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本格水冷の水路設計(注水・排水・エア抜き)

2020/03/13 21:23(4ヶ月以上前)


CPUクーラー

クチコミ投稿数:19件

大まかな水路の構成

リザーバーの各ポート

9900Kのクチコミからスレ違いになってきたので移動です。
https://bbs.kakaku.com/bbs/K0001095747/SortID=23274426/#tab

大まかな水路の構成は画像を見て下さい。

使用するリザーバー(ポンプ一体式)は、
EK-Quantum Kinetic FLT 120 D5 PWM D-RGB - Plexi
https://www.ekwb.com/shop/ek-quantum-kinetic-flt-120-d5-pwm-d-rgb-plexi

各ポートは
天面
 IN OUT DRAIN FILL の4ポート。
側面
IN OUT の2ポート。
(「リザーバーの各ポート」の画像を見て下さい。この画像のように水平配置とします)

9900Kのクチコミでいろいろ相談した結果、今のところ、
本来の水路(リザーバーへの出入り)は天面のINとOUTをそれぞれ使う。
注水はFILLから行い、エア抜きが終わったら普段は内圧調整プラグで栓をしておく。

排水のために側面のINもしくはOUTにボールバルブを接続し、排水の際はソフトチューブを接続してケース外のバケツに垂らしてからバルブを開け、FILLポートの内圧調整プラグを取り外す。

こんな感じで考えていますが・・・

これで上手く排水できるでしょうか?
排水の際、出口の他に空気が入っていく場所がないとダメだと思いますが、本来もっと上の位置の方がいいのではないかと思っています。
しかし、一番上は天面配置のラジエターなので、次点候補としてはCPU→フロントラジエター間となりますが、ここに例えばT字分岐とボールバルブを追加したとして、そのバルブ開けたら天面ラジエターの水はそこから出てしまいませんか・・・?
というかそもそも上記のようなやり方をしても内圧調整プラグを外したらそこから水が溢れるんじゃないか疑惑すらあるのですが・・・。

書込番号:23282644

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殿堂入り金メダル クチコミ投稿数:23631件Goodアンサー獲得:3643件

2020/03/13 21:55(4ヶ月以上前)

TOPラジエータの水抜きが思うように出来るかが問題。

グラボ経由で逆流のようにリザーバまで戻ってくれるだろうか。

ケースを何度も傾けながらでもきついかな。

同様にフロントラジのIN/OUTは上部だから抜けるわけがない。

各ラジエーターのポートあるなら、そこにコック付けて水や空気の流れを作れたら良いかな。

書込番号:23282713

ナイスクチコミ!0


クチコミ投稿数:6230件Goodアンサー獲得:499件

2020/03/13 22:06(4ヶ月以上前)

要は工夫次第

実験的にやれたとしてもこんな感じ

書込番号:23282743

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針の先さん
クチコミ投稿数:485件Goodアンサー獲得:121件

2020/03/13 22:11(4ヶ月以上前)

>弐津区寝恵無さん

返信しようとしたら移動していたので、重複する部分あってもご容赦を。

確かにリザーバーがこの向きだと形状的に注水管つけた方が安心かなぁ…と思いますね。最初の注水でポンプ回したときも結構な勢いで吸いますし、ギリギリで入れると溢れそうで怖いですし。
どうしても形状と配置上、液面低下がわかりにくいので低下させすぎないよう気をつける必要はあるかもしれません。

>エア抜き
リザーバーを閉じた状態で行って問題ありません。特にラジエーターのエア抜きは結構頑固なので、ケースをしっかり持って傾けたりガクガク揺さぶるという、端から見ればヤバイ行動を取らないと中々抜けません。エアが抜けたら圧を抜いて水補充して、の繰り返し。
特にやらない人もいますので、どちらでも良いといえば良いのですが効率を気にするならやった方が良いです。

>ドレン
この置き方だとDRAINポートから抜くのはアウトですね。ドレンは液下にある必要があります。
DRAINを使いたければ仰るようにリザーバー以外の水路のどこかを開ける必要がでてきます。当然ですがそれが最上部であるトップラジより下にあると、そこから溢れてきます。
ドレンが側面INOUTのような液面下にあるならFILLポートを開けてやるだけで排水されます。きっちり抜きたければ、いっそドレン専用の迂回水路を作るのもアリかも?
コンプレッサーかける方法もありますが、まぁ、そこまでやることも…。

>内圧調整プラグを外したらそこから水が溢れるんじゃないか疑惑
溢れないのでご安心下さい。

>熱膨張
確かに冷却水は温度上昇により膨張しますが、車のように膨張を懸念しなければならない程の温度になりませんし、そもそも些細な変化のため気にする必要はありません。普通はリザーバーが緩衝材となります。ハードチューブでリザーバーレスといった特殊構成だと少し気にする必要があるかもしれません。

どちらかと言えば気にしなければならないのは、温度上昇による冷却水の蒸発により、水路内が長期的に減圧する方で、これは自動式の圧力調整弁では対応してくれないため(負圧弁を備えた製品があるなら良いのですが)、定期的にリザーバーを開けて内圧調整をする必要があります(※1)。

>圧力調整弁
調整弁と銘打ったものには
1.自動調整:内部が加圧された時、自動的に圧抜きしてくれるタイプ。
2.プッシュ式:プッシュすると隙間ができる手動式
3.大気圧型:やる気あるか不明な隙間空いているだけの蓋ですらない何か
以上の3種類があって(他にもあるけど略)上記したように水路内は基本、減圧方向に働くので(※2)付けても良いし付けなくても良い、付けるとほんの少し楽?、そんな感じです。注水管にボールバルブをつけるなら、まさに手動式の開放弁になっていますね。

※1:といっても数ヶ月に1回とかその程度で水温が低ければ蒸発も少ないので下手すれば1年に1回とか、リザーバーの水面確認するついでにやる程度。

※2:例外的に注水から1週間くらいは蒸発がまだない事と僅かな熱膨張、エアが抜けてくる事で加圧方向に働く。

※1.補足
alphacoolの自動圧力調整弁には加圧0.3~0.4barで開放されると書いてあります。海抜40mで蒸気圧を温度に変換すると約69~76℃になります(水蒸気の数値なので少し異なります)。そしてポンプの使用限界温度は60℃です…。

排水と分解のイメージはこんな感じ
https://www.youtube.com/watch?v=ACoc9yxfYK0

書込番号:23282754

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クチコミ投稿数:19件

2020/03/13 22:14(4ヶ月以上前)

>あずたろうさん
フロントラジエターは上下反対も考えたのですが、そうするとフロントラジエターのIN/OUTがポンプより低くなるんですよね。まぁそれでもちゃんとリザーバーまで水は戻ってくるだろうし問題ないのかな・・・?
なおトップもフロントもラジエターにはIN/OUT各1個しかポートはないみたいです(製品画像およびメーカーサイトの図によれば)

>ガリ狩り君さん
ご提示いただいた図ですが、CPU→フロントラジエター と フロントラジエター→リザーバー間にそれぞれ分岐とボールバルブを仕込んで、フロントラジエターを通らないショートカットを作るということでしょうか・・・?

書込番号:23282763

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クチコミ投稿数:19件

2020/03/13 22:31(4ヶ月以上前)

>針の先さん
なるほど・・・。なんとなくイメージができてきました。

現物合わせてみないと実現可能かどうか怪しいですが、フロントラジエターを上下反転させて、フロントラジエター→リザーバーの配管をリザーバーの下に潜らせて(フロントラジエターの出口よりほんのわずかでも下げる)最下部を作って、そこに分岐とボールバルブを仕込めば解決しそうな気がしてきました。
(電源用の空間部分はケース幅一杯にケースのプレートがあるため、リザーバーの下を潜らせるしか底へ配管をもっていけません)

それが無理そうなら、ドレンはリザーバーの側面ポートにしようと思います。

内圧調整プラグもやめて(まだ手配していない)、FILLポートから真上にボールバルブを取り付け、注水時はそこにあまったチューブを取り付けようと思います。

書込番号:23282806

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クチコミ投稿数:6230件Goodアンサー獲得:499件

2020/03/14 07:54(4ヶ月以上前)

ザックリとこんな感じ

ダメ出しになってしまうけど、自身で複雑なループを考えられないってことだったら、統合排水にしたいって話になると、こんな感じで単純に済ませた方が楽ですよ。
リザーバーを無理やり寝かせるのではなく、設置の容易さを考えるとブラケットで縦置きにして、リザーバーの水量を見やすい状況にしますけどね。
CPUのチューブ(ループ)が低い位置になる場合は、排水の抜け具合も考慮してCPUループの最も低い位置に分岐を設けることでしょう。
自身はメンテナンス性を重視していることから、ハードチューブを使う気は全くないですが、その辺はスレ主さんのセンス次第なので、正直なところ何とも言えません。
ソフトチューブ利用になると別の話なのですがね。
水温計はファン制御を考えると、その位置ではセッティングの意味合いから良くないし、訂正した位置がファン制御セッティングで容易になります。
あとデジタル式フローメーターよりも単純なフローメータで足ります。
こんな感じになりますが気を悪くしないでください。


それとリザーバーを縦置きにする限りとなりますが、私がポンプで使う小さいスプリッター(3Way分岐)とロータリニップルを利用して、内圧調整弁と注水口をリザーバーに設置することは可能です。
内圧調整弁を組込む前に分解して、リザーバーに極力負担かけない様に気圧の抜けを調整していますが、予備を含めて2個設置しました。
フィッティングは下手にメーカー統一してしまうと、行き詰まること多々あるのでケースバイケースで利用してください。
あとフィルターの設置を考えていないのでしょうか?


もう一度書きますが、使われるケースの種類書かれないのはなぜでしょう?
ケースの種類が分かると、取り回しも多少は見えてくるのですがね。

書込番号:23283250

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クチコミ投稿数:19件

2020/03/14 11:01(4ヶ月以上前)

>ガリ狩り君さん
実はケースは貰い物で型番とか不明なのです。たぶん怪しい中華製・・かな?
そんなの捨てて買い替えしたほうがいいんでしょうけど・・・

リザーバーは縦置きするとなるとケースの電源部カバーとの干渉を避け、かなり高い位置への設置になってしまいます。

フィルターは図に入れ忘れましたが水温/流量計の手前に配置するつもりです。

流量計・水温計についてですが、まず流量計はポンプの直後が一番いいとして。
水温計を複数も検討しましたが、1個あればトータルでの温度管理はできると思います。
最後のラジエターの後〜最初の熱源であるGPUの間にあれば、あとはGPU温度/CPU温度と3点で比較すればよいかと。
・水温計は十分低い
 ・CPU温度に余裕がない
  ・GPU温度が余裕がない=グラボのOC抑える
  ・GPU温度は余裕がある=トップのラジエターファン調整、ダメならラジエター能力不足?最終的にはCPUのOCを控え目にする
 ・CPU温度に余裕がある=水温が安全な範囲でもう少しCPUのOCができる
  ・GPU温度が余裕がない=グラボのOC抑える
  ・GPU温度に余裕がある=CPU/GPU共にもう少しOC可能
という感じで、OC度合い、騒音、CPU/GPUのコア温度のバランスを取っていけると思っています。
(正確性は組み込むタイプの水温計より劣るかもしれませんが、サーモグラフィーカメラという手もありますし)
以上の考えと、接合部が増える=漏水リスクだと思うのと、費用面から考えて、水温計は1個にしました。
(ダメなら配管ぶった切ってあとから足せますし)

その上で水温計の位置ですが、リザーバーの手前と後ろで有意な差があるとも思えません。
仮に差があったとしても、その差は常に一定ではないでしょうか。
(設定した流速が同じならリザーバー内に滞留する時間もポンプの発熱も基本的に変わらない)
だとすれば、フロメーターとセットになったものを1個設置すればいいかなと。一番見やすい位置にきますし。

せっかくお教えいただいている立場で言い返すようになってしまってすみません。
以上の考えのなかでおかしいとこ指摘して頂けると助かります。

書込番号:23283581

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クチコミ投稿数:6230件Goodアンサー獲得:499件

2020/03/14 12:05(4ヶ月以上前)

水温計は全てのラジエターファン含めて速度制御調整時の目安に使うことから、その位置で冷却性能を最大限に活かすシビアな調整も楽って事なんですよ。
マザーの種類も分からないので何とも言えませんが、水温センサー繋げられるマザーでは、水温計を省略できますがね。
MSIアフターバーナー利用してみたり、BIOSカスタムファン制御行う際、自身の経験から無駄に時間も使わないってことで。



本格水冷ってパーツの組合わせは組む人の自由ですから、失敗しても第三者に責任押し付けないこと前提に、自己責任で好きなように組んでみてください。
GPU分解はメーカー保証失効扱いにしてしまうメーカーもあるので、それも自己責任ですがね。

書込番号:23283716

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針の先さん
クチコミ投稿数:485件Goodアンサー獲得:121件

2020/03/14 22:21(4ヶ月以上前)

>弐津区寝恵無さん

ドレン設置は個性が出やすく何が正解というわけでもないので、機能・使い勝手・美観のバランスで良い感じに置けば良いと思います。要は水が抜けさえすれば良いんですからね。

水温計はラジエーターの熱交換能力を見る意味でも1個はあった方が良いと思いますが、やっている内に「そんなもんいらんわ」ってなる人もいます。というのも通常、システムがフルロードしても大丈夫なようにラジエーターを選ぶので危険なほど発熱する、という状況自体が発生しないんですよね。※1 OCなら水温より先にコアが音を上げるんじゃないかな…と。私にはわからないので色々試してみると良いと思います。

水温計に使われているのはサーミスタで、あんまり精度は良くないですしサーミスタ毎の誤差も発生します。そんなわけで水温は目安程度です。差は大きくても5~6℃程度とは思いますが(多分…)。※2 総じて「〜計」は必須装置ではなくて付けて楽しい付加装置という印象です。


>水温差
最も高くなるのは熱源の後、最も低くなるのは熱源から最も遠いラジエーターの後…と、理屈の上ではそうなるのですが、システム全体で見ても普通、両者の差は数度程度なので気にしなくても良いです。漏水リスクを減らすなら仰るように元々キャップが必要な部分(リザーバーやラジエーター、GPU水枕等)に付けるだけで十分ですね。水温は所詮、目安ですので。※3


実際のところスレッド初期状態で十分に組める段階だったと思います。ハードチューブはソフトに比べてやや圧変化に弱いですが(比べて、なので弱いわけではない)、ロータリーフィッティング使わなくても良いので漏水リスクはソフトより低いと言えます(長期運用だとロータリーのガスケットから漏れるのが一番わかりにくくて怖い)。
「水漏れ怖い!全損するよ!」とか言われることもありますが、「自作PC怖い!」と同じようなものでやってみると言うほど怖いもんじゃないです。…と、油断した頃にケアレスミスするまでがワンセットなので、その頃にまた気をつけて下さいw

※1:静音目的で極力ファン速度を落としたい場合や、GPU複数積み・OC等で発熱状況が予測できない場合を除く。
※2:校正できる機器は少ないので信じるしかない。K型熱電対を使った高精度なタイプもあるものの、読み取る装置が必要なので間違わないように。
https://koolance.com/coolant-temperature-sensor-plug-k-type-thermocouple-sen-tck01g
※3:水温にはっきりした基準があるわけではないが室温(ケース内温度)+5℃以内程度に収まっていたら十分冷えていると言われる。守っても良いし守らなくても良い。

書込番号:23284929

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クチコミ投稿数:6230件Goodアンサー獲得:499件

2020/03/15 07:42(4ヶ月以上前)

-針の先さん-

クーランスのリンクを貼るのもなんだかねぇ。
独自の珍説理論挙げてみたり、知人も呆れるほど精度の悪さや悪手な組合わせをやらかすメーカーってことで、俺自身もそこの調整弁をリークテスター使いながら、バラツキの差が大きいが為に圧調整して手直しするくらいなのですがねw
ちなみにクーランスの調整弁を6個リークテストしてみて、実際は0.4〜0.5berの物が多く調整弁としては避けたい、リークテスター購入して分解調整できない人に勧めませんがね。


それとソフトチューブの着色汚れは即交換、ロータリーの漏れは組む前の初期リークテストしていないと、漏れに気付かない人は多いと思う。
漏れに気付いて捨てる結果になるロータリーアダプターは、初期リークテストでも漏れの兆候あるので・・・
ロータリー部分のシール切れって、新品でも捨てる事できない人には勧めないし、回るからと過信して回し過ぎるのは、漏れを早めるので良くないけどね。
資金に余裕なかったらハードチューブでも良かったけど、どちらにしてもフィッティングのOリング予備を用意していないと困ると思うよ。
フィッティングが新品でも、Oリング劣化で交換しているのでね。
どちらにしても準備と少し余分にパーツを用意出来ない人は、些細なトラブルも早期に回避できないということで。

書込番号:23285356

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クチコミ投稿数:19件

2020/03/15 23:31(4ヶ月以上前)

ありがとうございます。

>ガリ狩り君さん

>>GPU分解はメーカー保証失効扱いにしてしまうメーカーもある
むしろ分解して保証失効しないメーカーなんてあるんでしょうか・・・?

>針の先さん
>>油断した頃にケアレスミスするまでがワンセットなので、その頃にまた気をつけて下さいw
基本常に油断しまくりな人間なので常に気を付けようと思います。

質問ばかりで食傷気味だと思いますが、あと1点だけよろしければお付き合いください。

フロントラジエターですが、IN/OUTが片側にあり、これを上にするか下にするか。
ググった範囲では「こっちにしろ」的な記述はなく、画像検索で見るとIN/OUTが上に来ている事例のほうが多いように見受けられます。
最終的には、「そもそも物理的に配管ができるのか?」「無駄に管長が長くならないか?」というのもあると思いますが、エア抜きと排水の観点からはどっち向きが理想とかあるのでしょうか?

書込番号:23287212

ナイスクチコミ!0


クチコミ投稿数:6230件Goodアンサー獲得:499件

2020/03/15 23:45(4ヶ月以上前)


>むしろ分解して保証失効しないメーカーなんてあるんでしょうか・・・?


ハードルは高いが【個人輸入+元の状態に戻せること】前提だったらEVGAの一択。

書込番号:23287237

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針の先さん
クチコミ投稿数:485件Goodアンサー獲得:121件

2020/03/16 01:28(4ヶ月以上前)

下OUTからの例

上OUTから上IN。わかりにくいが中にチューブが見える

上OUTから下IN

>弐津区寝恵無さん
のんびり回答しているのでお気になさらず。

フロントはAlphacool NexXxoS XT45 Full Copper 280mmということでINから入ったクーラントはUの字を描いてOUTに戻ってくるUフロー構造で、上下どちらでもこの部分の持ち上げる水の高さは変わらないため、ポンプ負荷は同じです。

ですので好みの問題ですね。想像になりますが上からが多いように見えるのは、

上に置くと経路的にトップラジやCPU水枕から最短のINであったり、円筒形のリザーバーでインナーチューブがあるタイプだと上のOUTから最短でリザーバーに戻ってこれるので経路的に美しい…、から?とか単純に下からだとポンプやリザーバー等でゴチャゴチャして作業性が悪いから…、とか…?リザーバーやケースとの兼ね合いで決まっている気がします。あと個人的な美観。でも下からの作例も沢山ありますよ。

ラジエーターのエア抜きはどちらでも大して違わないはずで、残念ながら肉体労働が必要です。排水はINOUTが下に来ている分、間違いなく下の方が抜けやすいです(それより下にドレンがあった場合ですけど)。これはラジエーター内の水路がU字なので構造上、仕方がないところ。ただ結局、分解清掃するなら同じなので一概にどちらが有利とも言えない気がします。ですので「上下どちらが良いか」はgoogle先生に聞いても回答は差し控えさせてもらわれますね。

あえてベターな指摘であるなら、リザーバーのOUTは当然として、エアの循環を防ぐアンチバブル間仕切りが機能すると予想するためINも側面から入れた方が良いと思われます。『エア抜きに主眼を置くなら』ってことで「それ配管どうすんの…」というツッコミはとりあえず無視しています…。

書込番号:23287338

ナイスクチコミ!0


針の先さん
クチコミ投稿数:485件Goodアンサー獲得:121件

2020/03/16 01:52(4ヶ月以上前)

書き漏らし。

フロントIN/OUTを下にすると排水時、リザーバーは抜けても多分INまでの水路に残ります。そういう意味でも大差ないかなと。

書込番号:23287349

ナイスクチコミ!0


クチコミ投稿数:19件

2020/03/16 11:17(4ヶ月以上前)

ありがとうございます。

だいたい疑問点は解消できました。

着手するのは来月かな・・・パーツが揃わないので。(本格水冷パーツの国内入手性めちゃくちゃ悪いですよね。コロナのせいか国際貨物も妙に遅いし・・・)

書込番号:23287714

ナイスクチコミ!1


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