Tản nhiệt nước - không chỉ làm mát hệ thống

tản nhiệt nước cho máy tính (hay tản nhiệt bằng chất lỏng) là một thú chơi không phải là mới nhưng với đa số người sử dụng hiện nay, nó vẫn là một khái niệm mơ hồ. Xuất hiện ở Việt Nam từ những năm 2004-2005, tản nhiệt nước đang dần chiếm được cảm tình của người sử dụng cao cấp cũng như tầm trung. Điều gì đã làm tản nhiệt nước được ưa chuộng và tin dùng như vậy?

Khái niệm

tản nhiệt nước giá rẻ (water cooling - WC) là hệ thống tản nhiệt sử dụng chất lỏng để truyền nhiệt lượng từ CPU đến các lá tản nhiệt ở bên ngoài, thay vì sử dụng không khí như tản nhiệt thường. Phương pháp này cho hiệu năng cao hơn các hệ thống tản nhiệt khí truyền thống.

Một bộ linh kiện tản nhiệt nước đầy đủ sẽ gồm các thành phần:

Water block

Có thể nói đây là thành phần quan trọng nhất của cả hệ thống, nó chịu trách nhiệm chuyển nhiệt lượng tỏa ra từ CPU/GPU vào nước. Vì thế thiết kế của water block sẽ rất quan trọng đối với hiệu năng tổng thể.

​

Trên thế giới có nhiều dạng water block được thiết kế khác nhau. Đơn giản nhất là kiểu thiết kế theo từng lá giống tản nhiệt khí. Cầu kì hơn là thiết kế với nhiều rãnh nhỏ chạy trong khối đồng - nước sẽ vào ở đầu này và thoát ra ở đầu kia.

Water block được làm chủ yếu bằng đồng để tăng khả năng hấp thụ nhiệt. Ngoài water block cho CPU còn có các loại cho GPU, chipset hay RAM.

Radiator (rad, lá tản nhiệt)

Nhiệt lượng từ linh kiện sẽ được truyền vào chất lỏng tản nhiệt và được giải phóng ra môi trường qua các lá tản nhiệt. Nó là thành phần quyết định hiệu năng và tuổi thọ của cả bộ tản nhiệt nước. Nếu thiếu radiator, nước nóng từ các linh kiện sẽ không được làm mát và lại được đưa về CPU theo một chu trình khép kín, dẫn tới việc nhiệt độ nước tăng cao gây treo máy khi nhiệt độ lên quá cao.

​

Radiator là một hộp thép với đường ống dẫn nước và các lá kim loại mỏng gắn vào đó. Nhiệt lượng từ nước sẽ truyền vào các lá thép, sau đó tỏa ra môi trường với sự trợ giúp của quạt, tương tự các hệ thống tản nhiệt khí.

Ống dẫn nước

Chịu trách nhiệm kết nối và dẫn nước giữa các thành phần trong hệ thống. Ống nước không có tác dụng làm giảm nhiệt độ nhưng nó vẫn có một vai trò rất quan trọng trong hệ thống. Ống nước tốt này phải có độ cứng phù hợp để vừa có thể lắp đặt dễ dàng bên trong thùng máy mà không bị bục vỡ khi sử dụng, cùng với đó là khả năng chịu nhiệt tốt.

​

Nếu khả năng chịu nhiệt kém, ống sẽ bị mềm khi nhiệt độ lên cao và rất dễ tạo ra các đoạn gấp khúc cản trở dòng chảy dẫn đến nhiệt độ tăng. Tồi tệ hơn, nếu luồng chảy bị ngắt, áp suất trong ống tăng cao và các mối nối có thể bị bung ra. Hậu quả là một thùng máy đầy nước với các linh kiện bị chập điện.

Nguyên tắc cơ bản khi lắp một hệ thống tản nhiệt nước là ống dẫn phải có kích thước bằng nhau.

Máy bơm

Máy bơm là bộ phận đẩy nước đi giữa các linh kiện trong hệ thống tản nhiệt. Máy bơm tốt phải có sự cân đối giữa các yếu tố: Sức nén, công suất, độ ồn, nhiệt lượng tỏa ra và điện năng tiêu thụ. Máy bơm cho tản nhiệt nước thường sử dụng điện 12v từ bộ nguồn máy tính.

​

Bình chứa nước (tank)

Trên thị trường có nhiều loại bình khác nhau, do đó người dùng phải xem xét các yếu tố như kích thước case, khả năng di chuyển và mục đích sử dụng của hệ thống làm mát. Khi đến với tản nhiệt nước, người dùng thường có một trong hai yêu cầu: Tránh ồn ào và bụi bặm hoặc đạt khả năng làm mát tối đa.

​

Người dùng thuộc nhóm thứ nhất thường muốn một hệ thống làm mát gọn, tiện di chuyển. Họ thích sử dụng hệ thống khép kín, nước được bổ sung qua một đoạn ống chữ T ngay trên dòng chảy từ máy bơm ra như trong hình bên. Đây là cách rất tiện lợi và được sử dụng nhiều do rẻ tiền và chiếm ít diện tích.

Chất lỏng dẫn nhiệt (coolant)

Nước và các loại chất lỏng dẫn nhiệt (coolant) có khả năng hấp thụ và truyền nhiệt cao hơn hẳn so với không khí. Ngoài thiết kế của block và rad thì coolant là yếu tố ảnh hưởng nhiều nhất tới hiệu năng cũng như độ bền của một bộ tản nhiệt.

​

Người dùng có rất nhiều lựa chọn về chất lỏng dẫn nhiệt. Đơn giản nhất là sử dụng nước tinh khiết (hay nước cất). Cách này rất đơn giản và có giá thành rẻ, tuy nhiên người dùng chọn phương án này phải chuẩn bị giải pháp bảo trì lâu dài. Nguyên nhân chính là do nước bị nhiễm cặn sẽ gây ôxy hóa các phần vật liệu bằng đồng (water block) hoặc trở thành môi trường sống cho các loại vi sinh vật, dẫn đến cản trở chất lỏng lưu thông.

Cách đơn giản hơn là sử dụng các loại dung dịch làm mát (coolant) cho xe tay ga hòa với nước thường. Cách này được nhiều người sử dụng do tiết kiệm công sức bảo trì và màu sắc coolant khá đẹp. Phương án cuối cùng là sử dụng dầu để làm mát. Cách này thường chỉ thấy ở những gói tản nhiệt nước khép kín của các nhà sản xuất danh tiếng. Dân chơi máy tính ít sử dụng dầu, mặc dù theo lý thuyết dầu dẫn nhiệt tốt hơn nước khá nhiều. Lý do là dầu "quá nặng" nên máy bơm phải có công suất lớn, đồng thời không cho phép pha chế hoặc trộn các loại hóa chất khác khi cần.