Projekti: Keijon kone vesille!

TLDR; katso videot Keijon ja Flamekin toilailuista Youtube-kanavaltamme!

Olipa kerran Keijon tietokone. Eräänä päivänä Keijo päätti, että kone on jäähdytettävä nesteellä. Siitä alkoi Keijon ja Flamekin yhteinen missio saada Keijon kone vesille.

Ensi alkuun kerrottakoon, mitä kone on syönyt:

Emolevy: ASUS X570-F Gaming
Prosessori: Ryzen 5950X
Näytönohjain: ASUS TUF RTX 3090
Keskusmuisti 32 GB 3600 Mhz
Virtalähde: ASUS ROG STRIX 850W
Tallennustila: 1x m.2 SSD, 3x SSD, 3x HDD

Tarkoituksena oli jäähdyttää prosessori ja näytönohjain nesteellä. Aiemmin jäähdytys oli tapahtunut perinteisesti ilmalla. Jotta nestejäähdytyksen vaatimat kolme radiaattoria ja nestesäiliö saataisiin mahtumaan koneeseen, piti kotelo vaihtaa hieman isompaan. Koteloksi valikoitui Lian Li o11 XL Dynamic. Yleensä kyseisen kotelon kanssa nestejäähdytyskokoonpanossa tai ’buildissa’ käytetään distro platea, eli nestesäiliötä, jonka sisällä ovat nestekanavat ja näiden portit jäähdytettäville komponenteille. Kotelomalliin on saatavilla useampikin erilainen distro plate, mutta tässä buildissa ei haluttu päästä helpolla, vaan distro platen tilalle haluttiin laittaa ulkonäkösyistä EK-Waterblocks 360 Plexi ‑nestesäiliö. Nesteen jäähdyttämiseksi haluttiin asentaa kolme radiaattoria ja nesteen kierrättämiseksi kotelon takatuuletinpaikkaan EK:n 140 Plexi ‑pumppusäiliö. Itse nestekierto tulisi tapahtumaan kovilla putkilla. Koneen väriteema olisi pääsääntöisesti musta muutamilla punaisilla ledeillä höystettynä.

Alku aina hankalaa

Projekti alkoi luonnollisesti vanhan koneen purkamisella. Prosessoria aiemmin jäähdyttänyt Noctua D-15 chromax sai väistyä EK:n Velocity-blokin tieltä. Blokin asennus onnistui helposti. EK:n tuotteissa on hyvät ohjeet, tosin kyseisellä hetkellä ne ovat saatavilla vain digitaalisena versiona. Koska itse nestekierrossa on paljon suunniteltavaa ja sovitettavaa, kiinnitettiin koneeseen alkuvaiheessa blokin lisäksi ainoastaan emolevy ja HDD:t. Muut osat olisivat luultavasti vain tiellä ja niiden asennus tapahtuisi tuonnempana. 

Seuraavaksi alkoi radiaattorien sovitus, joita koneeseen oli tulossa kolme kappaletta. Tarkoituksena oli täyttää kaikki kolme radiaattoripaikkaa EK:n Coolstream 360 PE ‑radiaattoreilla. Maksimimäärällä radiaattoreita saadaan maksimijäähdytysteho. Sovitusvaiheessa kävi kuitenkin ilmi, että PE-radiaattorit ovat liian paksuja laitettavaksi koneen takaosaan 360 Plexi ‑säiliön kanssa. Tähän ongelmaan keksittiin kolme vaihtoehtoista ratkaisua. Ensimmäinen vaihtoehto olisi pitää paksut radiaattorit, mutta jättää säiliö kokonaan pois, koska buildin nestetilavuus on riittävä myös ilman säiliötä. Toinen vaihtoehto olisi vaihtaa ylä- ja alaradiaattorit ohuempiin SE-mallin radiaattoreihin, jolloin säiliön voisi edelleen sijoittaa näiden väliin. Kolmas vaihtoehtoehto olisi vaihtaa suoraan säiliön takana oleva takaradiaattori ohuempaan SE-malliin ja näin päädyttiinkin tekemään. Tällä tavalla säiliö mahtuu ylä- ja alaradiaattorien taakse. Näin voitiin myös säilyttää kaksi paksumpaa ja jäähdytysteholtaan parempaa radiaattoria ja vaihtaa vain yksi radiaattori ohuempaan malliin. 

Visuaaliset seikat ja niiden tärkeys

Koska kyseessä on kone à la Keijo, distro platen puuttuminen ei toki ole ainoa buildin erikoisuus. Tämän lisäksi koneen ulkonäkö oli tarkoitus sommitella niin, etteivät radiaattoreiden tuulettimet näkyisi. Eli radiaattorit asennettaisiin koneeseen tuulettimet kopan seinämiä kohti, jolloin näkyvä pinta koneen sisällä onkin radiaattorien säleikkö. Tämä ei tietenkään ollut ihan yksinkertainen juttu toteuttaa, sillä yksi radiaattori on valitettavasti sekä leveämpi että pidempi kuin siihen kiinnitettävät kolme tuuletinta. Etenkin alaradiaattorin kohdalla ei ollut vaihtoehtoa, että leveämpi osa olisi päällä ja kapeampi osa alla, koska se nyt vaan olisi ihan liian rumaa. Oli aika laittaa CAD-suunnitteluohjelma kuumaksi ja suunnitella tuulettimien ympärille erillinen kehys. Kehyksen ansiosta kolmesta tuulettimesta tulee kuin taikuudella juuri radiaattorin levyinen palikka. Haasteet eivät vielä päättyneet tähän, sillä 3D-tulostettu materiaali oli hieman tummempaa ja kiiltävämpää kuin radiaattorin pinta. Tämä ratkaistiin päällystämällä kehyksen sivut 2,5 senttimetriä leveällä mattamustalla sähköteipillä. Nyt tuulettimet kehyksineen voitiin lätkäistä radiaattoreihin ja radiaattorit koteloon. 

Kun ylä- ja alaradiaattorit oli kiinnitetty, oli aika laittaa takaradiaattori ja 360 Plexi ‑säiliö paikoilleen. Tätä varten takaradiaattoriin kiinnitettiin adapteripalat, joihin säiliön saisi kiinni. Koska takaradiaattorin ja sitä vasten tulevan säiliön väliin jäi vain noin kolme senttimetriä tilaa, säiliön kiinnitys oli eittämättä yksi buildin vit–, turhauttavimmista osa-alueista. Kiinnittäminen ei itsessään ollut vaikeaa, mutta pieneen väliin piti saada mahtumaan Keijon nakkisormien lisäksi kuusiokoloavain, jolla ruuvattaisiin neljä ruuvia adapteripaloihin säiliön ja radiaattorin ollessa paikoillaan kotelossa. Tässä vaiheessa tultiin myös siihen päätökseen, että jätetään aiemmin suunniteltu 140‑pumppusäiliö kokonaan pois ja asennetaankin erillinen EK Inertia D5 PWM ‑pumppu koneen takaosaan piiloon. Samalla yksi HDD‑asemista jäi pois, koska uusi pumppu tuli toisen HDD‑kelkan tilalle. Kun radiaattorien, säiliön ja pumpun paikat tiedettiin, pystyttiin lopullinen nestekierto vihdoin suunnittelemaan. 

Nestekierron suunnittelu, uudelleen suunnittelu ja valmistelujen tärkeys

Ennen putkien vetämistä vaihdettiin vielä näytönohjaimen jäähdytys. Vakiona olleen ilmajäähyn tilalle tuli EK-Quantum Vector Acetal ‑blokki ja EK-Quantum Vector Nickel+Acetal aktiivinen takalevy eli backplate. Passiivisesta backplatesta poiketen, aktiivisessa backplatessa kiertää neste, jolloin voidaan tehokkaasti jäähdytettää myös näytönohjaimen takapuoli. Jäädytyksen vaihto ei ole toimenpiteenä kovinkaan erikoinen. Otetaan vain ruuvit irti ja vanha ilmajäähdytin pois. Vanhat osat kannattaa irrottaa varovasti, etteivät näytönohjaimen komponentit vahingoitu irrotuksen aikana. Etenkin kyseessä olevan RTX 3000 -sarjan näytönohjaimissa alkuperäiset lämpötyynyt ovat murenevaa ja helposti hajoavaa sorttia ja jättävät irrotuksessa komponenttien päälle pienen töhnäkerroksen (virallinen termi). Nämä töhnäpinnat on syytä puhdistaa hyvin. Uuden jäähdytyksen osien mukana tulee myös uudet lämpötyynyt ja ohjeet niiden sijoitteluun. Kun uudet lämpötyynyt olivat paikoillaan, laitettiin jäähdytysblokki ja backplate kiinni näytönohjaimeen. 

Koneen nestekierrossa olevat komponentit suunniteltiin seuraavaan järjestykseen: pumppu, säiliö, prosessori (CPU), yläradi, näytönohjain (GPU), alaradi ja takaradi. Tässä järjestyksessä pumppu työntää nesteen säiliöstä prosessorin kautta eteenpäin. Kun komponentit oli saatu kasaan, oli aika katkoa putkia ja taittaa niitä oikeaan muotoon. Putkena käytettiin kovaa Corsairin Hydro X Series XT ‑putkea. Värinä tietysti satiinin musta, koska musta putki tehostaa koneelle kaavailtua tumman puhuvaa ilmettä. Putkien sahauksessa pitää olla todella tarkka, sillä pienikin lipsahdus aiheuttaa todella selkeän naarmun putken pintaan. Koneen takana olevalle pumpulle kierto tehtiin pehmeillä letkuilla. Letkujen käyttö helpotti toteuttamista, eivätkä ne ole ulospäin näkyviä osia. Samalla koneen takaosaan pumpun jälkeen lisättiin letkuun y-jakokappale ja tähän venttiilillä säädeltävä lisäputki, jonka kautta kierron voin tarvittaessa tyhjentää. 

Viimeiset haasteet

Kun kaikki kilkkeet oli saatu kiinni, olikin aika täyttää kierto. Nestekiertoa täytettäessä pitää muistaa, että pumppu ei saa pyöriä tyhjänä. Tämän takia säiliö pitää ensin täyttää ja antaa pumpun kierrättää nestettä eteenpäin. Kun neste on siirtynyt säiliöstä muuhun kiertoon, pysäytetään pumppu ja lisätään säiliöön taas nestettä. Tätä toistetaan, kunnes kierto on täynnä. Keijon koneessa nesteen virkaa toimittaa tislattu vesi, johon on lisätty mikrobien kasvua hillitsevää liuosta. Huolimatta jonkun hyvästä suunnitelmasta jättää säiliön yläosassa oleva täyttöaukko hieman yläradiaattorin taakse piiloon, aukko oli kuitenkin juuri ja juuri avattavissa. Säiliö vaan täyteen ja pumppu päälle…  Pumppu pyörii, mutta neste ei liiku. 

Huomattiin, että pumppu ei jaksanut työntää nestettä lainkaan säiliöstä eteenpäin. Ongelmasta koitettiin selvitä kääntelemällä koteloa. Tämä ei kuitenkaan onnistunut. Asia ratkaistiin tyhjentämällä neste säiliöstä ja vaihtamalla pumpun letkut ristiin nestekierron täytön ajaksi. Nyt neste kiertäisi väärään suuntaan eli pumppu vetää nesteen säiliöstä muulle kierrolle. Tällä tavalla kierto saatiin kuin saatiinkin täytettyä. Koska nesteen täytyy kiertää prosessorin kautta ehdottomasti valmistajan määrittämään suuntaan, pumpun letkut vaihdettiin lopuksi takaisin oikein päin.

Näin valmistui Keijon tietokoneen vesikierto. Kiitos FLAMEKKI ja Jimmyläiset. Kiitos Jimm’s PC-Store. Kiitokset lukijoille, katsojille ja seuraajille.

Keijo has left the building…:’(