDまたはHDDストレージユニット用に、RAMメモリと互換性のあるユーザーブロックをメーカーが利用できるようにすることです。 可能性は計り知れません 。

サーマルペースト

しかし、もちろん、CPUとブロックの間には、熱伝達を改善するコンポーネントが必要です。 これがサーマルペーストになります。 その動作、アプリケーション、特性は通常のヒートシンクとまったく同じで、ブロックとCPU間の接触が改善されます 。

ラジエーター

ラジエーターまたは交換器は、液体を環境に輸送する熱を送る役割を担うコンポーネントです 。 その動作は他の車のラジエーターやエアコンとまったく同じです。それは常にアルミニウムで構築された大きな表面であり、熱湯がコイルの形で循環する多数のチャネルが提供され ます 。 次に、これらのチャネルは、表面全体に熱を分散する薄いアルミニウムフィンの非常に密度の高いシステムによって相互にリンクされます。

強制換気システムがないと、ラジエーターは適切に機能しません。そのため、ファンはその表面に取り付けられ、対流によって熱を収集するフィンに垂直な気流を生成します。 基本的に、2つの水-金属-空気の対流交換がラジエーターに関与しています。

PCの液体冷却システムで使用されるラジエーターはほとんどの場合、 標準サイズで、 幅は120または140 mmで 、取り付けるファンの数に応じて長さが異なります。 120、140、240、280、360 、 または420mmで 、1、2、または3つの120mmまたは140mmファンに対応します。 同様に、オールインワンの標準的な厚さは25〜27 mmですが、カスタムシステムでは、極端な構成のために60 mmを超えるブロックもあります。

ファン

ファンは、ラジエーターを流れる流体を冷却するために必要な気流を供給する役割を果たします。 彼らのために、私たちはすでにそれがどのように機能するかを非常に詳細な方法で説明する記事を持っています。 ここで、 140 mmのものと120 mmのものを見つけたので、そのままにしておく必要があります。

シャーシとラジエーターの容量に応じて、どちらか一方を取り付けます。 もちろん、すべてのAIOシステムにはすでに必要なシステムが含まれていますが、 PushおよびPullと呼ばれる追加の構成を行うこともできます。 これは、ラジエーターの両側にファンを配置することで構成され、一部はラジエーターに向かって空気を押し、他の人はそれを収集してより高速で排出します。 流量が実際に2倍になるわけではありませんが、厚いラジエーターの場合は実行する価値があります 。

チューブ

液体冷却システムの重要な部分はチューブになりますが、チューブがない場合、どのようにして流体をある場所から別の場所に移動できますか？ チューブは、他のコンポーネントと同様に、 通常、標準断面があり、フレキシブルチューブでは10 mm（3/8インチ）または13 mm（1/2インチ） 、リジッドチューブでは10または14 mmです。

AIOシステムの場合 、長さが40〜70 cmでシステムに完全に組み込まれているため、過度に心配する必要はありません。 これらはほとんど常にゴムで作られ、それらを補強するためにテキスタイルまたはナイロンメッシュで覆われています。 これにより、曲げたり分割したりせずに安全に取り扱うことができます。

異なる点は、カスタマイズされたシステムのものとは異なります。最初にそれらを個別に購入し、内部および外部セクションを残りの結合要素と互換性があるようにする必要があるためです。 一方には、通常ポリ塩化ビニル（PVC）でできているフレキシブルチューブがあります。 それらが非常に簡単に折りたたまれるので、注意しますが、ハードウェアの状況に非常によく適応するので、利点が柔軟でインストールが簡単なことです。 一方、 PVCまたはポリメチルメタクリレートで構築された硬質チューブもあります。これは、適切な形状にするために加熱する必要がある熱可塑性化合物です。 後者の場合、アセンブリの結果は壮観です。

継手と接続要素

最後に重要なことですが、カスタムシステムにのみ使用される結合要素があります。 AIOにはすでにすべてのものが取り付けられており、ジョイントは通常、圧力によって、または取り外せないスリーブによって作られています。

代わりに、他のシステムを取り付けるには、継手、または肘、袖、または仕切りの形のユニオンが必要でした。 これらの接合要素は通常、真鍮 、水に耐性があり耐食性に優れた銅と亜鉛の合金でできています。 アルミニウムや銅で直接見つけることもできます。極度の品質の場合はステンレス鋼で見つけることもできます。

RGB照明システム

そしてもちろん、液体冷却システムでは、 RGB照明の存在を優先する必要があります。 実際、 RGBファンとポンプブロック上のLEDを含むシステムはますます増えています。 そして、カスタムのもの、たとえば、すべての冷却ブロック、タンク、ファンにRGBを備えたCorsair Hydro Xについては話さないでください。

ほとんどはソフトウェアで直接管理できます 。または、 Asus AURA Sync、MSI Mystic Light、Gigabyte RGB Fusion、ASRock Polychromeなどのマザーボード照明テクノロジーと互換性があります。

液体冷却のインストール

これらのシステムの場合、対象となるソケットのタイプに影響を与える要因が増えるため、決定はエアシンクの決定ほど単純ではありません。 いずれの場合も、AIOでもカスタムシステムでも、実行する手順は異なります。

AIO

オールインワンでは、システムは工場から完全に組み立てられており、 対象とする場所との互換性を確認するだけでよいので、タスクは非常に簡単です 。 これらは考慮すべき要因です：

• CPUソケット ：明らかに、AMDとIntelのすべてのサポートを提供していますが、私たちの機器と互換性のあるブロックが必要です。 安価なシステムでは通常、Threadrippersのみが除外されます。これらのいずれかがある場合は、その仕様に注意する必要があります。 シャーシの互換性 ：ヒートシンクがあるため、シャーシを配置するのに十分なスペースがシャーシに必要です。 ここでは、そのような取り付けをサポートしているかどうかを確認することが重要です。 通常は240 mmまたは360 mmで、最小厚さ50 mmはファン+ラジエーターです。

そして真実は、私たちのボードにファンを接続するための照明ヘッダーがあるかどうかを確認するためのもう少しです。

カスタム冷凍

システムを完全に組み立てる必要があるため、これはすでに別の問題です。 前述のAIOに関しては、まったく同じ条件ですが、 他のコンポーネントとの互換性にも注意する必要があります 。 Nvidia RTX、GTXなど、さまざまなGPUのコールドブロックがあります。 これらの保険システムの1つは、私たちにも導入する予定です。 問題のシステムにGPUと互換性のあるブロックがあるかどうかを知ることは非常に重要です。 参照モデルの場合はほとんど常に利用できますが、ブランドが組み立てたグラフィックカードの場合はさらに複雑になります。

別の重要な要素は、シャーシの選択です 。これらのすべてがポンプタンクの設置を許可するわけではないためです。 同様に、フレキシブルチューブは取り付けが簡単で用途が広いのですが、リジッドチューブは見事な外観になります。

最後に、回路を設計する方法を検討する必要があります。標準と見なすことができるいくつかの方法があります。

冷水ポンプ：

個人的には一番好きなものです。 使用する回路スキームは、ポンプ-> CPU + GPUブロック->ラジエーター->タンク->ポンプです。 このようにして、水がラジエーターを通過した後、水がタンクに到達すると、水が透明でRGBの場合に曇ることを防ぎます。 さらに、それはより高い圧力でブロックを通過するので、その効果はより良くなります。

温水ポンプ：

このシステムには、ポンプ->ラジエーター-> CPU + GPUブロック->タンク->ポンプループがあります。 良い点は、熱の一部がタンク自体に散逸することですが、悪い点は、ラジエーター回路を通過するときに圧力を失うことです。 また、熱がタンクを曇らせ、高温になると問題が発生する可能性があります。

デュアルステージシステム：

この構成では、選択した構成に関係なく、回路に2つ目のラジエーターを導入します。 これは、CPUブロックとGPUブロックの間に配置するか、最初のラジエーターと連続させることができます。

メンテナンス

これらのシステムでは、原則として他のコンポーネントと同じメンテナンスが必要です。 液体などの重要な要素が追加されますが、必然的にAIOまたはカスタムのいずれかが摩耗します。

前者の場合、これは完全に閉鎖されたシステムであるため、原則として変更しないでおく必要がありますが、一部のシステムでは、1、2、または3年後に充填する必要がある場合があります。冷却するコンポーネントまたはポンプのノイズ。

カスタムシステムでは、流体をより頻繁に、1年または2年交換する必要があります 。

液体冷却システムの利点と欠点

最後に、これらの冷却システムが従来のエアシンクと比較してどのような長所と短所があるかを見てみましょう。

利点：

• コンポーネントを冷却するためのより効率的なシステム。オーバークロック能力と高性能コンポーネントを備えた構成に向けられています。より整頓されており、ボード上の占有スペースが少なくなっています。ファンをボードから外すことで、コンポーネントの汚れが少なくなります。CPUだけでなく、CPUも冷却することが可能です。ボードに互換性がある場合は、GPU、さらにはハードドライブ、VRM、RAM

短所：

• ヒートシンクよりも高価です互換性のあるシャーシが必要です液体を導入すると漏れのリスクが高まります

結論と最高の液体冷却へのガイド

冷凍システムを構成するすべての要素とそれらの動作の基礎を深く見てきたので、私たちはこの問題に関して何も取り残していないと信じています。 私たちは今、市場で見つけることができる最高の液体へのガイドをあなたに残します。

PCに最適なヒートシンク、ファン、および液体冷却のガイド

液体冷凍を使用したことがありますか？ 価値があると思いますか？ AIOまたはカスタム？