Есть ли в компьютере встроенный вентилятор
Привет Пикабу! Не все помнят времена, когда процессоры и видеокарты требовали в худшем случае простого радиатора, а про корпусные вентиляторы и системы водяного охлаждения никто и не слышал. Но все изменилось: современные процессоры и видеокарты могут потреблять под нагрузкой сотни ватт, так что уже никого не удивишь трехсекционными СВО, килограммовыми суперкулерами и парой-тройкой корпусных вертушек. Однако с прогрессом в области охлаждения ПК также прогрессировали и мифы, и сегодня мы о них поговорим.
Как всегда - текстовая версия под видео.
Миф №1. Чем производительнее охлаждение, тем ниже будет температура процессора.
Казалось бы, все верно: более крутое охлаждение способно отвести больше тепла от крышки процессора, значит его итоговая температура будет ниже. Однако тут ключевой момент — от крышки, а не от кристалла. А ведь между ними есть слой термоинтерфейса, да и зачастую сам кристалл достаточно толстый.
К чему это приводит? Да все к тому, что начиная с определенного тепловыделения процессора уже без разницы, чем вы его будете охлаждать: все упрется в временами не самый качественный термоинтерфейс под крышкой. За примерами ходить далеко не нужно: скальпирование Core i7-8700K и замена терможвачки под крышкой на жидкий металл снизит температуру под нагрузкой как минимум на десяток градусов. Более того — дополнительная шлифовка кристалла топового Core i9-9900K также способна убрать пару градусов.
Миф №2. Кулер нужно выбирать по TDP процессора
Многие производители кулеров и СВО пишут в характеристиках своего изделия, сколько ватт тепла оно может отвести. Аналогично, Intel и AMD пишут тепловыделение своих процессоров. Поэтому может показаться, что если вторая цифра меньше первой, то такое охлаждение вам подойдет.
Увы — тут есть сразу два заблуждения. Во-первых, реальное тепловыделение процессоров под нагрузкой и тем более разгоном зачастую куда выше, чем пишет производитель. Например, номинальный теплопакет Ryzen 9 3900X — 105 Вт, однако на деле он может потреблять почти в два раза больше, около 180-200 Вт. И если сотню ватт способны отвести даже не самые большие башни, то вот 200 Вт требует уже килограммовых суперкулеров или достаточно продвинутых СВО.
Intel тоже принимает в качестве значения TDP уровень энергопотребления при работе на базовой частоте.
Как же тогда узнать, подойдет вам определенный кулер или нет? Ответ прост — читайте его обзоры и смотрите, на каких тестовых системах его проверяют, после чего делайте логические выводы: к примеру, если кулер справился с Core i7-8700K, то и с более простым Core i5-8600K проблем не будет. И, с другой стороны, если с Ryzen 7 3800X у кулера проблемы, то брать его в пару к Ryzen 9 точно не стоит.
Миф №3. Для игровых ПК обязательно нужна СВО.
Как выглядит навороченный игровой компьютер? Правильно, масса вентиляторов с RGB подсветкой и обязательно система водяного охлаждения, куда же без нее. Однако на деле для подавляющего большинства ПК она просто не нужна.
Как итог — оставьте СВО для рабочих станций, где трудятся монструозные процессоры с парой-тройкой десятков ядер и тепловыделением под три сотни ватт. Собирая систему на домашних сокетах LGA1151 или AM4, переплачивать за водянку смысла нет.
Миф №4. Боксовые кулеры абсолютно не эффективны и их обязательно нужно менять.
В общем и целом, у большинства пользователей сложилось не самое лучшее впечатление о боксовых кулерах: дескать, они не эффективны и не справляются с процессорами, с которыми они идут в комплекте. Однако на деле это совсем не так.
Разумеется, небольшой алюминиевый радиатор с кусочком меди, не справится с Core i9 в разгоне. Но, к примеру, стоковый кулер вполне себе может удерживать температуры 6-ядерного Core i5-8400 в играх на уровне 60-75 градусов — и это при критичных температурах около сотни градусов. Еще лучше дела обстоят с боксовыми кулерами для Ryzen, которых существуют аж три версии.
Так, AMD Wraith Stealth, который поставляется с 4-ядерными Ryzen, вполне справляется с ними даже при небольшом разгоне процессора. А, например, AMD Wraith Prism, который поставляется вместе с Ryzen 7, вообще имеет 4 теплотрубки и показывает себя на уровне башенок за 1000-1500 рублей. Так что не стоит считать боксовые кулеры плохими — если вы не балуетесь разгоном и не нагружаете CPU чем-то сильнее игр, их возможностей вам вполне может хватить.
Миф №5. Жидкий металл всегда эффективнее термопасты
Жидкий металл отличается от термпопаст тем, что у него в разы выше коэффициент теплопроводности, из-за чего, в теории, температуры с ним должны быть ощутимо ниже. Однако на деле это далеко не всегда так. Например, если вы будете использовать вместо хорошей термопасты на крышке процессора жидкий металл, то вы снизите температуру… от силы на 2-3 градуса, а вот если под крышкой (то есть проведете скальпирование), то временами на 15-20 градусов.
Почему так? Все просто: площадь кристалла процессора на порядок меньше площади крышки, соответственно тепловой поток между крышкой и кристаллом оказывается огромным. Поэтому теплопроводности термопасты в этом случае не хватает, и выигрыш от перехода на жидкий металл становится ощутимым. А вот между крышкой процессора и подошвой кулера пятно контакта огромно, и тут уже хватает теплопроводности большинства термопаст, так что тратить жидкий металл тут не стоит.
Миф №6. Использование двух вентиляторов на одном радиаторе кулера существенно снизит температуру процессора.
В последнее время стали достаточно распространены процессорные кулеры с двумя и даже тремя вентиляторами, и, казалось бы, они должны эффективнее гонять воздух и тем самым лучше охлаждать ЦП. На деле все как обычно не так хорошо, как хотелось бы.
Миф №7. Расположение в корпусе блока питания никак не влияет на температуру его компонентов.
Большинство относительно дорогих корпусов не просто так имеют место под блок питания в нижней части корпуса — в таком случае его вентилятор захватывает холодный наружный воздух. В более простых корпусах блок питания вынужден брать теплый воздух внутри корпуса, что разумеется негативно повлияет на температуры внутри него.
А с учетом того, что обычно в простых сборках используют вместе с не самыми дорогими корпусами и не самые лучшие блоки питания — не нужно мешать последним нормально работать, стоит доплатить буквально несколько сотен рублей и взять корпус нижним расположением БП.
Миф №8. SSD не требуют радиаторов.
Небольшие M.2 накопители становятся все популярнее: они зачастую в разы быстрее обычных SATA SSD, а вот цены на них постоянно снижаются. Однако стоит понимать, что высокие скорости просто так не даются: производители таких накопителей используют мощные многоядерные контроллеры, теплопакет которых составляет единицы ватт.
Как итог, при работе они могут достаточно существенно греться и достигать критических температур, после чего наступает троттлинг и снижение производительности — в общем, все как у обычных процессоров или видеокарт. Так что если вы купили себе дорогой и быстрый Samsung 960 EVO — докупите к нему радиатор на AliExrpess, если такового нет на материнской плате, это позволит ему работать быстрее при большой нагрузке.
Мощные видеокарты всегда стоили дорого, а сейчас, с еще большим ослаблением рубля, цены точно не уменьшатся. Как итог, появляется желание сэкономить и взять видеокарту подешевле, и обычно в данном случае покупают референсные версии, которые максимально дешевые.
Однако зачастую быстро приходит понимание того факта, что охлаждение таких GPU или сильно шумит, или недостаточно эффективно и не позволяет толком разогнать видеокарту. Казалось бы, выхода тут нет: зачастую снизить шум можно только урезав видеокарте теплопакет, что снизит производительность, а для более-менее существенного разгона придется пускать вертушки на 100% оборотов, и играть в таком случае получится только в наушниках.
И не все знают, что выход из этой ситуации есть, и он достаточно прост — а именно можно отдельно купить кастомную систему охлаждения.
Она способная остудить даже горячую GTX 1080 Ti, причем стоит зачастую дешевле, чем разница между референсом и версией видеокарты от стороннего производителя с хорошим охлаждением.
Более того, в продаже встречаются и водоблоки для топовых RTX и AMD RX — такие решения не просто уберут все проблемы с нагревом, но и еще позволят неслабо разогнать видеокарту. В итоге, как видите, референская видеокарта — не приговор, ее почти всегда можно превратить в топовое решение за сравнительно небольшие деньги.
Как видите, мифов про охлаждение компонентов ПК хватает. Знаете какие-нибудь еще? Пишите об этом в комментариях.
Работе компонентов персонального компьютера сопутствует большое количество выделяемой тепловой энергии. Если не решать проблему отвода тепла, излишний нагрев неизбежно приведет к выходу из строя дорогостоящих комплектующих.
При сборке или модернизации ПК эта задача решается установкой достаточного количества кулеров (вентиляторов). Обходя стороной дискуссию о корректности данного термина, в обзоре рассмотрен вопрос подключения устройств создания воздушного потока для отведения излишнего тепла.
Виды и назначение вентиляторов для ПК
Самыми мощными источниками тепла внутри корпуса ПК являются центральный процессор на материнской плате и графический процессор на видеокарте. Для них устанавливаются отдельные вентиляторы, конструктивно объединенные с теплоотводящими радиаторами. Такую систему обычно называют кулером (в отличие от корпусного вентилятора), хотя в англоязычной технической литературе такого термина нет. Там он называется Heatsink and fan.
Остальные составляющие ПК все вместе выделяют тепла меньше, и для создания комфортного режима достаточно общей системы отвода нагретого воздуха. Раньше для этого было достаточно одного устройства, нагнетавшего воздух внутрь корпуса. Нагретые воздушные массы выходили через вентиляционные отверстия. Сейчас эффективной считается приточно-вытяжная система. Она состоит из одного или нескольких нагнетающих устройств, и одного или нескольких вытяжных, высасывающих нагретый воздух наружу. Возможности установки одного или нескольких кулеров зависит от конструкции корпуса.
Также вентилятор обычно встроен внутрь БП компьютера. Подключение кулера к блоку питания выполняется в процессе изготовления и при эксплуатации не изменяется. Но в связи с широким распространением стандарта 80 PLUS, в самых дорогих источниках уровней 80+ Platinum и 80+ Titanum электродвигатель с крыльчаткой, как мощный потребитель, все чаще исключается из конструкции устройства. Вместо этого применяются другие меры для отвода тепла.
Распиновка разъёмов подключения
Несмотря на то, что внешне вентиляторы выглядят примерно одинаково (электродвигатель с крыльчаткой, закрепленные на каркасе), существуют разные схемы их подключения к цепям питания и различия в распиновке разъемов питания кулера. Связано это с их разным внутренним устройством.
2 pin
Самые простые вентиляторы имеют разъем всего из двух контактов. На них подается питание +12 вольт на красный провод, и 0 вольт на черный. Обратной связи такие вентиляторы не имеют и их частоту вращения (а также исправность) определить невозможно.
3 pin
Наиболее распространенный тип вентилятора с терминалом на 3 pin. Здесь к выводам питания добавился еще один контакт от датчика Холла, установленного на корпусе электродвигателя. За один оборот ротора он формирует два импульса. По частоте появления импульсов компьютер отслеживает обороты кулера и мониторит его исправность. При возникновении нештатной ситуации генерируется сигнал тревоги. Посмотреть обороты в режиме реального времени можно с помощью специальных утилит. Например, Everest.
К сожалению, единого стандарта цветовой маркировки выводов нет. Большинство производителей придерживаются двух типов обозначений. Они приведены в таблице.
| Назначение провода | Цвет изоляции | |
|---|---|---|
| Вариант 1 | Вариант 2 | |
| 0 вольт (общий провод) | Черный | Черный |
| +12 вольт | Красный | Желтый |
| RPM (частота вращения) | Желтый | Зеленый |
Нулевой провод в черной изоляции всегда расположен с краю, поэтому проблем с идентификацией выводов обычно не бывает, подключение кулера к блоку питания производится корректно.
4 pin
Более продвинутые кулеры имеют дополнительный вход PWM (ШИМ). На него подаются импульсы стабильной частоты, но изменяемой скважности. В зависимости от ширины импульса изменяется среднее напряжение и средний ток через электродвигатель. Так регулируются обороты крыльчатки. Это позволяет создавать системы автоматического управления частотой вращения. При отсутствии необходимости обороты можно уменьшать, снижая шум и расход электроэнергии. При росте температуры в охлаждаемой области частота вращения автоматически увеличивается, повышая эффективность охлаждения.
Здесь также наиболее распространены два варианта цветовой маркировки выводов. Цоколевка разъема при этом одинаковая.
| Назначение входа/выхода | Цвет провода | |
|---|---|---|
| Маркировка 1 | Маркировка 2 | |
| 0 вольт (земля, общий провод) | Черный | Черный |
| +12 вольт | Красный | Желтый |
| RPM (частота вращения) | Желтый | Зеленый |
| PWM (управление оборотами) | Синий | Синий |
В обоих случаях первые три провода повторяют последовательность варианта с тремя контактами, а вход управления оборотами всегда выполнен проводником в синей изоляции.
Варианты подключения
Если количество контактов у разъема для подключения кулера и у самого вентилятора совпадает, то проблем нет. Разъемы подключаются друг к другу, несоблюдение полярности исключено благодаря наличию ключа. Если не совпадают, то возможны варианты.
3-pin к 4-pin
Трех- и четырехпиновые разъемы полностью совместимы друг с другом, как электрически, так и механически. Конструктивно они выполнены так, что ключ позволяет выполнять соединение, при этом конфликта распиновки не будет.
Если у кулера разъем с 3 контактами, а от компьютера идет жгут с 4 пинами, то на терминале соединяются провода питания, а также цепи измерения оборотов. Провод ШИМ-регулирования остается неподключенным.
Если же у кулера разъем с 4 контактами, а от компьютера подходит терминал с 3 пинами, то неподключенным останется вход управления оборотами со стороны электродвигателя. В обоих случаях управление частотой вращения посредством ШИМ невозможно.
Подключение напрямую к проводам БП
В тех случаях, когда автоматическое управление воздушным потоком не требуется (обычно это касается корпусных вентиляторов), их можно запитать непосредственно от блока питания. В этом случае кулеры будут включаться при старте блока питания, а останавливаться при его выключении. Такое подключение рационально выполнять для вентиляторов с двумя пинами (без контроля оборотов). Принципиальных ограничений для использования в таком качестве 3- и 4-пиновых кулеров нет, но они стоят дороже.
Количество разъемных соединений надо минимизировать. Еще лучше (при наличии навыков и квалификации) обрезать терминалы, а потом соединить провода питания скруткой со следующей пропайкой и изоляцией места подключения.
Как изменить скорость вращения кулера
Скорость вращения вентилятора, имеющего вход ШИМ (PWM) (вариант разъема с 4 пинами), регулируется изменением скважности импульсов, поступающих на этот вход от схемы управления. Частота может выбираться исходя из режима работы платы или всего компьютера, или в зависимости от температуры в контролируемой области.
Если у кулера нет входа ШИМ (2 или 3 пина в разъеме), автоматическое регулирование невозможно. Но можно выбрать режим вращения вручную, изменяя напряжение питания. Удобно для этого использовать свободный разъем Molex. На нем присутствуют:
- два земляных провода черного цвета;
- желтый провод +12 вольт;
- красный провод +5 вольт.
Это позволяет получить три комбинации напряжения:
- подключением вентилятора к к желтому и черному проводу блока питания можно получить напряжение 12 вольт и максимальные обороты;
- при соединении с красным и черным проводами на вентиляторе будет питание 5 вольт – минимальная частота вращения;
- при соединении между красным и желтым проводами получается разность потенциалов в 7 вольт (12-5=7) и промежуточная частота вращения.
Если существует острая необходимость работы кулера на сверхнизких оборотах, можно попробовать взять напряжение +3,3 вольта, например, с разъема SATA, но не факт, что при таком уровне вентилятору хватит крутящего момента, чтобы ротор начал вращаться.
Также некоторые материнские платы имеют возможность непосредственно изменять напряжение на шине питания вентилятора, тем самым регулируя его скорость.
Можно ли устанавливать несколько вентиляторов
Количество устанавливаемых вентиляторов ограничивается наличием разъемов, а также запасом по мощности источника питания. Кулер потребляет относительно немного, поэтому напрямую к блоку питания можно подключать два или больше вентиляторов. Но предварительно все же лучше прикинуть запас по току на линии +12 вольт, а еще лучше измерить фактическое потребление (это можно сделать токоизмерительными клещами постоянного тока), посмотреть, какую мощность потребляет выбранный вентилятор и определить возможность установки.
Трех- и четырехпиновые кулеры, у которых замеряется и регулируется частота вращения, при отсутствии свободных разъемов параллельно лучше не соединять. Вопрос здесь не только в нагрузочной способности питающих и управляющих линий. При вращении роторов, датчики Холла будут выдавать импульсы не в фазе, поэтому корректного измерения частоты вращения не получится. Система будет воспринимать данные, как аварийную ситуацию и соответственно на нее реагировать.
В завершении для наглядности рекомендуем серию тематических видеороликов.
Задача подключение кулера к компьютерному блоку питания несложна. Но любое действие в этом направлении должно быть осознанным, иначе вместо повышения эффективности работы можно получить проблемы.
Пылесборник Шрёдингера
Пыль — один из главных врагов компьютера, и её слои на компонентах — лишь часть загадки. Пыль любит накапливаться на пластинчатых радиаторах, и если эти радиаторы регулярно не прочищать, то компоненты начнут перегреваться. Результат — более низкие частоты как на процессоре, так и на видеокарте. Соответственно, производительность упадёт вместе с ними, а это приведёт к снижению быстродействия.
Важность типа видеокарты и расположения блока питания
Дополнительный фактор, способный повлиять на температуры комплектующих, — дизайн кулеров самих компонентов, например видеокарт. Так, карты могут быть охлаждены самым простым вентилятором с направленным движением выдува — такие типы кулеров хорошо подходят в маленькие корпусы, так как большое количество тепла выводится сразу через задний выхлоп карты. Этот тип охлаждения часто дешевле, но работает громче, и средняя температура чипа в случае с ними превышает 80 градусов.
Карта с ненаправленным выхлопом же выдувает горячий воздух прямо в корпус, поэтому сам графический чип хоть и будет прохладнее, но компоненты материнской платы начнут перегреваться. В данном случае циркуляция воздуха в системнике крайне важна — горячий воздух нужно срочно выводить. Водяное охлаждение, конечно, самое удобное — горячий воздух сразу выдувается вентилятором наружу, но такие карты часто стоят намного дороже.
Как избежать накопления пыли?
Как же удостовериться в том, что этой самой пыли в корпусе копится по минимуму? Первым делом надо пылесосить дома. Пылесос сам по себе очень полезная вещь, которую мы часто используем слишком мало. И не держите компьютер на полу — там пыли, песку, волосам и всему остальному проще всего проникнуть внутрь. Кроме того, проверьте, сколько вентиляторов в корпусе, как они расположены, куда дуют и стоят ли перед ними пылевые фильтры. В случае с более дорогими корпусами самые важные места (передняя панель и под блоком питания) уже покрыты съёмными фильтрами, которые обязательно нужно чистить каждые пару месяцев, особенно если у вас дома есть питомцы или просто много пыли. Если у корпуса нет пылевых фильтров, то их достаточно легко сделать самостоятельно — надо достать сетку и магнитные наклейки, после чего просто вырезать по размеру.
Раньше к движению воздуха не относились серьёзно — хорошо, когда сзади был один выхлопной 80-миллиметровый вентилятор. Сегодня популярностью пользуются два главных типа регуляции циркуляции воздуха в корпусе — отрицательное и положительное давление.
Отрицательное давление
Отрицательное давление основывается на том, что из корпуса выдувается больше воздуха, чем втягивается. Соответственно воздуху нужно найти возможность попасть внутрь. Результат — каждая щель действует как место втягивания, и вся пыль, волосы и даже насекомые могут быть легко затянуты в корпус. Главная проблема такого подхода — невозможность поставить в эти щели пылевые фильтры: нужно иметь либо волшебный корпус без единой щели (такие есть?), либо заполнить всё вручную (зачем?). Главный плюс — не нужно волноваться о пылевых фильтрах, потому что корпус втягивает воздух не через вентиляторы, а через щели. Зато нужно беспокоиться обо всех этих слоях пыли внутри, как на компонентах, так и на проводах.
Положительное давление
Спору нет, H500P — очень красивый корпус, но это стекло спереди полностью испортило всё охлаждение. При замене стекла на сетку температуры улучшились почти на 5 градусов.
Будьте внимательны, когда выбираете корпус: стекло — это круто, но чистый и рабочий компьютер — всё же круче.
Выявляем и устраняем основной источник шума в ПК. Разбираемся в устройстве вентилятора и учимся управлять воздушными потоками.
В объемных корпусах (Ultra-tower и Full-tower) проще организовать правильную циркуляцию воздуха, так как в них помещается больше вентиляторов и есть куда спрятать провода. Компании be quiet! и Fractal Design специализируются на производстве корпусов со звукоизоляцией. Удачные модели встречаются у SilverStone, Thermaltake, NZXT, Corsair, Nanoxia и Bitfenix.
Результаты теста (англ.) звукоизоляции корпусов при работе стоковых вентиляторов с 50 и 100% скоростью." data-src="https://media.proglib.io/posts/2020/10/04/a92d52f9456b85bb1186f67fb5fc57da.jpg" > Рис. 1. Результаты теста (англ.) звукоизоляции корпусов при работе стоковых вентиляторов с 50 и 100% скоростью.
1.1. Материал шумоизоляции корпуса
Шумоизоляция корпуса состоит из слоев битума и вспененного материала, которые устраняют вибрации. Слой флиса поглощает звуковые волны. Толщина слоев от 5 до 10 мм.
Рис. 2. Шумоизоляция корпуса компании be quiet!
1.2. Влияние окна в корпусе на шумоизоляцию
Судя по тесту корпуса Fractal Design Define R5 с глухой стенкой и с окном, окно не влияет на шумоизоляцию. Надо учитывать, что Fractal Design выпускает качественные корпуса. Если стекло тонкое и неплотно прилегает к корпусу, то шум возрастет.
Конструкция вентилятора
Двигатель вентилятора состоит из ротора и статора (Рис. 3). Статор – неподвижная часть, в которую с помощью вала вставляется ротор. Подшипник фиксирует вал с заданной жесткостью. К ротору прикреплены лопатки, которые при вращении втягивают и выталкивают воздух. Разберемся в устройстве подшипников, так как шум возникает чаще всего из-за них.
2.1. Вентилятор с подшипником скольжения
Рис. 3. Устройство вентилятора с подшипником скольжения
Подшипник скольжения состоит из цилиндрического корпуса, в который вставлена втулка из антифрикционного материала . Внутри втулки вращается вал. Вал отделен от втулки заполненным смазкой зазором.
Рис. 4. Устройство подшипника скольжения
Небольшое расстояние между валом и втулкой и/или отсутствие смазки увеличивают трение, что затрудняет запуск вентилятора, повышает износ , энергопотребление и шум . Если зазор увеличить, вал начнет колебаться.
Рис. 5. Иллюстрация колебания вала внутри подшипника
При вертикальном положении вентилятора давление вала на втулку в разных точках различается. Вал со временем деформирует отверстие втулки – оно становится овальным. Усиливаются колебания вала и увеличивается шум. Вентиляторы с подшипником скольжения лучше использовать в горизонтальном положении , чтобы давление вала на втулку было равномерным.
2.2. Вентилятор с подшипником качения
Рис. 6. Устройство вентилятора с подшипником качения
Вентиляторы с подшипниками качения (шарикоподшипниками) стабильно работают в любой ориентации и меньше изнашиваются, потому что трение качения меньше трения скольжения.
Рис. 7. Устройство подшипника качения
2.3. Вентилятор с гидродинамическим подшипником
В вентиляторах с гидродинамическим подшипником вал вращается в слое жидкости, которая удерживается внутри втулки за счет возникающей во время работы разницы давлений. Это снижает трение и шум.
Рис. 8. Подшипник скольжения (слева) и гидродинамический подшипник
2.4. Вентилятор с магнитным центрированием
В конструкции с магнитным центрированием вал опирается на колпачок и удерживается на месте магнитами, поэтому вес крыльчатки меньше изнашивает подшипник. Магнитное поле притягивает вал вниз, уменьшая его колебания, и позволяет устанавливать вентилятор под любым углом. В нем нет шайб и колец, меньше трущихся частей, поэтому он долговечнее в сравнении с предыдущими моделями и не нуждается в смазке.
Рис. 9. Устройство вентилятора с магнитным центрированием
| Тип подшипника | Шум | Ресурс (час.) | Положение | Цена |
| Скольжения | Низкий | 35 000 | Горизонтальное | Низкая |
| Гидродинамический | Низкий | 80 000 | Любое | Средняя |
| Качения | Средний | 90 000 | Любое | Средняя |
| Магнитное центрирование | Низкий | 150 000 | Любое | Высокая |
2.5. Какой выбрать размер вентилятора
В корпусах используются вентиляторы разных диаметров: 120, 140, 200 мм и выше. Вентиляторы большого диаметра при одинаковой скорости вращения создают бо́льший воздушный поток (CFM) в сравнении с вентиляторами меньшего диаметра. Необходимый для отвода тепловой мощности W воздушный поток Q вычисляется по следующей формуле:
- Q – воздушный поток;
- W – рассеиваемая тепловая мощность;
- ρ – плотность воздуха;
- С – удельная теплоемкость воздуха;
- T1 – T2 – разность температур внутри системного блока (T1) и в помещении (T2).
При температуре 20 °C и атмосферном давлении 101.325 кПа, плотность сухого воздуха равна 1.2 кг/м³, а удельная теплоемкость – 1 кДж/кг°C. После подстановки значений формула упрощается:
2.6. Сколько нужно вентиляторов
Чем больше , тем лучше . С увеличением количества вентиляторов можно понижать их скорость. При этом сохраняется продуваемость и снижается шум.
Условный пример: шесть вентиляторов на низких оборотах будут создавать такой же воздушный поток, как два-три вентилятора, которые работают на максимальной скорости и при этом шумят.
Рис. 10. Корпус Aerocool Scar Midi Tower с местами для шести вентиляторов 120 мм
2.7. Как расположить вентиляторы
От величины воздушного потока, который создают вентиляторы на входе и выходе, зависит давление в корпусе. Отрицательное давление возникает, когда выталкивается больше воздуха, чем всасывается (Рис. 11). В таком случае воздух вместе с пылью втягивается в корпус через все щели.
Рис. 11. Иллюстрация направления движения воздушных потоков при негативном давлении внутри корпуса
Нейтральное давление получается, когда на входе и выходе вентиляторы создают одинаковый воздушный поток (Рис. 12).
Рис. 12. Иллюстрация направления движения воздушных потоков при нейтральном давлении внутри корпуса
При положительном давлении всасывается больше воздуха, чем выталкивается (Рис. 13). В корпус попадает меньше пыли, так как воздух втягивается через отверстия с пылевым фильтром.
Рис. 13. Иллюстрация направления движения воздушных потоков при положительном давлении внутри корпуса
Выбирайте между нейтральным либо положительным давлением и периодически чистите внутренность корпуса и щели, через которые вентиляторы закачивают воздух. Вентиляторы на лицевой панели корпуса должны работать на вдув, а остальные – на выдув. Периодически очищайте пылевой фильтр блока питания, если корпус стоит на полу, а блок питания расположен внизу корпуса.
В старых корпусах фильтров нет. Они продаются на Алиэкспресс (Рис. 15).
Рис. 15. Пылевые фильтры для вентилятора
2.8. Как монтировать вентиляторы
Если внутри корпуса много препятствий для потоков воздуха, нужно увеличить создаваемое давление, чтобы воздух смог их преодолеть. Для этого вентиляторы монтируют последовательно (Рис. 16). Если кабели убраны и препятствий для воздуха мало, применяется параллельный монтаж.
| Расположение вентиляторов | Давление воздуха | Поток воздуха |
| Параллельное | Не меняется | Увеличивается |
| Последовательное | Увеличивается | Не меняется |
Рис. 16. График зависимости давления воздуха от скорости воздушного потока при последовательном и параллельном расположении вентиляторов
2.9. На что монтировать вентиляторы
Чтобы убрать вибрации, вентиляторы монтируют с помощью резиновых антивибрационных креплений.
Рис. 17. Резиновые антивибрационные крепления для вентилятора
2.10. Как отрегулировать скорость вращения вентилятора
На Алиэкспресс продаются регуляторы оборотов для нескольких вентиляторов с питанием от разъема MOLEX или SATA.
Рис. 18. Регулятор оборотов для одного вентилятора Рис. 19. Регулятор оборотов для четырех вентиляторов с питанием от MOLEX. Устанавливается на переднюю панель корпуса. Размер 3.5 дюйма Рис. 20. Регуляторы оборотов для восьми вентиляторов с питанием от MOLEX или SATA. Устанавливаются внутри корпуса
2.11. Форма и количество лопастей
При увеличении количества лопастей с 6 до 12, скорость воздуха возрастает на 30% ( pdf ).
Рис. 21. График зависимости скорости воздуха от числа лопастей
Шума при этом становится больше (рис. 22).
аэродинамического профиля (pdf, англ.)" data-src="https://media.proglib.io/posts/2020/10/04/65bca12954b3afa1d7a317ebb6332cb1.jpg" > Рис. 22. Зависимость создаваемого звукового давления от количества лопастей аэродинамического профиля (pdf, англ.)
Небольшой радиатор в боксовых кулерах (от англ. cooler – охладитель) не справится с теплоотводом при серьезной нагрузке, поэтому вентилятор будет работать на максимальной скорости и шуметь. Система охлаждения процессора подбирается под TDP (расчетную тепловую мощность): величину, показывающую, на отвод какой тепловой мощности он рассчитан.
Виды систем охлаждения:
Воздушная система состоит из радиатора и вентилятора. К водяной системе добавляется качающая воду помпа (Рис. 23).
Рис. 23. Принцип работы водяной системы охлаждения
Воздушные кулеры не уступают водяным системам при охлаждении ЦП (Рис. 24).
Результаты теста (англ.) водяных и воздушных систем охлаждения ЦП" data-src="https://media.proglib.io/posts/2020/10/04/8c9f22cac5db15e25878a813b83ea453.jpg" > Рис. 24. Результаты теста (англ.) водяных и воздушных систем охлаждения ЦП
Рис. 25. Кулер Noctua NH-D15 Рис. 26. Кулер Сooler Master Wraith Ripper
| Система охлаждения | Источники шума | Уход | Срок службы |
| Воздушная | Вентилятор | Очистка радиатора от пыли | Зависит от вентилятора |
| Водяная | Вентилятор и помпа | Замена жидкости, очистка радиатора и шлангов | Зависит от вентилятора и помпы |
У видеокарт TDP выше, чем у центрального процессора, поэтому на них ставят водяную систему охлаждения в ущерб тишине. Значения TDP для сравнения: процессоры Intel Core i9 Comet Lake (125 Вт), AMD Ryzen Threadripper 2 (250 Вт) и видеокарты RTX 3080 (320 Вт) и RTX 3090 (350 Вт).
Термопаста – вещество с высокой теплопроводностью (выражается в Вт/(м*К)), которое заполняет воздушные зазоры между охлаждаемой поверхностью и радиатором для эффективной передачи тепла.
Рис. 27. Термопаста заполняет воздушные зазоры
Вентилятор ЦП подключен к разъему 4-pin и его скорость автоматически меняется в зависимости от температуры процессора. Термоинтерфейс с низкой теплопроводностью ( повышенных скоростях .
Результаты теста (англ.) термопаст в AIDA64 при 100% нагрузке процессора в течение одного часа. Топ 3: 1. Thermal Grizzly Kryonaut, 2. Noctua NT-H2, 3. Thermaltake TG-8" data-src="https://media.proglib.io/posts/2020/10/04/5368e7296f618ada33fc97305bd944c7.jpg" > Рис. 28. Результаты теста (англ.) термопаст в AIDA64 при 100% нагрузке процессора в течение одного часа. Топ 3: 1. Thermal Grizzly Kryonaut, 2. Noctua NT-H2, 3. Thermaltake TG-8
Система охлаждения ЦП:
- магнитное центрирование;
- гидродинамический подшипник.
Что еще сделать :
Мы определили источник шума и как его убрать. Узнали, какие бывают подшипники, где расположить и как смонтировать вентиляторы. Научились рассчитывать воздушный поток и создавать нужное давление в корпусе. Этого вполне достаточно, чтобы собрать малошумный компьютер с эффективной системой охлаждения.
Читайте также: