Jak wybrać najlepsze wentylatory obudowy do swojego niestandardowego komputera?

Twój procesor i karta graficzna są wyposażone w wentylatory chłodzące, ale nie będą one niczego chłodzić, jeśli temperatura otoczenia w obudowie komputera jest alarmująco wysoka.

Dlatego potrzebujesz fanów skrzynek.

Niestandardowe komputery są zwykle budowane w nowoczesnych obudowach, które są dostarczane z tylko jednym kiepskim wentylatorem. To nie jest producent szczypiący grosze, ale zamiast tego pozostawia użytkownikowi wybór konfiguracji wentylatora obudowy.

Prawidłowe wykonanie tego zadania ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia zarówno optymalnej wydajności, jak i długoterminowej niezawodności niestandardowego komputera. Oto jak wybrać najlepsze wentylatory obudowy do swojego komputera.

Dlaczego pojedynczy wentylator nie wystarczy?

Krótka odpowiedź brzmi, że pojedynczy wentylator obudowy nie wystarczy, aby zapobiec przegrzaniu komputera.

Chłodzenie obudowy komputera PC jest jednak nieco bardziej skomplikowane. Producent obudowy pozostawia to zadanie Tobie, ponieważ niestandardowe komputery nie tylko prezentują się szalenie inaczej konfiguracje komponentów, ale fizyczna orientacja wentylatorów chłodzących również różni się w zależności od wersji inne.

Wydajność obliczeniowa jest wprost proporcjonalna do liczby watów, które można przepuścić przez procesor i kartę graficzną. Zdecydowana większość tej mocy jest rozpraszana w postaci ciepła. Ogólna wydajność komputera jest poważnie ograniczona, jeśli nie możesz skutecznie odprowadzić tego ciepła z komponentów.

To problem, ponieważ komputer PC z pojedynczym wentylatorem w obudowie jest funkcjonalnie nie do odróżnienia od piekarnika.

Związane z: Jak zapobiegać przegrzaniu komputera i utrzymywać komputer w chłodzie?

Dlatego wybór odpowiedniej konfiguracji wentylatora obudowy dla błyszczącego sprzętu do gier lub edycji wideo ma znaczący wpływ na dostępny zapas temperatury. Komputer, który działa chłodno, pozwala procesorowi i procesorowi graficznemu osiągnąć wyższe częstotliwości taktowania turbo, jednocześnie zachowując je przez dłuższy czas.

To bezpłatne ulepszenie wydajności bez zapuszczania się w świat podkręcania.

Jak działa wentylator obudowy?

Znajomość podstawowej konstrukcji typowego wentylatora obudowy komputera PC ułatwia zrozumienie specyfikacji i określenie, które z nich są idealne dla danego przypadku użycia. Wentylatory komputerowe mają konstrukcję osiową lub odśrodkową. Wentylatory osiowe zasysają i odprowadzają powietrze wzdłuż osi obrotu łopatek, natomiast wentylatory promieniowe odprowadzają powietrze prostopadle do osi obrotu.

Ponieważ komputery stacjonarne wykorzystują wyłącznie wentylatory osiowe, nie będziemy zawracać sobie głowy innym rodzajem. Typowy wentylator osiowy składa się z trzech głównych części — piasty, łopatek i ramy. Łopata i rama to proste części z tworzywa sztucznego, ale w piaście znajdują się najdroższe i najważniejsze komponenty, takie jak silnik, łożyska i elektronika.

Wentylator osiowy generuje przepływ powietrza, napędzając silnik do obracania łopatek z dużą prędkością. Objętość generowanego przepływu powietrza zależy od prędkości/momentu obrotowego silnika, sprawności aerodynamicznej łopatek i wielu innych czynników.

Jeśli szukasz wentylatora do obudowy, powinieneś wiedzieć, w jaki sposób te komponenty decydują o ich cenie i jakości.

5 najważniejszych specyfikacji wentylatorów obudowy

Przyjrzyjmy się różnym specyfikacjom regulującym wydajność wentylatorów.

1. Optymalizacja przepływu powietrza i ciśnienia statycznego

Wydajność wentylatora jest określana przez dwie wzajemnie wykluczające się metryki przepływu powietrza i ciśnienia statycznego. Pierwszy mierzy ilość powietrza przenoszonego przez wentylator w określonym czasie, zwykle wyrażoną w stopach sześciennych na minutę (CFM). Im wyższy przepływ powietrza wentylatora, tym większa objętość powietrza, które może przenieść, co pozytywnie wpływa na wydajność chłodzenia.

Wentylator o wyższym przepływie powietrza jest idealny, gdy usuwasz gorące powietrze z obudowy. W tej konfiguracji droga, którą pokonuje powietrze przy wychodzeniu z obudowy, jest całkowicie wolna od przeszkód. Teraz wyobraź sobie ten sam wentylator, który jest używany do przepychania zimnego powietrza przez chłodnicę chłodzoną cieczą. Gruby grzejnik o gęstej strukturze żeber stawia znaczny opór przepływowi powietrza.

Ten sam wentylator o dużym przepływie powietrza znacznie gorzej sprawdza się w tej roli, ponieważ ograniczająca siatka chłodnicy wymaga wentylatora wytwarzającego wyższe ciśnienie statyczne, aby przepychać przez niego powietrze. Takie wentylatory mają wyspecjalizowane geometrie łopatek zaprojektowane w celu poświęcenia przepływu powietrza w celu poprawy ciśnienia statycznego, mierzonego w paskalach (pa) lub milimetrach wody (mm H2O).

Ze względu na swoją naturę wentylatory zoptymalizowane pod kątem ciśnienia statycznego lepiej sprawdzają się jako wentylatory wlotowe w przypadku restrykcyjnych przypadków o wyższej gęstości komponentów wewnętrznych widoczne w małych konstrukcjach, takich jak komputery mini-ITX. Wentylatory te są idealne do przepychania powietrza przez grube chłodnice i chłodnice powietrza procesora z gęstym żebrem półki na książki.

2. Rozmiar wentylatora

Rozmiar wentylatora osiowego wyrażony jest w milimetrach i jest w przybliżeniu równy długości ramy lub średnicy łopatek wentylatora. Wpływa na ilość powietrza wypychanego przez wentylator, co z kolei zależy od dwóch podstawowych czynników — powierzchni łopatek i szybkości ich wirowania.

Większe wentylatory powinny technicznie generować większy przepływ powietrza ze względu na większą powierzchnię łopatek, ale dodatkowa masa i opór aerodynamiczny również zwiększają pobór prądu i zużycie energii. Dlatego większe wentylatory są zaprojektowane tak, aby obracały się wolniej, aby zapewnić mniej więcej taki sam przepływ powietrza, jak mniejszy wentylator przy podobnym poziomie zużycia energii.

Ponieważ większość wentylatorów obudowy komputerów PC jest zaprojektowana tak, aby zmaksymalizować pobór mocy ze standardowego złącza wentylatora płyty głównej, niezależnie od ich fizycznej wielkości, całkowita moc pozostaje mniej więcej stała w całym rozmiarze wentylatora widmo. Nic dziwnego, że typowy wentylator 200 mm obraca się z maksymalną prędkością 800 obr./min, aby zapewnić prawie taki sam przepływ powietrza, jak wentylator 120 mm pracujący przy limicie 2000 obr./min.

Z reguły większe wentylatory są cichsze niż ich mniejsi kuzyni, dzięki niższym prędkościom obrotowym. Można znaleźć wentylatory specjalne działające przy wyższych prędkościach, ale pobierają one więcej mocy i wymagają dedykowanych kontrolerów wentylatorów z lepszym dostarczaniem mocy.

Związane z: Najlepsze kontrolery wentylatorów do komputerów PC

3. Grubość wentylatora

Wyrażona również w milimetrach grubość wentylatora to drugi zestaw liczb wyrażony obok rozmiaru wentylatora. W przestrzeni komputera stacjonarnego grubość wentylatora zwykle waha się od 10 mm do 40 mm. Grubszy wentylator zapewni większy przepływ powietrza w porównaniu z jego cieńszym odpowiednikiem tego samego rozmiaru z kilku powodów.

Grubsze wentylatory umożliwiają zaprojektowanie łopatek o bardziej stromym kącie natarcia, co pozwala im zbierać większą ilość powietrza na obrót. Większa głębokość nie tylko zwiększa powierzchnię łopatki, ale pogrubiona rama poprawia również nieodłączny efekt ssania wentylatora, co objawia się wyższym ciśnieniem statycznym.

4. Typy łożysk

Rodzaj łożyska zastosowanego w wentylatorze obudowy określa jego koszt, żywotność i hałas podczas pracy.

Najtańsze wentylatory wykorzystują łożyska tulejowe, w których obraca się stalowy wałek w bardziej miękkiej mosiężnej tulei. Łożyska te są cichsze przy pierwszym użyciu, ale z czasem stają się głośniejsze. Mają też tendencję do szybszego i bardziej gwałtownego upadku. Wentylatory z łożyskiem ślizgowym mogą być używane tylko w orientacji pionowej. Montaż ich poziomo w orientacji górnej lub dolnej prowadzi do przedwczesnej awarii.

Wentylatory z podwójnymi łożyskami kulkowymi wykorzystują tradycyjne łożyska kulkowe wzdłuż przednich i tylnych końców wału. Ta konstrukcja znacznie zmniejsza tarcie, aby przedłużyć żywotność i umożliwia stosowanie wentylatora w dowolnej orientacji. Jedynym minusem jest tu nieco podwyższony poziom hałasu w porównaniu z łożyskami ślizgowymi. Ich warianty z jednym łożyskiem wykorzystują łożysko ślizgowe na drugim końcu wału i nie są tak niezawodne jak odmiany z podwójnymi łożyskami kulkowymi.

Płynne łożysko dynamiczne łączy niezawodność konstrukcji łożyska kulkowego z niskim poziomem hałasu technologii łożysk ślizgowych. Jest to zasadniczo zmodyfikowane łożysko ślizgowe z rowkami wyciętymi w jodełkę, aby skutecznie wymuszać smarowanie na obracających się powierzchniach. Konstrukcja łączy naturalne siły obrotowe wentylatora i hydrostatyczne działanie środka smarnego, aby wytworzyć pole ciśnienia, które stabilizuje ruchome części i eliminuje tarcie. Tacy fani wytrzymują najdłużej, wspierając wszystkie orientacje. Jedynym minusem jest ich wysoka cena.

Jednak łożyska dynamiczne płynów nie są jedynymi konstrukcjami hybrydowymi opartymi na łożyskach tulejowych. Łożyska Sunon Maglev i Noctua SSO również poprawiają konstrukcję, zawierają magnesy w celu stabilizacji i zmniejszenia tarcia. Oba łożyska słyną z długiej żywotności i niskiego poziomu hałasu.

5. Sterowanie prędkością wentylatora na podstawie PWM i napięcia

Inteligentna kontrola prędkości oparta na mikroprocesorze to główna zaleta podłączania wentylatorów do wydajnych płyt głównych komputerów PC. W przeciwieństwie do zwykłych wentylatorów prądu stałego, które wykorzystują tylko dwa przewody — jeden do VCC (zasilanie) i drugi do uziemienia — najprostsze wentylatory obudowy komputerów PC mają dodatkowy przewód do sygnału obrotomierza, który przekazuje prędkość obrotową wentylatora za pomocą wbudowanego efektu Halla czujnik.

Te trzystykowe wentylatory w obudowie pozwalają komputerowi wykrywać prędkość wentylatora i modulować go, aby zapewnić zdrową równowagę między chłodzeniem a cichą pracą. Prędkość wentylatora jest modulowana przez zmianę napięcia w takich konstrukcjach. Chociaż działa to dobrze przy wyższych prędkościach, znaczne zmniejszenie napięcia w celu uzyskania niższych prędkości wentylatora wpływa negatywnie na wydajność.

Droższe wentylatory omijają ten problem, dodając dodatkowy przewód dla sygnału PWM (modulacja szerokości impulsu). Takie wentylatory utrzymują stałe napięcie, ale prędkość jest zmieniana przez szybkie włączanie i wyłączanie wentylatora kilka razy na sekundę za pomocą obwodów przełączających o wysokiej częstotliwości. Dodatkowa złożoność i komponenty oczywiście wiążą się z wyższymi kosztami.

Optymalna orientacja wentylatora

Teraz, gdy zorientowaliśmy się, jak wybrać odpowiednich wentylatorów, oto kilka wskazówek dotyczących prawidłowego umieszczenia wentylatorów w obudowie. Najbardziej podstawową zasadą do zapamiętania jest upewnienie się, że kierujesz przepływ powietrza przez obudowę z jednego punktu do drugiego.

Kierunek nie ma znaczenia. Możesz pobierać powietrze z tyłu obudowy i wypuszczać je z przodu, i będzie działać, o ile nie masz nic przeciwko twarzy pełnej gorącego powietrza podczas grania. Jedyny wyjątek istnieje, gdy powietrze jest kierowane pionowo. Gorące powietrze unosi się naturalnie, więc nie ma sensu walczyć z naturalnym procesem konwekcji.

Jednak to, co nie działa, to zmuszanie fanów po przeciwnych stronach obudowy do działania przeciwko sobie. Nie jest to takie złe w przypadku wentylatorów wyciągowych, ale jeśli umieścisz dwa wentylatory wlotowe na przeciwległych końcach obudowy, przeciwstawne prądy powietrza zderzą się. Powstały przepływ turbulentny spowoduje uwięzienie i recyrkulację gorącego powietrza w obudowie.

Jak wyjaśniono wcześniej, użyj wentylatorów zoptymalizowanych pod kątem ciśnienia statycznego, aby wypychać lub przeciągać powietrze przez chłodnicę. Jeśli twoja obudowa nie jest dobrze wentylowana (szkło lub solidny przód) lub jest w inny sposób mała i/lub zatłoczona w środku, lepiej użyj wentylatorów zoptymalizowanych pod kątem ciśnienia statycznego dla punktów wlotu powietrza. Łatwo oddychające obudowy z przednimi osłonami z siatki mogą uciec z wentylatorami zoptymalizowanymi pod kątem przepływu powietrza do wlotu, ale rzadko jest to optymalne, chyba że masz wystarczającą liczbę wentylatorów wyciągowych.

Optymalizacja ciśnienia powietrza

Zalecamy użycie co najmniej trzech wentylatorów obudowy, przy czym więcej jest wymaganych do zastosowań o wysokim obciążeniu. Ile z tych, których używasz do wydechu i wlotu, określa, czy twoja obudowa ma konfigurację dodatniego lub ujemnego ciśnienia powietrza.

W przypadku użycia większej liczby wentylatorów wlotowych niż wentylatorów wyciągowych dodatnie ciśnienie wewnętrzne powietrza będzie wynikać z tego, że więcej powietrza jest wtłaczane niż wyprowadzane. Nadciśnienie powietrza powoduje wypychanie powietrza z każdego zakamarka, co tworzy naturalną barierę przed kurzem. Jest to bardzo pożądana cecha.

Związane z: Objaśnienie chłodzenia procesora: chłodzenie wodą a Chłodzenie powietrzem

Jednak osiągnięcie dodatniej konfiguracji ciśnienia nie zawsze jest możliwe. Lepiej skupić się na odprowadzaniu ciepła z obudów o słabej wentylacji. Wymaga to większej liczby wentylatorów wyciągowych, co skutkuje ustawieniem podciśnienia. Chociaż przyciągnie to więcej kurzu, z pewnością pokona przegrzane komponenty.

Po prostu nie przesadzaj z optymalizacją podciśnienia lub nadciśnienia. Najlepiej zrównoważyć liczbę wentylatorów wlotowych z lekkim nastawieniem na wlot, aby utrzymać dodatnią presję. Pod koniec dnia ważniejsze jest zapewnienie usprawnionego przepływu powietrza w obudowie.

Jak wybrać najlepsze wentylatory obudowy do swojego niestandardowego komputera?

Wybór fanów obudowy PC może być przytłaczający. Jest wiele informacji do rozważenia, nie ma co do tego wątpliwości. Pamiętaj tylko, że utrzymywanie chłodnego powietrza w jednym kierunku jest najważniejszą rzeczą i nie pomylisz się o wiele więcej.

Co to jest komputer chłodzony wodą i czy należy go zbudować?

Czy chłodzenie wodą jest rozwiązaniem problemu przegrzania komputera, czy też należy trzymać się chłodzenia powietrzem?

Czytaj dalej

O autorze