Tietokoneen nestejäähdytys

Tietokoneen nestejäähdytin on pienikokoisen pumpun aikaansaaman nestekierron avulla toimiva lämmönsiirtojärjestelmä. Järjestelmä jäähdyttää lähinnä suoritinta ja mahdollisesti muita tietokoneen komponentteja.

Pumppu kierrättää nestettä laitteistoissa yleensä kuparisten tai alumiinisten blokkien läpi siirtäen lämpöä muualle. Neste kierrätetään jäähdyttimen kautta, jossa prosessorista siirretty lämpö siirretään ilmaan, tai muuhun väliaineeseen. Jos väliaineena on ilma, jäähdytin on yleensä varustettu tuulettimella. Nestejäähdytyksen etuna on, että aktiivinen jäähdytys (tuuletin) voidaan keskittää yhteen tiettyyn paikkaan (jäähdytin). Jäähdyttimen tehoa voidaan kasvattaa helposti kasvattamalla sen kokoa, koska se ei ole rajoitettu pieneen tilaan jäähdytettävän komponentin välittömään läheisyyteen. 

Vesijäähdytystä ei yleensä tarvita tavallisissa kuluttajien tietokoneissa, mutta vesijäähdytysjärjestelmää pidetään useimmiten esteettisesti mielyttävämpänä kuin ilmajäähdytteistä järjestelmää. Tietokoneiden harrastajat myös pitävät vesijäähdytysjärjestelmiin liittyvästä rakentelusta ja säätämisestä. Useimmiten vesijäähdytysjärjestelmä on helpompi saada hiljaisemmaksi kuin vastaavantehoisia komponentteja jäähdyttävä ilmajäähdytysjärjestelmä. Vesijäähdytyksen käyttäminen voi olla välttämätöntä jos tavoitteena on ylikellottaa komponentteja, varsinkin jos sitä tehdään kilpailullisessa tarkoituksessa. 

Jäähdytysnesteenä voidaan käyttää tavallista vettä, mutta tavallisemmin nesteenä on vesi-glykoliseos. Glykolia käytetään tappamaan mahdolliset levät ja bakteerit, jotka muutoin voisivat lisääntyessään aiheuttaa tukoksia tai muita vaurioita. Tavallisesti autojen jäähdytysnesteen lisäaineeksi tarkoitetussa etyleeniglykolissa on mukana myös korroosiota hidastavia aineita, jotka hidastavat sähkökemiallista reaktiota silloin kun jäähdytysneste on kosketuksissa useamman erilaisen metallin muodostaman galvaanisen parin kanssa. Värilliseksi denaturoitua glykolia käytetään myös puhtaasti ulkonäöllisistä syistä. Suositeltava glykolipitoisuus on noin 10–20 %, yli 50 % sekoitussuhteella seoksen lämmönjohtokyky putoaa alle puoleen. Yli 20 % seoksilla myös glykolia hajottavat bakteerit ja hiivat kuolevat.

Järjestelmän koostumus

Yleensä jäähdytysjärjestelmä koostuu vähintään seuraavista osista:

 Blokki on metallipala, johon on koneistettu nestettä varten kanava, jota pitkin neste kulkee blokin läpi siirtäen lämmön siitä pois. Tietokonekäytössä blokit ovat yleensä alumiinia tai kuparia. Blokit olivat pääideassa itsetehtyjä ennen kuin nestejäähdytys yleistyi. Osa ihmisistä ei vieläkään luota valmiisiin blokkeihin, vaan valmistaa ne yhä itse (jotkut erikoisosat vaativat jopa tätä menettelytapaa).
 Jäähdytin
 Pumppu
 Letkut ja liittimet

Järjestelmä voi sisältää myös säiliön nesteelle. Yleisimpiä säiliöitä ovat muovisanko, tietokonevalmistajien tuottama säiliö tai tiivis elintarvikerasia. Jäähdyttimenä voi toimia erikseen tietokoneen nestejäähdytykseen valmistettu jäähdytin tai mikä tahansa vedestä ilmaan lämpöä siirtävä laite. Henkilöautojen lämmityslaitteiden kennot ovat hyvin suosittuja jäähdyttimiä harrastelijoiden keskuudessa.

Yleisimmät jäähdytettävät kohteet (jokaisella oma blokki)
 Suoritin
 Piirisarja
 Näytönohjain
 Kiintolevy
 Tietokoneen virtalähde
 Keskusmuisti

Käytön syyt

 Tehokkaampi jäähdytysteho kuin ilmajäähdytyksellä (ks. jäähdytyssiili)
 Hiljaisempi toiminta joissain tilanteissa (ahdas kotelo, paljon lämpöä tuottavat komponentit)
 Ulkonäkö

Miinuspuolia
 Oikosulkualttius 
 Korkeampi hinta
 Enemmän huoltoa vaativa
 Pumpun aiheuttama melu. Tilavaan koteloon rakennettu ilmajäähdytteinen kone on hiljaisempi.

Kaupalliset sovellukset

Apple oli ensimmäinen tietokoneiden valmistaja, joka alkoi toimittaa esiasennettua nestejäähdytysjärjestelmää G5-tietokoneidensa mukana kesäkuussa 2004. Applen järjestelmä sisältää yksinkertaisuudessaan kaksi blokkia, pumpun ja jäähdyttimen yhdessä kompaktissa paketissa. Järjestelmä on täysin huoltovapaa. Myöhemmin Cooler Master on tuonut vastaavanlaisen huoltovapaan jäähdytysjärjestelmän PC-tietokoneisiin.

Lähteet

http://www.inchem.org/documents/cicads/cicads/cicad_22.htm#SectionNumber:7.2 – Luku 7.2, taulukko 1
http://www.altronic.com/techdocs/water.htm  – Luku 1.5.1
http://www.theregister.co.uk/2004/06/09/apple_g5_update/
http://www.appleinsider.com/article.php?id=508 
http://www.coolermaster-europe.com/index.php?LT=english&Language_s=2&url_place=product_list&p_class=575

Viitteet

Tietokonetekniikka