水冷のことについてつらつらと。
ぜんぜん詳しくないので適当に。

で結局水冷ってどうなのよ

結論を先に言うと、
  1. 手間と金がかかるが
  2. 空冷よりは冷える
  3. あと見た目がかっこいい

安物の簡易水冷でもかなり冷える
静音目的で水冷にするっていうのがたまにいるけど、
ゲームや動画処理などで四六時中ファンが高速で回転するのが嫌な人以外なら空冷のほうが色んな意味でマシ。


水冷を始める前に

普段はネットするぐらいで、
たまに動画処理やゲームする時に高負荷の処理が続いてファンが高速回転五月蠅いのが嫌な人は
水冷にするよりも大型のCPUクーラーを入れる方が手軽。

動画処理やゲームもしないならデフォのリテールCPUクーラーで十分。
CPUクーラーメーカーの宣伝にひっかからないこと。



水冷とは

普通のPCはコアやメモリに風を当てて冷やす空冷という方法で冷却してます。
(もちろん直接じゃなくて熱を逃がしやすい機構のヒートシンクなどをつけることも多い)
でもこの方法だと冷やすために
  • ファンの風量をあげる→ファンの回転数を上げる→うるさくなる
  • ヒートシンクが熱源に比べて大型化してしまう
とかまぁそれなりにアレな部分もある。

そこで水冷。

水冷というのは、一般的には自動車等の水冷エンジンと同じく急激な熱の上昇を抑えることが出来る。
水冷エンジン - Wikipedia

CPUに中が空洞(水路)があるヒートスプレッダをひっつけて
そこに液体を流し込みその液体が熱を吸い取って水路から出て行くという流れで発熱元を冷やす仕組みの冷却方法である。

最終的にはラジエーターを使い、ファンで空冷によって液体に溜まった熱を逃がすため、結局の所は空冷である。
ラジエーター - Wikipedia
だが、液体が熱を蓄えるので冷却に対して余裕がありすぎる→ファンの回転数は一定で低速に行えるから静かになる

だがしかし、騒音源の1つに液体を循環させるためのポンプが増える


水冷のメリット

  • 空冷よりもよく冷えてくれる。というより熱くなりにくい。
  • 同じ発熱源を同程度に冷却する場合、空冷より静か。
  • 中身が派手になるのでサイドアクリルのケースなんかだと映える。
  • ヒートスプレッダは汎用モデルのものも多く、使い回しが利く。


水冷のデメリット

  • 高い。ちゃんと組む場合、最低3万。簡易水冷でも5千。
  • パーツ交換やメンテナンスが本当に空冷とは比べ物にならないほど面倒。
  • 水漏れが怖い。


なぜ冷える?

水のほうが空気よりも熱を20倍以上通しやすいからです。

物体には、熱伝導率というものがあります。
熱伝導率は誰もが良く知る通り、その物体の熱の通しやすさです。
↓は普通の水と空気の熱伝導率です

一般的な材料の室温付近での熱伝導率
材料 熱伝導率(単位: W・m-1・K-1)
水(H2O) 0.6
空気 0.0241

普通の水と空気では20倍以上の差があることがわかります。
水冷には冷却に特化した「冷却水」を使うのでさらに空気との差は広がります。

この原理を利用することで、同じ面積、同じ温度差でもより効率的な熱移動が可能になり、空冷よりも冷やすことが可能なのです
熱伝導率 - Wikipedia


水冷化に必要なもの・用語


水冷キット

これを買っておけば以下に書くものは全ていらない。
というか全部セットになってるものがほとんどです。

水冷一体型

パーツが一体になったもの。
水冷ってどんなの?って人向け。
正直おすすめできない。
安物は冷えないし五月蠅い。
冷却能力も限界が見えている、流用が利かないなどあるのでパーツ一式買ったほうがいい。


パーツセット

最低限の水冷パーツがセットになったもの。
流用、パーツの追加などできるので、初めての人におすすめ。


水冷ヘッド

最初に書いた中が空洞(水路)があるヒートスプレッダのこと。
ウォーターブロック、水枕なんて言ったりする。
CPU用や、VGA用、チップセット用などがある。
CPU水枕、チップセット水枕は汎用のものが多いので固定器具さえそろえれば使いまわしできる。
VGAは各板専用品のものもあるので要調査。
性能に関してはまぁ基本は同じ。
大事なのは材質。二種類以上の金属を混ぜて使うと電蝕という現象が起きてしまう。
化学の域に入ってます。


ポンプ

冷媒液を流す動力となる装置。
色んなパーツに液を流したい場合や、後述のラジエータが大型の場合、圧力損失が大きくなる。
大事なのは流量でなく揚程。
揚程が低いと水が流れないという奇跡を起こします。
ACポンプとDCポンプがある。
ACポンプは大抵が水槽用で熱に弱いのが特徴。


ラジエーター

パーツ冷却で温まった冷媒を冷却する装置。
PC内部に設置する場合と、外部に置く場合がある。
内部に設置するメリットは見た目がすっきりするからくらいだろうか。
まぁ普通は外のほうがいい。
X-flowというタイプとU-flowというタイプのものがある。
これは圧力損失の違いだけで他はほとんど変わらない。
パッシブというファンレス運用がしやすい物もある。
だがパッシブラジエターは国内での購入が結構絶望的。
これが効率よく冷えればシステム全体に流れてる液温が下がるので、普通はラジエーターにファンで風を当てる。
ただ真冬に外に出したりしないように。めっちゃ冷えるけど、冷えすぎて結露でアボンするよ。
HWLabs社のBlack Iceあたりが無難。
大きければ大きいほど冷えやすいと思って間違いない。


リザーバー

液体を溜めておくためのプール。
見た目で選んでください。
ポンプと合体させられるやつもある。


フィッティング

パーツをチューブで繋ぐときに必要なもの。
チューブとチューブ同士を繋ぐものもある。
ホースバーブ、プラグイン、フェルールレスといった種類がある。
正直見た目レベルなのでどれを選んでもあまり変わらん。
パーツのネジ径と、チューブの大きさを踏まえて選ばないといけない。
直線的な配管がしたいならプラグイン。
でもプラグインでつかえるチューブは硬いので
曲げるときはエルボーというものを使わないとだめ。
あと、プラグインはチューブにインサートリングなるものを突っ込まないと水漏れしやすくなる。

フィッティングにOリングという水漏れ防止のゴムリングがついてないやつは
専用のシーリングテープをねじ山に2,3巻きしましょう。


チューブ

フィッティングにあわせて材質、大きさで選ぶ。
添加物(アンコロ等)に強い対薬性というものもある。
曲げに強いものでもあんまり派手に曲げると折れてつぶれるので長さはある程度余裕を持って購入したほうが吉。
コイルつければちょっとだけ曲げに強くなる気がするけど、まぁただのアクセサリーと思ったほうがいいかも。


冷却液

まんま。冷媒にも色々あり特徴も様々。色がついてるものとかある。
ただの水じゃだめ。
ちゃんとしたもの買いましょう。
精製水(薬局で安く売ってる)で希釈しないといけないものと、そのまま使えるものがある。


その他


水温計、流水計

チューブの間に挟むもの。
クーラントの水温だったり流量を計れたりする。
センサーケーブルがついていて専用のファンコンやメーターにつないで使用するものと
メーターそのものに液晶がついてるものがある。どちらも精度はそこまでではないので参考程度に。


コイル

PVCチューブなどの折れを防止するためにチューブに巻きつけるもの。
ということになってるが、あんまり折れ防止にはならない。
単なる見た目を飾るもの程度に考えたほうがいい。
水冷やってない人が見ると「え、この細いのにも水通ってるの?」っという反応が返ってくることがあるが、すいません通ってません。
付ける人は付けるチューブの外径にあったものをチョイスしましょう。


ネオン管

UVで光るクーラントやコイルを発光させたりするもの。
通常はインバータと呼ばれる小さい箱のようなものと1セットになってる。
あんまり明るくないのでLEDファンなんかでびかびかにしてる人が付けてもあんまり効果はない。と思う。
チューブに悪影響なんでは・・・とか、熱は・・・?とか思う人は付けないほうがいいかも。
実際はとくに悪影響があるわけじゃないです。実害は写真を晒すと光ものうぜえと言われるくらい。


組む手順


仮組み

適当にパーツ取り付けて、チューブの長さとか決めて実際に組み込んでいく感じ。
一番テンションあがる時。
初めてだとこの段階で大抵フィッティングが1個か2個足りなくなる。


通水テスト

一番怖い水漏れですが、ヘッドから漏れることが一番多いです。
その次にフィッティングとヘッド間。
水冷システムだけ仮組みで取り付けた一式をケースからとってテストしてもいいし
他のパーツは電源をつながず電源のATXコネクタをショートさせてポンプだけ動かしてもいい。
どうせ通水テスト時に使う液体は全部抜くので水道水でもいいけど、神経質な人は精製水でテストするみたい。
横着な俺はそのまま冷却液入れて、ショートさせてテストします。
もし漏れてもパーツからちゃんとふき取って乾燥させれば大丈夫だよ。
初期段階での水漏れ原因で多いのはヘッドの不良品、フィッティングのシーリングミスとかかな。


本組み

仮組みで取り付けた一式をケースから出してテストした人は、中の液体を全部排水してケース内に組み込み直しましょう。
フィッティングとチューブの間から水漏れってちゃんと嵌めればほとんどないからチューブは一回全部はずしてもいいよ。


もっと詳しく知りたい人は!!?

ここに書かれていないことが満載の水冷スレ、wikiへ行くといいよ。
http://www13.atwiki.jp/wcpc/