Non vi bastano più i classici dissipatori ad aria? Pensate che i wb nn siano abbastanza per raffreddare i bollenti spiriti dei vostri processori? Ecco quindi che grazie alla Dimastech abbiamo la possibilità di mostrarvi in tutti i dettagli come funziona un phase-change e aiutarvi quindi a capire se fa per voi...

UN PO’ DI TECNICA….che cosa è il phase-change

La parola “phase” nel termine “phase-change” è riferita ai diversi stati in cui una sostanza può esistere. I più comuni sono lo stato solido (ghiaccio), liquido (acqua), e gassoso (vapore). Ci sono altri stadi intermedi, ma in questo caso non importanti per spiegare il principio di funzionamento del phase-change. Quando una sostanza cambia il suo stato assorbe o rilascia energia. Per esempio quando proviamo a ghiacciare l’acqua (cambio di stato da liquido a solido), dobbiamo sottrarre calore. Quando vogliamo portare l’acqua allo stato gassoso (cambiamento di stato da liquido a gassoso) dobbiamo fornire calore; infine se vogliamo far condensare il vapore in acqua (stato liquido) dobbiamo ancora una volta sottrarre calore, la superficie che è a contatto con il gas diventa calda. Lo stesso principio viene usato in un sistema di raffreddamento chiamato appunto “phase-change”.Vediamo come un normale frigo lavora: esso è riempito con gas refrigerante come l’R134a, che bolle già a basse temperature (-26°C con pressione atmosferica). Il vapore viene compresso nel condensatore attraverso un compressore. Quando il vapore passa a stato liquido nel condensatore, viene rilasciato del calore. Dal condensatore il liquido viene trasportato all’evaporatore attraverso un tubo capillare. La funzione del tubo capillare è quella di opporre più resistenza possibile al flusso del refrigerante, così che il compressore può eseguire bene il suo lavoro, fino a portare il gas a liquido. Non appena il refrigerante entra nell’evaporatore, inizia a bollire. Questo procedimento toglie calore dalle superfici dell’evaporatore stesso; di conseguenza queste pareti tendono a raffreddarsi. Il vapore che si viene a formare viene rimandato indietro nel compressore, dove viene nuovamente compresso. Lo scambiatore di calore tra il tubo capillare e la tubazione che riporta il gas nel compressore aumenta l’efficienza del tutto, pre-raffreddando il gas appena compresso (quindi ancora caldo), proveniente dal compressore grazie al gas freddo proveniente dall’evaporatore. Il dryer rimuove i residui di acqua dal gas refrigerante prevenendo l’instaurarsi del ghiaccio all’interno del tubo capillare. L’ultima parte è l’accumulatore: visto che è impossibile comprimere un liquido, nel nostro caso quello che non è evaporato, viene raccolto dall’accumulatore in modo che non vada a danneggiare il compressore.

Ora che sappiamo come funziona un phase-change, vediamo come viene utilizzata la tecnologia  phase-change per l’overclock. I primi phase-change sono arrivati in Italia circa 4 anni fa, i produttori erano 2: Prometeia e Asetek (che produce ancora oggi il VapoChill). Prodotti industriali, di ottima fattura e rifinitura, ma non molto potenti (Prometeia compressore da 1/3 di cv e Vapochill da ¼ di cv). Entrambi fatti nello stesso modo: stesso meccanismo dei frigoriferi precedentemente descritti, ma la potenza refrigerante veniva concentrata tutta su un evaporatore che veniva posto al di sopra della cpu, o eventualmente anche delle GPU, per raffreddarle. Questi phase-change, inoltre, hanno uno schermo di controllo della temperatura, tramite il  quale  può essere gestita, regolata e monitorizzata via software direttamente da Windows.

Chiaramente questi tipi di raffreddamento  vengono montati  con previa coibentazione tramite neoprene attorno al socket, per evitare che la condensa possa causare danni all’hardware. Normalmente questi phase-change venivano acquistati da chi voleva un overclock da uso giornaliero spinto, o da chi  faceva overclock estremo, (fino a 3 anni fa l’uso in Italia di Dry-Ice e Azoto liquido era molto limitato), nel caso dell’utilizzatore estremo questi phase-change venivano modificati cambiando il gas per raggiungere temperature più basse (normalmente r404), ma senza mai arrivare alle temperature del dry-ice.

Altro grosso problema di questi phase-change era il costo, che superava e supera tutt’oggi i 700-800 €.

PARLIAMO DI CASCADE

Per raggiungere e superare le temperature del dry-ice, venivano e vengono tuttora costruiti (artigianalmente soprattutto negli Stati Uniti) i cascade. Che cosa è un cascade? Ogni gas ha un punto di ebollizione/condensazione diverso, quindi sfruttando proprietà diverse dei vari gas si possono utilizzare una serie (2 o più) di compressori a cascata per raggiungere temperature molto più basse rispetto ai normali single Phase. In particolare consiste nel far condensare un gas diverso da quello del primo stadio, per poi farlo evaporare ad una temperatura inferiore, ovviamente il gas deve avere delle caratteristiche speciali, per esempio l’etilene (in Italia si usa R1150) evapora a – 103°C, e può essere condensato facilmente a -30; il concetto è che dato un gas, si cerca di farlo condensare ad una pressione decente, in caso dell'etilene siamo sui 10bar, la pressione di 10 bar la possiamo trovare in un qualsiasi sistema a singolo motore, come pressione di condensazione. Quindi un primo compressore può essere caricato con un gas tipo r404 o r402 o r 507, e raggiungere temperature sui – 40°C; il compressore successivo invece va caricato con R1150 che permette di raggiungere le famose 3 cifre (-100°C) tanto ambite sia dai costruttori di phase, sia dagli utilizzatori (overclocker estremi) sempre alla ricerca di freddo per ottenere  record su record. Grazie a regolatori di pressione, sempre presenti su sistemi a cascata, possiamo regolare la temperatura, e quindi avere un grande vantaggio soprattutto se abbiamo a che fare con CPU o GPU con problemi di cool-bug. Per concludere: il principio di compressori in cascata è applicabile con qualsiasi gas, ma solo alcuni hanno caratteristiche adatte a raggiungere queste temperature.

IL PHASE CHANGE IN ITALIA

Negli ultimi due anni sono apparsi in Italia, alcuni ragazzi che dopo aver accumulato esperienza con le modifiche ai vari Prometeia e Vapochill,  hanno deciso di mettersi in proprio e costruire artigianalmente i Phase-change, sia single-phase, sia cascade.

Prodotti totalmente italiani, di elevata qualità, più potenti rispetto ai vari Prometeia e Vapochill a un prezzo decisamente più accessibile.

DIMASTECH

Uno dei più intraprendenti e maggiormente impegnati nella costruzione di phase-change in Italia è sicuramente Andrea Di Marco, fondatore della  DimasTech. Ditta che si occupa di phase-change dedicato all’overclock. Manutenzione phase-change, costruzione single-phase e cascade, anche progetti su misura.

In questa recensione analizzeremo un phase-change che ci è stato mandato in redazione direttamente dalla DimasTech.

Oltretutto da poche settimane la ditta DimasTech si è dotata di un simulatore di cpu, per avere un  parametro comparativo di riferimento nel tempo, senza dove utilizzare le cpu per testare i phase.

Questo simulatore è stato ricavato da un blocchetto di rame delle dimensioni (mm) di 80x70x15.
Sulla parte superiore è stata ricamata una forma delle dimensioni di un core,   oltre ai due fori di fissaggio della staffa, un buco laterale per la resistenza a cartuccia, e un foro per la sonda di temperatura.

La resistenza a cartuccia eroga ben 250w a 230v, per simulare i vari tipi di carico è presente un variatore di tensione.

Ecco le foto del simulatore:

Successivamente tutto il blocchetto verrà coibentato per ridurre al minimo le dispersioni e dare dati realistici e replicabili.

GAMMA SINGLE PHASE

Per i prodotti più complessi, come cascade o sistemi simili, normalmente i progetti vengono accordati su misura, in quanto si tratta di prodotti il cui costo può abbondantemente passare i 1000 €, quindi ogni overclocker estremo, disposto a spendere determinate cifre per un sistema di raffreddamento, è molto esigente e soprattutto porta alla massima personalizzazione il cascade, sia come accessori sia come potenza dei compressori.

Invece per i Single-Phase la ditta DimasTech ha messo a disposizione dei clienti un listino molto completo per soddisfare tutte le varie esigenze, lasciando sempre la possibilità al cliente di scegliere (oltre al colore) anche altre eventuali personalizzazioni o richieste specifiche, cosa che sarebbe impossibile se ci rivolgessimo a grandi aziende come Asetek.

Listino prezzi:


DimasTech Evo 450€ motore 1/2 cavallo (oggetto della recensione)
DimasTech Eco 400€ motore 1/4 cavallo
DimasTech Evo Controlled 570€ motore 1/2 cavallo
DimasTech Eco Controlled 520€ motore 1/4 cavallo
DimasTech Evo 3/4HP 520€ motore 3/4 cavallo
DimasTech Evo 3/4HP Controlled 620€ motore 3/4 cavallo
DimasTech Evo Beast 570€ motore 1 cavallo
DimasTech Evo Beast Controlled 670€ motore 1 cavallo

I modelli Eco identificano modelli entry-level ma comunque dotati di compressori di buona potenza (compressore da ¼ come quelli montati sui Vapochill LS), che permettono di raggiungere temperature di -15 – 20 °C in full load, con un carico di oltre 150 W.

I modelli Evo e Evo Beast montano compressori fino a 1 Cv che permettono grandi prestazioni (oltre i -30 °C in full load anche con carichi superiori a 180 W).

Consumi energetici:

Compressore da ¼ CV: 180w 1/4
Compressore da ½ CV: 230w 1/2
Compressore da ¾ CV: 270w 3/4
Compressore da 1 CV: 380w 1 cavallo

I dati sopra riportati sono relativi al consumo del phase con cpu in full load, mentre durante le fasi di idle il consumo si riduce, perchè il compressore deve spostare meno calore.

Analizzando i dati del consumo possiamo confrontarli con quelli di una cella Peltier (spesso usata accoppiata a WB o con WB specifici) per raggiungere temperature inferiori a 0°C.

Una cella Peltier da 225 W, certamente non permette temperature in full load raggiunte dal phase nella nostra prova (che monta un compressore da mezzo cavallo quindi con consumi paragonabili a una cella da 225 W). Inoltre  un WB con cella Peltier ,in estate, può creare problemi di surriscaldamento all’impianto a liquido, che va abbondantemente potenziato nel reparto radiatori, oppure integrato con un refrigeratore (altri Watt che si aggiungono al consumo). Sicuramente un phase change permette, con un consumo simile a quello di una peltier, di avere prestazioni superiori e costanti per tutto l’anno senza problemi di surriscaldamento dell’acqua nei periodi più caldi.

Ora vediamo come funziona il Controller (presente nelle versioni controlled).

Il controller delle temperature rende il phase change un sistema di raffreddamento veramente completo e lo integra in maniera ottimale con il resto del vostro sistema, quindi è molto indicato per chi vuole usare il phase nell’uso giornaliero.

Il controller si accende all’accensione del PC (è collegato al tasto Power) e per prima cosa verifica la temperatura dell’evaporatore. Successivamente fa partire il compressore, l'evaporatore arriva in temperatura (diciamo -30°C) e in seguito il controller  da lo switch on alla scheda madre, il computer boota e il phase arriva alla sua temperatura di esercizio e alla pressione del tasto spegnimento, spegne il PC e il phase.
Inoltre se la scheda madre si spegne, il phase si spegne. Nel caso in cui il phase iniziasse a salire di temperatura, fino ad un dato setpoint , esso spegne il sistema oppure manda segnali di avvertimento.

Presente anche la  comunicazione seriale  (presto sarà disponibile la versione USB) che permette la comunicazione con Windows e relativo monitoraggio delle temperature.

Tramite un tastierino, si possono comandare: velocità ventole, temperature accensione e spegnimento; inoltre i dati sono visualizzati su uno schermo LCD 16x2 retroilluminato.

Ecco alcune foto del DimasTech Eco Controlled con motore 1/4 cavallo

Veniamo ora ai test con il Phase Change che la DimasTech ci ha mandato in redazione:

DimasTech Evo Compressore da 1/2 cavallo

CARATTERISTICHE TECNICHE:

Motore: da 1/2 cv caricato con gas r402, tubo da 1 metro flessibile e già coibentato, evaporatore con staffe intercambiabili: compatibile: vga (ati-nvidia, presto disponibili anche staffe compatibili con VGA Nvidia della serie 8800), cpu (939, 775), corredato di viti di fissaggio delle staffe e neoprene per la coibentazione della scheda madre o della scheda video.
Quindi il phase-change  è arrivato con tutto il necessario per essere utilizzato immediatamente.

Ecco il phase all’interno:

Staffe, viti di fissaggio e neoprene:

Staffa VGA

Staffa CPU

Ed arriviamo al phase-change:

CONFIGURAZIONE DI TEST:

Software utilizzato:

MONTAGGIO:

Per fare i test, abbiamo utilizzato un banchetto, con il phase accanto, ma chi lo usa per il dayuse, può tranquillamente mettere il phase-change accanto al case e tramite un foro (oppure usa il foro della ventola laterale del case) attacca l’evaporatore alla CPU, cosa molto semplice da effettuare grazie alla elevata flessibilità del braccio.

Banchetto e Phase-Change:

Particolare di coibentazione ed evaporatore:

TEST

Dopo appena 3  minuti di funzionamento, con modifiche della scheda madre  attivate ecco la schermata del bios con temperature e voltaggi:

ed ecco la temperatura rilevata dal termometro:

Con cpu a default e v.core 1.400 v reali (quindi superiore al default) abbiamo una temperatura in IDLE in Windows di -40,5°C rilevati dal termometro.

Ora vediamo  come si comporta con un po’ di overclock e quindi maggiore carico di watt da dissipare:  impostiamo v. core a 1.745

E iniziamo a salire... 480x9 super-pi da 32m, temperatura  di partenza -32°C qui siamo all'ultimo loop:

Questo invece è il massimo super-pi 1M che siamo riusciti a chiudere impostando un voltaggio di 1.800 v.

Questa cpu con raffreddamento a liquido a temperatura ambiente chiude il super-pi 1M poco sotto i 4 Ghz, quindi abbiamo avuto un grandissimo incremento di frequenza massima benchabile.

CONCLUSIONI:

 

Prestazioni:                              

Rapp. Qualità/Prezzo:             

Giudizio Complessivo:           

Questo phase change che possiamo considerare di fascia medio bassa (come prezzo), ma non certamente come prestazioni, date le temperature che garantisce anche con alti carichi (conroe con 4 Mb di L2 @ 4500 Mhz e oltre 1.7 v di voltaggio), inoltre la rumorosità è contenuta, sia delle ventole, sia del compressore, molto ben fatte tutte le staffe di aggancio semplici da montare e funzionali, anche il case è rifinito alla perfezione, senza sbavature della vernice, o imprecisione nell’assemblaggio.

In conclusione i sistemi phase change sono molto utili, hanno un largo range di utilizzo e permettono performance prima irraggiungibili dal proprio sistema, in particolare l’articolo recensito non si è tirato indietro.

Sono strumenti utilizzabili sia dall’utente esperto, sia dal novizio intraprendente che ha voglia di prestazioni.

Chi fosse interessato può chiedere informazioni a Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.

Il sito www.dimastech.it sarà presto online.

Ringraziamo la ditta DimasTech per aver fornito il Phase dalla recensione, listini, e tutti i dati tecnici.