ESEMPIO DI RAFFREDDAMENTO DI PROCESSORI CON LIQUIDO

7.20.2 DETERMINAZIONE DEI NUMERI DI REYNOLDS E DI PRANDTL

Il numero di Reynolds è determinato nota la velocità, u (in genere quella del fluido non disturbato) e il parametro geometrico (x o D) e la viscosità cinematica del fluido alla temperatura di film. Il numero di Prandtl lo si calcola allo stesso modo o lo si ricava dai dati termofisici in forma tabellare o funzionale del fluido alla temperatura di film.

7.20.3 UTILIZZO DELLE CORRELAZIONI DI CALCOLO PER LA DETERMINAZIONE DI NU

In precedenza si sono dimostrate numerose correlazioni fra Nu e Re e Pr. Nelle tabelle del §7.15 se ne elencano alcune decine. La scelta della correlazione da utilizzare per calcolare Nu (e quindi il coefficiente di convezione termica) va fatta tenendo conto delle condizioni di validità indicate per ciascuna correlazione (cioè intervalli possibili per Re e per Pr) e al tipo di regime di moto (laminare o turbolento) che è possibile conoscere noto Re.

7.20.4 CALCOLO DEL FLUSSO TERMICO

Tramite la correlazione di scambio si trova Nu e quindi, noto il parametro geometrico di similitudine, L, e il coefficiente di conducibilità del fluido alla temperatura di film, , si determina

h: Nu h L   

Pertanto, note le temperature di parete e di fluido indisturbato, si calcola il flusso termico:

 

" _p

q h T T_

7.20.5 CALCOLO DEGLI SFORZI DI ATTRITO

Si è visto nei paragrafi precedenti come calcolare Cfx o anche il valore medio globale per

varie condizioni geometriche e di moto.

Noto questo coefficiente si può calcolare lo sforzo tangenziale, s, o le perdite per attrito.

7.21

ESEMPIO DI RAFFREDDAMENTO DI PROCESSORI CON LIQUIDO

Una delle categorie che più si è affermata negli ultimi tempi è quella delle soluzioni a liquido. Nate come proposte destinate ad una fascia alta del mercato, molti produttori hanno ultimamente

declinato tali soluzioni anche nel segmento mainstream, proponendo dissipatori capaci di fornire interessanti prestazioni a prezzi meno altisonanti del solito.

Figura 75: Circuito di r4affreddamento a liquido di un processore

Uno dei motivi per cui i sistemi di raffreddamento a liquido hanno, negli anni, attecchito poco sul grande pubblico è la difficoltà del montaggio: un sistema di raffreddamento appartenente a tale categoria prevede la presenza di un alto numero di componenti, che devono essere assemblati correttamente e che richiedono, inoltre, una periodica manutenzione.

Un sistema di raffreddamento a liquido è, mediamente, più performante di una normale soluzione ad aria. Il perché è presto detto ed è legato direttamente all'impiego del liquido: la capacità di raffreddare (in virtù di conducibilità termica e calore specifico) è infatti decisamente superiore in un fluido come l'acqua rispetto all'aria.

La possibilità poi, di poter avere il radiatore separato dalla CPU permette poi di garantire un montaggio più semplice e meno problematico.

Nel recente passato sono stati diversi i produttori che hanno provato a semplificare l'approccio al mondo del raffreddamento a liquido, fornendo soluzioni già montate e capaci di agevolare, quindi, il montaggio all'utente finale.

Un esempio qui rappresentato va proprio in questa direzione. Con H100 Corsair decide di fornire una proposta che sia capace di portare il raffreddamento a liquido alla portata di tutti, sviluppando una soluzione già assemblata che racchiuda al suo interno tutti i principali vantaggi del liquido per asportare il calore prodotto dalla CPU. La nota azienda aveva già presentato, bel corso del 2010, una soluzione si questo tipo, chiamata Corsair H70: si trattava, in quel caso, di una soluzione più compatta con radiatore più piccolo e con meno funzionalità.

H100 rappresenta, in questo senso, un'evoluzione. Le caratteristiche tecniche della soluzione sono riportate nella seguente tabella.

Azienda Corsair

Modello H100

altezza)

Materiale Radiatore in alluminio Compatibilità

Intel LGA 2011/ 1366/ 1156/ 1155/ 775

AMD AM2/ AM2+/ AM3

Ventole 2

Dimensioni ventole 120 x 25mm

Tabella 14: Caratteristiche del sistema di raffreddamento ad acqua

La struttura che caratterizza l'unità di Corsair è quella caratteristica dei sistemi di raffreddamento a liquido commercializzati ultimamente e dedicato al grande pubblico: dal water block, che incorpora la pompa per il corretto deflusso del liquido refrigerante, partono i due tubi diretti al radiatore. È in questo componente che, grazie alle due ventole, il liquido si raffredda e viene così smaltito il calore prodotto dalla CPU durante il suo funzionamento. Su uno dei lati del water block, di cui sopra mostriamo la foto, è presente un connettore proprietario indicato da Corsair come il "corsair link".

A questo connettore è possibile aggiungere moduli aggiuntivi che permettano di avere un controllo maggiore del sistema di dissipazione, come la velocità della pompa, la temperatura del liquido e la velocità di rotazione delle ventole.

Tra i connettori presenti sul water block, inoltre, è possibile individuare anche quattro collegamenti per altrettante ventole: questa caratteristica permette di andare ad evitare la presenza di fastidiosi cavi che attraversano tutto il case per alimentare le ventole posizionate sul radiatore.

Figura 76: Water block da inserire sul processore

Nonostante all'interno della confezione siano presenti solo due ventole, l'unità è in grado di alimentarne quattro. Sulla parte anteriore del water block è inoltre presente un pulsante che permette di regolare la velocità di rotazione delle ventole.

Figura 77: Connettori del water block

Figura 79: Vista del kit completo

Il bundle con cui viene fornita la soluzione di Corsair è essenziale e risponde a tutte le esigenze dell’utente finale: oltre alle viti necessarie per il montaggio del water block alla scheda madre e delle ventole al radiatore, sono inoltre presenti gli adattatori per i differenti tipi di socket.

7.21.1 CONCLUSIONI

La proposta sopra indicata è ovviamente dedicata ad un pubblico più attento alle prestazioni, che non si accontenta del solito e comune dissipatore con cui vengono commercializzate le CPU. La lista di compatibilità permette di poter montare H100 su buona parte delle schede madri, senza dover preoccuparsi dello spazio occupato. Uno dei vantaggi che i sistemi a liquido consentono di avere, parallelamente a prestazioni mediamente superiori, è quello dello spazio occupato sulla scheda madre.

Se nel caso di dissipatori ad aria il radiatore deve essere, giocoforza, collegato e vicino al blocco a contatto con il componente, nei sistemi di raffreddamento a liquido il water block è separato dal radiatore. Ecco allora venire meno i problemi di montaggio legati all'eccessivo spazio occupato sulla scheda madre.

Figura 80: Confronto delle dimensioni del water block

È vero, H100 occupa molto spazio con il suo radiatore e le due ventole da 120mm che lo raffreddano, ma non rappresenta un problema. La maggior parte degli chassis commercializzati da diverso tempo a questa parte e destinati alla fascia media del mercato sono sviluppati per poter garantire spazio sufficiente a due ventole (e relativo radiatore) sulla parte superiore del case.

Dal punto di vista costruttivo Corsair H100 fornisce una buona superficie di rame a contatto con la CPU: la pompa del water block è estremamente silenziosa e non risulta mai rumorosa, in ogni condizione di funzionamento.

Interessanti sono alcune funzionalità con cui Corsair ha arricchito H100: la presenza di 4 connettori per collegare altrettante ventole evita, a conti fatti, la presenza di fili volanti che attraversano tutto lo chassis, risolvendo un problema piuttosto comune.

La presenza di un controllo diretto della velocità di rotazione delle ventole permette inoltre di andare a gestire il rumore: come abbiamo evidenziato durante la fase di testing, la differenza tra il primo step di rotazione e il secondo la variazione è consistente.

La fase di montaggio è molto agevole e, complice un manuale piuttosto esaustivo e semplice da seguire, non comporta particolari problemi.

Le prestazioni che Corsair H100 è in grado di garantire permettono di mantenere la CPU a temperature contenute anche se sotto importante overclocking: la possibilità di gestire la velocità di rotazione delle ventole permette inoltre all'utente finale di andare a personalizzare la propria configurazione, a seconda che sia più importante il silenzio o le prestazioni.

Il tallone d'Achille della soluzione del raffreddamento ad acqua è il prezzo: sul mercato italiano la proposta H100 si trova con un costo che varia attorno ai 100 euro.

Si tratta di una cifra sensibilmente superiore ai modelli ad aria di terze parti, anche di fascia alta, che non può essere giustificata.

Per diversi motivi: la manutenzione che un sistema a liquido, sul medio e lungo periodo, è decisamente più problematica di un comune sistema di raffreddamento ad aria ed una eventuale rottura di una delle condutture può implicare non pochi problemi.

Ma non solo. Le prestazioni che è in grado di garantire non si differenziano così tanto da un ottimo sistema di raffreddamento ad aria, che però costa la metà.