Un sistema di raffreddamento a liquido per la CPU risulta praticamente equivalente all'avere una ventola ed un dissipatore giganteschi applicati alla CPU stessa, e le condizioni operative ottimali sono analoghe. Vediamo quali. Innanzitutto, le differenze di temperatura tra i vari componenti del sistema di raffreddamento devono essere le minime possibili.

Maggiore è la differenza di temperatura tra il canale di immissione del liquido di raffreddamento nel waterblock (inlet) e quello di uscita (outlet) e maggiore sarà la temperatura media del waterblock. Se la temperatura di ingresso del liquido refrigerante è di 20 gradi, e il liquido uscente è alla temperatura di 30 gradi, la temperatura media del waterblock sarà approssimativamente sui 25 gradi.

Ora, se noi riduciamo il salto di temperatura (la differenza tra ingresso ed uscita del liquido), ridurremo anche la temperatura media del waterblock: se la temperatura in ingresso del refrigerante è di 20 gradi, e quella di uscita 21 gradi, la temperatura media del waterblock sarà di 20,5 gradi, decisamente migliore. Ciò significa semplicemente che il waterblock riesce a smaltire il calore assorbito più rapidamente, abbassando di conseguenza in maniera più efficiente la temperatura della CPU.

Lo stesso discorso si applica alla differenza di temperatura tra il waterblock ed il radiatore, ed alla differenza di temperatura tra il refrigerante in entrata ed in uscita nel radiatore stesso. Questo perché l'energia che può dissipare un radiatore è correlata alla differenza di temperatura tra il radiatore e l'ambiente circostante: maggiore è tale differenza e minore sarà la temperatura media del radiatore e di conseguenza la sua efficacia, in base al ragionamento prima visto per il waterblock. Ciò potrebbe sembrare un controsenso, ma non lo è.

Per illustrarvi meglio il concetto, vi sottopongo un esempio tratto dalla mia oramai trentennale esperienza come progettista elettronico. Supponiamo di avere un circuito elettronico in cui vi sia un transistor di potenza, che debba dissipare una notevole quantità di calore. Per aiutarlo a smaltire il calore, la soluzione ovvia è quella di applicarvi un dissipatore. Supponiamo inoltre che la zona di contatto tra la superficie del transistor ed il dissipatore sia stata resa termicamente conducibile al meglio, mediante la classica pasta termoconduttiva.

Se il dissipatore è troppo piccolo (ovvero di dimensioni insufficienti a smaltire rapidamente il calore generato dal transistor nell'ambiente circostante), si noterà che il dissipatore stesso tenderà a diventare talmente caldo da non potervi nemmeno poggiarvi un dito sopra. E cio' indipendentemente se la temperatura ambiente è di 20 oppure 5 gradi. In parole povere, il dissipatore ha una capacità termica insufficiente a dissipare il calore generato, è troppo piccolo come massa.

La soluzione - ovvia ed empirica - che tutti gli autocostruttori hobbysti adottano in tali casi
è quella di installare un dissipatore più grande: lo smaltimento di calore migliora, e la differenza di temperatura tra dissipatore ed ambiente diminuisce (il dissipatore scalda di meno). Rovesciando il ragionamento ed applicandolo al nostro caso del radiatore del sistema di refrigerazione della CPU, la conclusione è la stessa: se la differenza di temperatura tra radiatore ed ambiente è eccessiva, significa che non stiamo smaltendo bene il calore generato, o perché il radiatore è troppo piccolo, o perché non ha una superficie radiante abbastanza estesa, eccetera.

Tutto ciò porta ad una considerazione: non basta applicare alla CPU un sistema di raffreddamento a liquido per poi pensare di ottenere subito abbassamenti di temperatura notevoli. Occorre considerare l'efficienza dei singoli componenti e del sistema nel suo complesso, per evitare di incorrere in cocenti delusioni.

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