Появилась у меня достаточно давно идея собрать систему жидкостного охлаждения с элементами фазового перехода. Собственно, есть целый ряд причин по которым подобную систему собрать сложно, но нет ничего непреодолимого.
Примерный вариант системы можно посмотреть на этом рисунке:
#77
Принцип работы системы состоит в негреве и испарении рабочего тела в испарителе/водоблоке. Из-за того что процесс теплопередачи при испарении как правило идет гораздо эффективнее чем при конвекции, можно предполагать существенное увеличение эффективности практически любого двухштуцерного водоблока.
Существенным моментом при построении подобной системы является выбор рабочего тела. Вода не подходит из-за высокой температуры кипения при атмосферном давлении. Вообще, использовать высококипящие жидкости не стоит из-за необходимости поддержания вакуума в контуре. Для этого проекта я выбрал ходовой фреон - 141b - он используется в пожаротушении, промышленности, его легко достать и его нормальная температура кипения 32°C. Лучшими характеристиками обладает редкий 123 - его температура кипения 28°С. Эффективнее всего, конечно, использовать еще более легкие рабочие тела, такие как R11, пентан или бутан, но и 11 и пентан достать сложно, а давление бутана при комнатной температуре будет весьма высоко.
Основная сложность сборки системы состоит в изготовлении сосуда давления. В сосуде размещена помпа, прокачивающая рабочее тело через водоблок/испаритель и конденсатор. Из-за возможного высокого давления в контуре требуется надежная герметизация емкости.
как вариант:
#77

Пока проект на стадии разработки и подбора элементов - готов услышать предложения по изготовлению сосуда давления, конструкции водоблока/испарителя, используемых в системе шлангов и т.п.
Система будет использоваться в качестве экспериментального стенда, возможно, с последующей доработкой под R11 или бутан.

Boud, там не 'оттуда-же ноги растут'? - Akasa предлагает кулер с «волшебными пузырьками»

Проблеммное место - помпа. Обычная аквариумная, боюсь, помрет не приходя в сознание. Насосы большие. Ставить экзотику?

serj, как раз хочу впихнуть обычную мини-помпу. В "суперкулере" работает принцип термосифона - из-за испарения жидкости удельная плотность резко падает и начинается циркуляция, я же хочу попробовать принудительную циркуляцию рабочего тела, при которой практически нет разницы в положении теплообменников.
Герметизировать электрику и штуцеры несложно, сложно удержать рабочее тело при давлении больше 1 атм. Тут уже обычные внешние насосы не проходят, ставить witt и аналоги - дорого. Попробую начать с помпы. В крайнем случае увеличу высоту емкости - чем глубже будет помпа, тем меньше её будет волновать тип жидкости.
Другой вопрос что практически, получив dT = 10К на участке воздух-водоблок, я не поставлю рекордов эффективности. или поставлю. Вопрос знатокам водяного охлаждения - какой итоговый kF на водоблоке будет рекордным, какой общий dT всей системы будет признан хорошим и какая рабочая температура жидкости будет признана нормальной?
P.S. Рабочая температура не будет ниже 32°С, к сожалению, никгда. Скорее всего будет 35°С.

Боюсь, что высокая температура кипения отпугнет 'экстремалов', а для обычных вполне подойдет СВО или ТТ.
Может пойти по другому пути - в обычной СВО на входе в WB поставить 'взбиватель'? Можно поставить что-то типа (ультразвукового) ингалятора?

serj - высокая температура обусловлена стоимостью рабочего тела. 141-й мне не стоит ни копейки, это расходный материал. 123-й и 11-й будут стоить и стоить прилично. Отрабатывать же технологию лучше на дешевых рабочих телах, с которых потом можно перейти к более эффективным.
Ингаляторы и прочие элементы нужны лишь чтобы обеспечить циркуляцию жидкости, к примеру - в системе водяного охлаждения, но без помпы. Можно растворить в воде какой-нибудь легкий газ. К примеру - аммиак Тогда не потребуется даже ингалятор. Можно поискать что-нибудь менее вредное, к примеру CO2. Вся сложность таких систем, опять же, в герметичности. Разгерметизация контура 100% приведет к выходу системы из строя.

Удобно- о разгерметизации узнаешь по запаху. Однако тот же аммиак очень интенсивно поглощается водой- будет очень низкое давление в полости.
СО на газировке? Тогда при разгерметизации в процессе выравнивания давления интенсивно выделится CO2, что приведет к выбросу струй жидкости из пробоины.
В качестве легколетучих жидкостей присмотритесь к эфирам. Собирал прототип двухкаскадной водянки на основе смеси эфиров, температура воды в первом контуре была около 12 градусах, при 23 градусах окружающей среды,но так и не перенес на компьютер из-за высокой летучести данных соединений и легкого наркотического воздействия паров.

Boud В качестве помпы - глянь на Laing DDC ака "помпа от Промодз". В ней работы по герметизации минимальны, внешняя. Имхо с ней проще всего будет, хотя ценник очень сильно кусается (100$ +). Зато в качестве сосуда можно использовать обрезок толстой трубы с 2мя штуцерами.

Boud
Имхо тогда в идеале с обычной СВО будет около 48-50 на датчике процессора, в случае несильного разгона нетопового процессора и полной нагрузки.

пофигист, учти что dt на водоблоке/испарителе будет очень невелико. Не 15 Кельвинов.
katars1s - так ведь растворять нужно не 5 граммов, а столько, сколько потребуется. Мы все же не адсорбционный холодильник делаем.
Про газировку - в том-то и проблемы что либо температуры не очень, либо давления от атмосферного далеко уходят. Разгерметизировать систему так чтобы рвануло - невероятно. Но вот потерять редкое рабочее тело - неприятно.

оптимальным будет изопентан. достать можно в конторах по торговле химреагентами - используется в качествен растворителя при хроматографии. но там он хч, поэтому относительно дорог, хотя для подобной системы количество теплоносителя должно быть не велико - все решает конструция теплообменника.
можно посмотреть на ацетальдегид, но по сравнению с изопентаном удельная теплота парообразования будет раза в два ниже, как в прочем и у r11.
только вот почему бы не приладить помпу к испарителю и не попытаться сыграть на разности давлений в центре и на периметре. при хороших оборотах разница будет весьма значительная.

было бы классно...

Boud
Я давно думал про "фреонку" без теплоизоляции


Труба большого диаметра и высотой сколько надо... Внутри герметичная (тоесть внешняя) помпа.
В стенку трубы впаиваем 10мм трубку меди на "вылет" с обоих сторон. Соединяем помпу и этот выход внутри сосуда силиконовым шлангом - фиксируем хомутами, с наружи аналогично. Всю систему собирать на силиконовых шлангах с надежной их фиксацией...

Вижу пока такие подводные камни:
1) Делать 1 систему - ОЧЕНЬ дорого в себестоимости, одна труба диаметром большим будет стоить немеренно
2) Неразборность системы для неопытных людей, что сильно ограничивает!

В целом могу помочь чем смогу, очень интересный проект, автокаскад все равно, пока, ждет финансовых вливаний, а этот проект и окупиться по идеи может, если сделать пару систем...
Добавлено спустя 12 минут, 57 секунд
Boud
Как я понял в системе надо будет ставить конденсатор ВЫШЕ сосуда давления, ибо иначе из конденсатора жидкость просто не попадет к помпе? И расстояние "испаритель" - "конденсор" должно быть минимальным...

Boud
А может всётаки стоит подумать над пониженными давлениями, использовать доступные спирты или даже воду (для неё крайне тяжело будет шланги искать, чтоб не "плющились"). Если собирать на атмосферном давлении, хладагент в большинстве случаев недоступен

Не каждому..
luckylamer
Большинство растворителей растворят и помпу, и шланги. Нужны менее агресивные вещества.

А помпа нам для чего Разность давлений и "принцип сифона" помогут.
Представляеться один большой плюс испарительной системы такого типа: маленькие трубки, т.к. малый расход и равная (или лучше эффективность) с СВО.

LAV48
а ты побывал достать то?
LAV48
Читай внимательнее, что хочет сделать боуд, по моему сложно будет пару протолкнуть жидкость через весь конденсор... Какое там будет давление?

luckylamer, *-дегиды не очень хорошо взаимодействуют с ПВХ шлангами, про пентан я уже писал - дорогая и редкая штука, хотя в дальнейшем можно к ним прийти. Нам совершенно не важна теплота фазового перехода - циркуляционная система в любом случае обеспечит минимум 90% жидкости по объему в обратном потоке. Разницы между 90 и 95% принципиальной нет. Я бы скорее волновался за объем конденсатора - именно он тут имеет большое значение. Возможно сделаю конденсатор самостоятельно.
Nordling, давление во всей системе одинаково и зависит от температуры, помпа лишь создает поток рабочего тела. LAV48 прав - длина шлангов и высота конденсатора определяют лишь объем заправки и незначительно влияют на ГДС. Для пром. термосифонов , конечно, конденсатор задирается на 4-5 метров, так мы выиграем на теплообменнике, на котором можно будет задрать гидравлику, но в циркуляционных системах положение конденсатора роли не играет, лишь бы конденсировал хорошо. Я расположил выход из конденсатора внизу емкости из-за возможности контролировать паросодержание на выходе из конденсатора.

Nordling
Вспомни тему про разливатор жидкого азота, ни кто не предлагал сосуд поднимать над стаканом, все в него "дули", - тут никакой принципиальной разницы, разве что конструкция конденсора должна позволять отбор жидкости "со дна".

Не пробовал, тут негде Вот домой перееду - будет возможность много чего достать
Boud
Помпу, интересную, можно изготовить из авиамодельного двигателя..
Сосуд пока только паянный из консервной банки с фланцем в голову приходит
Гермовводы - проходные конденсаторы из всякого барахла..
Шланги меня все-таки смущают - надо что-то армированное (если для вакуума) и газонепроницаемое.
Ватер - самый обычный, на первое время.

LAV48 - хочу максимальную прозрачность всех элементов. Изготовить сложные элементы из пелксигласа есть где. Помпу изобретать нет никакого желания - я знаю где можно достать компактную заводскую, пусть и с небольшой производительностью. Давление в системе выше 2 атм. не будет, поэтому гермовводы не требуются - небольшие зазоры хорошо удержит и герметик и эпоксидная смола. Эпоксидкой я и испарители на 22-м клеил - держит хорошо, другое дело что разобрать эпоксидкой проклееное соединение плексигласа нереально.

Nordling
Как ни странно, если верить мониторингу спидфана у меня что-то вроде этого как раз получается с Q6600.Другое дело что я ему не верю.


Зачем? Это же куча проблем с подбором длинны и сборкой ради мизерного давления. Обычные ПВХ, обжатые и проклеенные герметиком в местах соединения вполне работоспособны. К тому-же они прозрачные.

Boud Имхо, плекс это всеже плохо. Недавно при финальном тесте-прогреве компа треснул резервуар от СВО Термалтейка, было очень много "секаса" и беготни с тряпками. Треснул скорее всего от внутреннего давления давления, хотя оно там просто мизерное. Литой плекс, хоть и тоненький. LAV48 предлагает гораздо более надежный и дешевый вариант, хотя-бы на первое время.

пофигист, у меня валяются корпуса от 48-х фильтров в количестве штук 5-6, там и alco и danfoss и экзотика всякая. В таком корпусе можно и циркуляционный насос разместить при желании, а если не хватит 48-го есть и 96-й. Но не хочу я железный бак на 2 литра

Шланги - их можно и силиконовые замутить, обмотку помпы изолировать, тоже не большая проблема. Ну а если плекс для зрелищ, то проблема.
Boud ну насчет 90 процентов ты погорячился, даже на бутане при 37С генерация газа будет 90л/ч при отъеме 100вт.

luckylamer, все зависит от помпы. Опять же повторю - производительность помпы не играет решающей роли в теплообмене.
Теплота фазового перехода у 141b при комнатной температуре около 20 кДж/моль, при том что моль пара займет 22 литра. Итого, при 100 Вт нагрузки получаем 396 л/час. Вполне приемлемо. Другое дело - я не знаю производительность помпы по фреону. Предполагаю что она будет выше на 20-40%.