Refrigerando com líquido

Um sistema de refrigeração a líquido para um PC é muito parecido com um sistema de refrigeração de um automóvel. O refrigerante flui através de canais no bloco do motor do carro e o restante do sistema de refrigeração inclui:

• uma bomba que move o líquido refrigerador através do sistema
• um radiador que dissipa o calor no ar
• uma ventoinha que move o ar sobre o radiador
• um reservatório do líquido refrigerador que retém o fluido extra e permite a fácil adição de líquido refrigerador
• mangueiras que se conectam a diferentes partes do sistema

Imagem cedida por Darrin Gatewood Esses blocos de água podem refrigerar uma GPU, uma CPU e uma north bridge

Muitos componentes eletrônicos não toleram contato direto com o líquido. Assim, em vez de usar canais para bombear o líquido diretamente através dos microchips como em um motor de carro, um PC refrigerado a líquido usa blocos de água. Um bloco de água é uma peça de metal condutor de calor, como cobre ou alumínio, preenchido com tubos e canais ocos. A parte inferior do bloco de água é uma peça de metal reta que se assenta diretamente no topo do chip que está sendo refrigerado. A pasta térmica entre o chip e o bloco melhora a transferência de calor entre as duas superfícies. O chip aquece o bloco e a água absorve o calor à medida que flui através de todos os canais.

Muitos blocos de água da unidade central de processamento (CPU) são universais, mas alguns blocos de água da unidade de processamento gráfico (GPU) funcionam apenas com chips específicos. Você também pode encontrar blocos de água projetados para resfriar outros conjuntos de chips de alta temperatura, como a north bridge que conecta a CPU à memória. Geralmente, pequenos parafusos e anilhas fixam o bloco de água à placa de circuito impresso (PCB) necessária, como a placa-mãe ou a placa de vídeo.

O restante dos componentes de um sistema de refrigeração a líquido é muito parecido com aqueles encontrados em um sistema de refrigeração de um automóvel. A maioria dos PCs refrigerados a líquido possuem:

• uma bomba
• um radiador
• uma ventoinha
• um reservatório para o líquido refrigerador
• tubulação

Bomba centrífuga como as usadas em um carro

Geralmente a bomba é centrífuga, muito parecida com as encontradas no sistema de refrigeração de um automóvel. Algumas bombas de refrigeração a líquido são submersíveis e você pode colocá-las diretamente dentro do reservatório do líquido refrigerador. Outras precisam ser mantidas secas. Se você está pensando em usar uma bomba submersível, certifique-se de que a parte externa não esquente o bastante para aquecer todo o fluido no reservatório.

A bomba é uma das partes mais importantes do sistema. A sua vazão determina o quão rapidamente o líquido refrigerante se move através dos tubos e blocos. Se a água se move muito rapidamente, ela não tem tempo de absorver o calor antes de prosseguir. Se ela se move muito vagarosamente, calor em excesso pode se acumular ao redor de componentes sensíveis. A complexidade do sistema afeta a vazão geral: quanto mais resistência o fluido encontrar dentro dos blocos e do radiador, mais lenta será a vazão geral.

A bomba também deve ser forte o suficiente para mover o líquido desde o ponto mais baixo até o ponto mais alto do sistema. Isso é conhecido como pressão principal ou pressão vertical e é especialmente importante quando o líquido refrigera torres de servidores altas.

Imagem cedida Amazon.com Bomba para um PC refrigerado a líquido

O radiador do sistema pode ser projetado especificamente para sistemas de refrigeração a líquido ou ele pode ser o núcleo do aquecedor de um carro. Os núcleos dos aquecedores dissipam muito calor (são eles que fornecem o ar quente para o sistema de aquecimento de um automóvel no inverno). Porém, normalmente eles não são tão atraentes quanto os radiadores projetados para serem usados com um sistema de refrigeração a líquido.

Nem todo sistema de refrigeração a líquido tem uma ventoinha, mas a maioria usa uma para ajudar o radiador a dissipar o calor mais rapidamente. Da mesma forma, nem todo sistema tem um reservatório separado. 

Imagem cedida por Darrin Gatewood Muitos reservatórios de refrigeração se encaixam na baia de um computador

Em um PC refrigerado a líquido, a tubulação apresenta um desafio especial. Ela deve ser flexível o suficiente para conectar componentes que possam estar em ângulos incomuns uns com os outros. Mas não pode ser propensa a dobras, pois uma mangueira dobrada pode restringir severamente o fluxo do fluido através do sistema.

Em um sistema simples, um tubo conecta a bomba à entrada de um bloco de água. Tubos separados correm da saída do bloco de água para o radiador e do radiador para o reservatório, que geralmente se assenta em uma das baias de CR-ROM do computador. O tubo final conecta o reservatório novamente à bomba. Para sistema com vários blocos de água, os tubos conectam a saída de um bloco à entrada do próximo bloco, conectando-os em série como em uma cadeia.

Curiosidade Imagem cedida por Ebo Eppenga   Muitos componentes elétricos podem sofrer curto-circuito quando expostos a líquido, mas os líquidos podem tanto dissipar o calor quanto agir como isolantes elétricos. Um líquido desse tipo é o óleo de cozinha.   Verifique o que acontece quando você submergir um computador em óleo no site Toms Hardware ou em Eppenga.com.

O componente final de um sistema de refrigeração a líquido é o próprio líquido. Muitas pessoas usam água destilada, já que a água de torneira contém contaminantes que podem obstruir o sistema ou entupir os canais nos blocos de água e no radiador. Aditivos especializados podem acrescentar cor ao fluido, o que o torna mais atraente quando usado em gabinetes transparentes. Eles também podem diminuir o ponto de congelamento ou tensão da superfície da água, tornando-o um líquido refrigerador mais eficaz. Finalmente, alguns aditivos têm ingredientes antimicrobianos ou anticorrosivos, o que pode aumentar a vida útil do sistema.

Imagem cedida por Darrin Gatewood Em um sistema operacional, os tubos transportam líquido refrigerador para os blocos de água

Se você decidir instalar um sistema de refrigeração a líquido no seu computador, é uma boa idéia deixar que a bomba circule o fluido por algum tempo para que você possa verificar se há vazamentos. Mantenha o computador desligado durante o período de teste para diminuir as chances de danificar o seu hardware se um vazamento ocorrer.

Depois de se certificar que tudo está vedado, ligue o computador. Você pode verificar a temperatura de seus componentes no menu da BIOS do seu computador ou usar um aplicativo terceirizado que monitore a temperatura. Se necessário, você também pode aplicar dissipadores de calor menores nos chips da RAM e outros componentes de alta temperatura do sistema.

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Quando a água não é fria o suficienteSe você deseja resfriar as peças do seu PC ainda mais do que um sistema de refrigeração a líquido permite, você pode usar dispositivos Peltier no lugar de blocos de água padrão. Um dispositivo Peltier é um dispositivo termoelétrico. Quando você aplica eletricidade a ele, o calor se movimenta de um lado para o outro. Em outras palavras, um lado do dispositivo Peltier resfria enquanto o outro esquenta. O lado frio do dispositivo Peltier pode resfriar um microchip, enquanto a água do sistema de refrigeração a líquido drena o calor do lado quente. Algumas pessoas preferem sistemas que usam esses dispositivos porque eles refrigeram os componentes de um PC para temperaturas bem abaixo da temperatura ambiente. Porém, eles requerem precauções extras. Como o lado frio de um dispositivo Peltier é mais frio que o ar circundante, ele é propenso a acumular condensação. Sem uma ampla proteção contra condensação, um sistema Peltier pode levar a um curto-circuito.