Изучаем вентиляторы. Что нужно знать для правильного выбора?
Практически в каждом компьютере используются вентиляторы. Будь это компактные, ноутбуки или стационарные решения. Мы же рассмотрим варианты для стационарных компьютеров по причине того, что в продаже доступен огромный выбор разных типов вентиляторов с разными характеристиками и ценами. Постараемся понять, за что производители повышают цены на вентиляторы. Казалось бы, мы просто создаём воздушный поток, откуда такая стоимость? Но нет, наличие разных подходов, технологий и, конечно же, имя бренда влияет на качество и стоимость конечного продукта. Почему мы не будем рассматривать компактные решения и ноутбуки? Стоит оговориться, что под компактными решениями имеется в виду компьютеры, которые построены на платформах ноутбуков, а не разные размеры стационарных решений. В компактных решениях и ноутбуках нам приходится находить аналоги текущих решений, возможно изготовленных уже не самим производителем, а отдельной фирмой в Китае, чтобы они подходили под текущие крепления и обладали схожими характеристиками. Возможности для «манёвра» у нас отсутствуют, поэтому рассматривать вентиляторы в таких решениях не имеет смысла. А теперь перейдём к основным характеристикам и особенностям вентиляторов.
Направление воздушного потока
Направление воздушного потока на большинстве вентиляторов определяется достаточно просто. Воздух проходит через лицевую часть вентилятора и выходит через обратную.
В некоторых случаях на лицевой стороне есть наклейка, если мы говорим о корпусных вентиляторах, а не о тех, которые используются в блоках питания. Если же наклейки нет, то можно зайти с другой стороны. На обратной стороне всегда есть элементы конструкции, которые держат сам вентилятор, на которой находится электроника и из которой выходит сам кабель. Если же обратить внимание на форму лопастей, то по ним видно, что они выпуклые, а обратная сторона — вогнутая. Также на обратной стороне практически всегда есть модель, потребляемый ток и напряжения вентилятора.
Таким способом можно определить направление потока воздуха. Если же смотреть — это не наш путь, то достаточно включить вентилятор, держась за безопасные не вращающиеся части и на небольшом расстоянии расположить свою ладонь руки. Если поток ощущается, то это и будет направление, куда дует вентилятор. Данный параметр важный, потому что расположение вентилятора влияет на направление воздушных потоков и качество охлаждение внутри корпуса в той или иной конфигурации. Более подробно можно ознакомиться с видео ниже.
Основные характеристики
Revolutions Per Minute или количество оборотов в минуту — одна из основных характеристик, которая обозначает то, как переводится. Чем больше количество оборотов, тем быстрее вентилятор вращается. Характеристика несомненно важная, она может влиять как на создаваемый шум от звука движения воздуха или мотора (в зависимости от его качества), так и на производительность вентилятора (не всегда), а именно количество воздуха, который вентилятор может пропустить через себя.
Cubic Feet per Minute или кубические футы в минуту — объём воздуха, который пропускает через себя вентилятор в единицу времени (минуту). Чем выше этот параметр, тем больший объём проходит через вентилятор, что даёт нам большую производительность. Если количество оборотов в минуту мы можем увидеть в различных мониторингах в системе или с помощью BIOS, то объём — нет, поэтому нам приходится доверять тем цифрам, которые даёт производитель. Конечно, замерить можно, но нужно ли в домашних условиях оборудование, измеряющее расход воздуха? Каждый решит для себя сам. Мы же, используя сухие цифры и некоторые обзоры, можем судить о производительность вентиляторов. У большинства вентиляторов CFM указывается на максимальной скорости вентиляторов и, к сожалению, на разном количестве оборотов в минуту (RPM) значение может быть разным и зачастую нелинейным. Если стоит выбор между несколькими вентиляторами с одинаковой скоростью вращения, то необходимо отдавать предпочтение тому, у которого CFM выше остальных.
Размер вентилятора
Размер вентилятора — это ещё один важный параметр при подборе вентилятора. Больший по размерам вентилятор не всегда производительнее того, который меньше, но о чём можно говорить точно, так это то, что при меньших оборотах в минуту большие вентиляторы пропустят через себя больший или равный объём воздуха и будет иметь меньшее количество шума. Вы можете обратить внимание на это сами, просто сравнив характеристики CFM для разных размеров. Это всё хорошо, но что же о самих размерах? Размеры вентиляторов бывают как стандартные 120, 140, 200 мм, так и менее 135, 138 мм и др. В последнем случае подобрать что-то в замен штатных будет целым приключением. Так, с использованием изображения ниже вы можете определить, как измеряется размер вентилятора. Его размер берётся по центрам отверстий. Большинство вентиляторов симметрично по размерам, или иначе говоря это — квадрат, в который вписан круг с диаметром 120 мм (в нашем случае на изображении).
Кроме стандартного размера вентилятора есть и ещё один, а именно толщина вентилятора. Стандартная толщина вентилятора составляет 25 мм, но также есть решения с меньшей величиной, например, 15 мм или больше 30 мм. Стандартные используются в большинстве случаев и корпусах. Вентиляторы с меньшей толщиной могут пригодиться в небольших корпусах или в стеснённых пространствах. 30 мм и больше — такие вентиляторы обычно используются в серверных решениях, при этом количество оборотов в минуту в них зачастую значительно выше. Это всё хорошо, но на что влияет толщина вентилятора? Если с шириной вентилятора нам уже всё понятно, то с толщиной всё примерно также. Чем тоньше вентилятор, тем меньший объём воздуха он может пропустить через себя. Ниже вы можете увидеть вентилятор толщиной 15 мм.
А на следующем изображении — стандартный, толщиной 25 мм. У меньшего вентилятора большее количество лопастей и они имеют меньшую толщину, в отличии от стандартного, потому что уменьшить потери проходящего воздуха мы можем только изменение профиля самих лопастей и количеством оборотов в минуту. Так у стандартной версии 1800 RPM, в то время как у тонкой — 2100 RPM. Даже с учётом всех изменений более тонкая версия прокачивает меньше воздуха, зато её можно установить в небольшие пространства для дополнительного продува того или иного элемента в корпусе.
Тип лопастей
Лопасти у разных производителей имеют разную форму, насечки и прочие элементы. В первую очередь это служит для получения двух основных результатов — хорошего воздушного потока или высокого статического давления. В первом случае вентиляторы оптимизированы для работы как корпусные, а вторые — для продувания различных радиаторов систем охлаждения или же корпуса с плотными фильтрами.
/> 
Как вы можете заметить, лопасти у трёх разных вентиляторов различаются не только по цвету.
Воздушное давление
Как мы уже говорили выше, вентиляторы по воздушному давлению делятся на два основных вида: ориентированный на воздушный поток и на высокое статическое давление. На изображении ниже с использованием стрелок показано как работают оба вида вентиляторов. Слева изображён вентилятор с высоким статическим давлением. Он ориентирован на создание плотного воздушного потока в центральной части вентилятора. В то время как обычный вентилятор создаёт воздушный поток, который расходится во все стороны.
Вентиляторы с высоким статически давлением обычно применяются в том случае, когда необходимо преодолеть некоторое сопротивление после вентилятора. Такими сопротивлениями могут быть всевозможные фильтры, устанавливаемые в корпуса, плотные металлические сетки или ребра радиаторов водяного охлаждения (в зависимости от их плотности). Ниже представлена форма лопастей у вентилятора с высоким статическим давлением.
Вентилятор, ориентированный на воздушный поток в большинстве случае устанавливается в корпусе на вдув или выдув для более эффективного охлаждения всех элементов компьютера. Поток таких вентилятор не сосредоточен только в центре. Кроме этого такого рода вентиляторы ставят в блоках питания. Кроме этого стоит отметить, что у вентилятора выше лопасти более закручены и имеют меньше свободного пространства между собой, чем у представленного ниже.
Типы подшипников
В вентиляторах используются разные виды подшипников. Сам тип влияет как на долговечность вентилятора, так и на создаваемый им шум. Так, вентиляторы на втулке могут иметь меньший ресурс, но издавать меньший шум, чем те, в которых применяются шарикоподшипники. Рассмотрим каждый тип подшипника.
Подшипник скольжения
Конструкции вентиляторов с подшипниками скольжения недороги, прочны и просты, что привело к их широкому использованию в большинстве вентиляторов. Прочная конструкция гарантирует, что они могут работать во многих сложных условиях, а их простота означает, что они менее подвержены неисправностям. Еще одним преимуществом конструкции вентиляторов с подшипниками скольжения является то, что они создают меньше шума при работе, что позволяет широко использовать их в тихих местах, таких как офисы.
Центральный вал вентилятора с подшипниками скольжения заключён в кожух, напоминающий втулку, с маслом для смазки, облегчающим вращение. Втулка обеспечивает защиту вала и удержание ротора в правильном положении, сохраняя зазор между ротором и статором. Гидродинамический подшипник скольжения — подшипник, у которого также присутствует герметичная полость со смазкой.
Полиоксиметиленовый подшипник скольжения — подшипник, на вал которого находится полиоксиметилен для увеличения коэффициента скольжения. Подшипник скольжения с винтовой нарезкой на втулке, которая позволяет удерживать смазку на своей поверхности за счёт своей конструкции.
Подшипник скольжения с магнитным центрированием, в котором зазор достигается за счёт магнитных полей, что приводит к эффекту магнитной левитации.
Шарикоподшипник (подшипник качения)
Конструкции вентиляторов на шарикоподшипниках предназначены для устранения некоторых недостатков вентиляторов с подшипниками скольжения. Как правило, они менее подвержены износу и могут работать в любом положении и при более высоких температурах. Однако вентиляторы на шарикоподшипниках более сложны и дороги, чем конструкции с подшипниками скольжения, а также менее прочны. В результате удары могут сильно повлиять на общую производительность вентилятора на шарикоподшипниках. Они также создают больше шума при своей работе.
В конструкции вентиляторов на шарикоподшипниках используется кольцо из шариков вокруг вала для решения проблем неравномерного износа и биения ротора. Большинство конструкций двигателей вентиляторов имеют два подшипника, один перед другим, и эти подшипники обычно разделены пружинами. Подшипники обеспечивают меньшее трение по сравнению с втулками, а пружины могут помочь при любом наклоне вентилятора, который может вызвать разбалансировку ротора. Если пружины расположены вокруг вала по всей длине, устройство можно использовать под любым углом без износа и трения, что делает конструкцию более надёжной.
Среди подшипников качения есть на двух подшипниках с меньшей величиной вибрации, а также гидродинамический подшипник качения, в котором полость заполнена смазкой и герметична, что способствует снижения шума и повышению надежности.
Создаваемый шум
Вентиляторы, как бы нам не хотелось, но издают шум. Другой вопрос, какой уровень шума лично для нас считается оптимальным? Достаточно воспользоваться изображением ниже.
Конечно, уровень шума индивидуален, кто-то слышит очень хорошо каждый шорох, а кто-то — нет. Вентиляторы сами по себе издают шум движения воздуха на высоких оборотах. Кроме шума воздуха может слышаться звук мотора или шарикоподшипника. Некоторые вентиляторы при изменении вращения издают неприятный звук, а есть те, которые только на определенных оборотах, такие можно просто ограничить по количеству оборотов в минуту на комфортном для нас уровне. В любом случае уровень шума вы можете оценить исходя из характеристик на каждый вентилятор, если указано и посмотреть тот или иной обзор в текстовом виде или в видеоформате.
Типы подключений вентиляторов и регулировка оборотов
Самый простой тип вентиляторов с подключением 12 В (обычно) и земли (чёрный контакт). Обычно применяется в серверных решениях, регулировка оборотов отсутствует, мы получаем сразу все обороты, которые заложены производителем.
3-pin и 4-pin
3-pin и 4-pin вентиляторы объединим в одну группу. Разница заключается только в одном контакте. Первый контакт — земля, второй — 12 В, третий — количество оборотов в минуту RPM, а четвёртый в случае с 4-pin — это PWM (ШИМ) регулировка.
Широ́тно-и́мпульсная модуля́ция (ШИМ, англ. pulse-width modulation (PWM)) — процесс управления мощностью методом пульсирующего включения и выключения потребителя энергии.
Разъёмы взаимозаменяемы и могут использоваться в материнских платах с управлением посредством PWM, так и в платах, которые управляют только напряжением. Изображение ниже показывает все нюансы работы в виде таблицы, где при пересечении строки и столбца можно увидеть как будет работать вентилятор и какие функции будут работать в том или ином разъёме материнской платы.
Таким образом у 3-pin разъёма при установке в 4-pin не будет управления PWM и это логично, ведь лишнему контакту невозможно взяться из ниоткуда. В свою очередь 4-pin разъём при установке в 3-pin также будет работать, но без возможности управлением PWM по причине того, что в материнской плате это может быть не предусмотрено. Кроме этого могут быть различного рода механические помехи или неестественный шум (всё индивидуально).
Molex
В вентиляторах с разъёмом Molex также как с вариантом 2-pin отсутствует регулировка и просмотр количества оборотов. Кроме этого, они вращаются на максимальной скорости. Однако, если у вас есть под рукой небольшая отвёртка и знание дела, то вы можете механическим путём, изменяя положения пинов на разъёме, регулировать подаваемое напряжение на вентилятор и тем самым уменьшить его скорость вращения. Так, подключения к первым двум контактам нам даст 12 В. Переключение первого контакта на последний даст 5 В. Если же из первых двух контактов мы переключим второй контакт с земли на 5 В, то получим напряжение на вентиляторе, равное 7 В.
Также существуют вентиляторы с встроенными разветвителями для подключения последовательно нескольких вентиляторов, однако стоит не забывать про потребляемый ток — об этом поговорим немного ниже.
Другие разъёмы
Существуют также 6-pin разъёмы, в которых есть регулируемая подсветка. Поставляются либо с контроллером, либо с переходниками. Обращайте внимание на прилагаемую инструкцию.
USB 2.0 (9-pin) разъем для подключения к «внутреннему» USB на материнской плате. Такие вентиляторы также могут поставляться с дополнительным контроллером. Также обращайте внимание на прилагаемую инструкцию.
Потребляемый ток
Вентиляторы, как и любой другой компонент в компьютере, потребляет определённый ток. Так, на изображении ниже на наклейке слева по центру вы можете увидеть 0.45 А (Ампер), что означает, что вентилятор в пике потребляет указанное количество тока. Много это или мало? Обычно бывает меньше. Производители материнских плат сейчас идут на увеличение выдаваемого тока на разъёмах материнских плат. Если раньше это был стандарт 1 А, то теперь можно встретить 2 А, 3 А. Что это значит для нас? При использовании 1 вентилятора задумываться о превышении тока на разъёме материнской платы не стоит. Можно даже не смотреть на цифры тока на вентиляторе.
Однако мы можем спокойно подключить в один разъём несколько вентиляторов. Для этого используются либо разветвители.
Либо некоторые производители сами делают специальное ответвление, тем самым мы имеем возможность подключить последовательно несколько вентиляторов.
А вот теперь нам пригодится знание потребляемого тока на вентиляторах. Считается всё достаточно просто. Берём значение тока, которое материнская плата может обеспечить на разъёме и вычисляем количество нужных нам вентиляторов. Так, например, в нашем случае, при потреблении 0.45 А и ограничением материнской платы 1 А мы разделим 1 А на 0.45 А и получим 2.22(2) вентилятора. Для собственной страховки и с целью отсутствия перегрузки порта на материнской плате при любой скорости вращения мы округлим в меньшую сторону. Тем самым мы можем подключить только 2 вентилятора. Аналогично рассчитаем для 2 А: 2/0.45=4 и 3 А: 3/0.45 = 6 вентиляторов. При таком подключении желательно использовать вентиляторы с похожими характеристиками по количеству оборотов в минуту RPM, чтобы не получилось так, что один вентилятор крутится быстрее и создаёт больше шума, чем остальные подключенные в один разъём.
RGB или подсветка вентиляторов
Кто не любит RGB? Много людей… но для тех, кто любит цветовую дискотеку, вероятно, нужны вентиляторы RGB. Большинство вентиляторов RGB поставляются с двумя разъемами: один для питания, а другой для адресации RGB. Можно подключить оба в соответствующие разъёмы на материнской плате.
Конечно, существует множество вентиляторов с неуправляемой цветной подсветкой, а версии с PWM могут управляться любым базовым внутренним контроллером вентилятора. В таких версиях подсветка либо постоянно, либо меняется в зависимости от скорости оборотов, либо становится ярче или тусклее при изменении RPM. Кроме этого подсветка может быть исполнена в виде ленты или отдельными светодиодами, каждому на свой вкус.
/> 
Выбор вентилятора под задачу
В целом мы рассмотрели всё, что нужно знать по вентиляторам, остаётся только один вопрос: так, а какой вентилятор взять? Опираемся на определённую задачу. Например, у нас есть радиатор и мы хотим подсветку под общий стиль системы, тогда необходимо присмотреться к вариантам с высоким статическим давлением и подсветкой с адресным RGB, чтобы мы могли выставить изменение цветов или постоянный определённый цвет. Кроме этого необходимо будет рассмотреть производительность вентилятора, его шум и размеры. Учтите, что каждая дополнительная опция в вентиляторе добавляет к его стоимости. За тихие и долговечные вентиляторы с хорошей производительностью и подсветкой придётся хорошо так заплатить.
Как мы с вами убедились, подобрать вентилятор — не самая сложная вещь, всегда рассматривайте доступные варианты в контексте ваших потребностей и финансовой возможности. Выбор на рынке достаточно большой, будь то вентилятор с отличной производительностью, красивой подсветкой или же обычный вентилятор, который обеспечит поток воздуха в корпусе без лишних дополнительных опций. В конечном итоге решение остаётся за вами.
Как следует выбирать вентилятор для корпуса и какие достойны вашего внимания
Никто из нас не хочет, чтобы ПК вышел из строя из-за перегрева. Именно для того, чтобы подобное не произошло, существуют системы охлаждения. Если вы ищете достойный вентилятор для корпуса, либо же своеобразную «затычку», данный материал вам, несомненно, пригодится.
Все мы с вами прекрасно понимаем, что компьютеры являются крайне сложными в техническом плане устройствами, в которых попросту нет никаких лишних деталей и компонентов. И если же говорить про корпусный вентилятор, то он и вовсе имеет особое значение для любой сборки. Безусловно, сам вентилятор по факту не способен никак повлиять на мощность и производительность вашей системы, но именно благодаря ему ваши компоненты (графический и центральный процессоры вместе с ОЗУ) могут служить большее время.
Без достойного охлаждения ни один ПК не сможет прожить достаточно долгий срок, ведь чем выше температура в вашем ПК, тем более высокий шанс того, что тот или иной компонент может внезапно выйти из строя. Именно этот факт и делает покупку корпусных вентиляторов буквально жизненной необходимостью.
На что нужно обращать внимание при выборе корпусного вентилятора
Казалось бы, нет ничего проще, нежели купить вентилятор для корпуса, ведь, по сути, это обычный вентилятор. Однако на деле всё обстоит куда сложнее и интереснее, так как и при выборе достойного «вентилятора» вы должны ориентироваться на некоторые основные критерии.
-
Размер корпусного вентилятора. Вы должны выбирать «вертушку» исходя из размера вашего корпуса, а точнее, судя по тому, какое место для него предназначено. Обычно стандартный размер (он же является диаметром вентилятора) для ПК равен 120 мм, что является всем привычной нормой. Однако существуют и более крупные и мелкие варианты. Так что дабы не купить вентилятор, который вам не подходит идеально в плане размера, лучше заранее ознакомьтесь с тем, какой именно будет соответствовать вашему корпусу.
4-pin в этом плане ещё лучше, ведь такие корпусные вентиляторы способны сами выстраивать нужную скорость работы, которая будет наиболее оптимальна для системы в конкретный момент. Благодаря такому типу подключения ваша вертушка будет работать максимально тихо, если вы не используете ПК для решения каких-либо сложных задач, что очень здорово.
Вертушка-затычка: DEEPCOOL XFAN 120
Теперь, когда мы разобрались с теорией, настало время поговорить напрямую о корпусных вентиляторах, достойных вашего внимания и денег. И по традиции давайте начнём с самого доступного варианта — DEEPCOOL XFAN 120. Данная модель, несмотря на свою цену, обладает гидродинамическим подшипником, который всё же «не совсем умело используется» в случае с данным кулером, так как всё равно при максимальной скорости вращения 1 300 об/мин вышеуказанная модель может достигать довольно неприличного для своих цифр уровня шума в 24 дБ.
Диаметр данного вентилятора вполне стандартный для большинства корпусов — 120 мм. Радует то, что есть возможность подключения через 3-pin, благодаря чему хоть и незначительно, но всё же можно отрегулировать скорость. Ну и в конце-концов, если говорить про воздушный поток, то данный показатель составляет 43.56 cfm, что очень даже неплохой показатель для вентилятора со скоростью вращения в 1300 об/мин. Его цена составляет в среднем 270 рублей, и за эти деньги DEEPCOOL XFAN 120 является очень хорошим вариантом для охлаждения средних систем, либо же и вовсе вертушкой-затычкой.
Затычка, но с подсветкой: DEEPCOOL WIND BLADE 120
Если вы ищете вентилятор для своего корпуса, который будет в плане охлаждения показывать себя на куда более достойном уровне, нежели предыдущая модель, но при этом чей шум будет точно так же довольно низким, то обратите внимание на DEEPCOOL WIND BLADE 120. Его размер, как следует из названия, составляет 120 мм, а максимальное количество оборотов равно такому же значению, что и у предыдущего варианта — 1 300 оборотов в минуту. При этом предельный уровень шума выше всего на 2 Дб и составляет 26 дБ, что очень хорошо. Ну и, конечно, подключение осуществляется за счёт 3-pin через материнскую плату.
«Но чем же тогда данный корпусный вентилятор лучше, нежели упомянутый выше XFAN 120, ведь судя по описанию он примерно такой же?» — спросите вы. Ответ будет простым — разница в существенно возросшем объёме «поглощаемого» воздушного потока, который в данном случае ранен 65.16 cfm. Именно благодаря этому вам стоит немного переплатить и получить вариант, который, во-первых, лучше выглядит, во-вторых, куда лучше охлаждает, и в-третьих, имеет низкий уровень шума. Средняя цена DEEPCOOL WIND BLADE 120, кстати, составляет 360 рублей, в которую входит и встроенная в сам вентилятор подсветка, которая, по правде говоря, понравится далеко не всем.
Доступный «умный» вентилятор: AEROCOOL Frost 12 PWM
Конечно, далеко не всем нравится, когда вертушки постоянно работают на приблизительно одинаковых скоростях, ведь из-за этого изнашиваются подшипники и повышается уровень шума. Специально для людей, которые не хотят много тратиться, но при этом желают более «умный» вентилятор для охлаждения своего ПК, стоит посоветовать AEROCOOL Frost 12 PWM. Хоть диаметр данного вентилятора составляет 120 мм, отличительной особенностью этого варианта является «динамическая» скорость работы. В зависимости от температуры, данный вентилятор способен самостоятельно выбирать наиболее оптимальную скорость работы от 500 до 1 500 об/мин.
Этот факт очень радует, ведь если вы, например, будете пользоваться лишь условным браузером, то практически не будете слышать никакого шума, в то время как при работе с тяжёлыми программами или играми вентилятор будет работать на полную мощность. Ну и, естественно, то, что в зависимости от интенсивности работы вентилятора, он будет по-разному шуметь — от 18 до 28 дБ (и да, помните что на практике данные цифры всегда немного меньше). Огорчить вас в этой модели может разве что объём воздушного потока, который в зависимости от ситуации может составлять либо 17.3, либо 28.2 cfm.
Конечно, это не очень хорошо, но данный недостаток довольно хорошо компенсирует переменная скорость работы с максимальным значением в 1 500 об/мин., благодаря чему в любом случае охлаждение будет очень хорошим. Подключается AEROCOOL Frost 12 PWM, кстати, при помощи разъёма 4-pin, что не является откровением. Приятным моментом для вас может стать наличие многоцветной (не RGB) подсветки, которая выглядит неплохо. Так что если вы ищете, красивый и тихий вентилятор, который будет самостоятельно адаптироваться к температуре вашей системы и эффективно её охлаждать, то Frost 12 PWM по средней цене в 460 рублей, возможно, станет для вас максимально правильным приобретением.
Справится как с браузером, так и с играми: DEEPCOOL GS120
Если вы хотите заполучить корпусный вентилятор, который будет обладать всеми преимуществами подключения через 4-pin, то рассмотрите к покупке DEEPCOOL GS120. Размер данного варианта такой же, как и у всех — 120 мм. Установленный подшипник скольжения позволяет обеспечивать низкий уровень шума, что очень важно для многих. И да, уровень шума будет варьироваться от 18 до 32 дБ в зависимости от скорости вращения вентилятора.
Равна же скорость может быть как 900, так и 1 800 об/мин, что крайне позитивно сказывается на общем качестве охлаждения в любых ситуациях. Помимо этого, плюсом можно считать и «потребляемый» воздушный поток, чей показатель с учётом всего остального действительно впечатляет — 61.93 cfm. Ну и последнее, это цена.
Она довольно непостоянна и колеблется в среднем от 550 до 800 рублей. Да, для корпусного вентилятора это многовато, но учитывайте, что он сполна отработает свои деньги, так как действительно великолепно охлаждает, чему способствует как скорость вращения, так и большой объём воздушного потока. Но не стоит рассчитывать на тихую работу — вертушка хоть и не громкая, но и тихой её не назвать.
Безупречен во всём: TITAN TFD-12025H12ZP/KE(RB)
Все перечисленные выше вентиляторы для корпусов хоть и являлись довольно хорошими, но всё же в случае с каждым из них приходилось идти на определённые компромиссы. И если вы хотите приобрести чуть ли не идеальный вариант, то однозначно вы навряд ли сможете найти что-то лучше, чем TITAN TFD-12025H12ZP/KE(RB). Его диаметр равен 120 мм, подключается к материнской плате через 4-pin, а крутиться вентилятору позволяет качественный подшипник скольжения. Да, во всём этом нет ничего необычного, но удивить здесь призваны все прочие характеристики.
Скорость вращения динамическая — от 210 до 2 100 оборотов в минуту, благодаря чему данная модель способна тихо работать в условиях с минимальной нагрузкой, а также крайне быстро в тех случаях, когда ваши комплектующие действительно нагреваются. Уровень шума в целом соответствует скорости вращения — от 5 до 37 дБ. Да, при 2 100 оборотах в минуту вентилятор будет шуметь довольно сильно, но и охлаждение при этом будет первоклассным.
Ну и в завершение — максимальный объём «поглощаемого» воздушного потока равен 63.59 cfm. Так что в том случае, если вас сильно беспокоят перегревы, то TITAN TFD-12025H12ZP/KE(RB) сумеет вас спасти. Однако да, стоит данное «спасение» не так уже и дёшево — в среднем 1 150 рублей.
Как выбрать вентилятор для корпуса
В ранних корпусах преимущественно использовались вентиляторы 80 х 80 мм, сегодня чаще применяются 120 х 120 и 140 х 140 мм. Чтобы определить нужный размер возьмите линейку и измерьте расстояние между крепежными отверстиями — оно будет примерно на 5–7 мм меньше нужного размера. Если цифры получаются необычные, значит и вентилятор нужен нестандартный — лучше свериться с инструкцией на корпус.
Чем больше вентилятор, тем медленнее ему нужно вращаться, чтобы нагнать сравнимый объем воздуха. И он будет тише. Вентиляторы меньших размеров более скоростные и шумные — они применяются, как правило, в серверном и коммутационном оборудовании, устройствах печати.
Количество вентиляторов в комплекте
Чаще всего вентиляторы продаются поштучно. При серьезной модернизации системы охлаждения имеет смысл взять комплект под количество посадочных мест в корпусе компьютера, состоящий из нескольких вентиляторов одного типа и от одного производителя.
Максимальная скорость вращения (об/мин)
Большинство крупных кулеров (от 80 мм и выше) не выходит за рамки 2000 об/мин, чтобы не шуметь. Для эффективного охлаждения игровых систем есть модели тех же размеров, но более скоростные — до 4000 об/мин. Скорость вращения от 4000 об/мин и выше характерна для небольших вентиляторов: от 60 х 60 мм и ниже.
Максимальный уровень шума (дБ)
Определяет шум от работающего на максимальных оборотах вентилятора. Комфортным считается показатель не выше 35–40 дБ, что соответствует типичной шумовой нагрузке для обычной квартиры днем. Для ночной работы стоит выбрать модель до 25 дБ и ниже.
Тип разъема питания
Самый важный параметр. Если вентилятор некуда подключить, то и толку от него не будет.
что такое cfm вентилятора воздушный поток
Что такое CFM: как рассчитывается воздушный поток и в чем измеряется?
Здравствуйте, дорогие читатели! Воздушный поток CFM — это важная характеристика кулера, которая отражает его эффективность. В этом посте давайте рассмотрим, что это такое, в чем измеряется, какой он должен быть у хороших вентиляторов и как рассчитать рекомендуемый коэффициент.
Что такое CFM
CFM — не метрическая единица измерения объема, кубический фут в минуту. Используется эта единица потому, что футы повсеместно применяются в США, а именно эта страна остается передовым разработчиком компьютерных технологий.
В кубических метрах, как правило, в характеристиках кулера этот параметр указывается редко. Впрочем, несложно сделать расчет в более привычных для европейца единицах: 1 куб. м = 35, 31 CFM.
Характеристика зависит от трех параметров кулера:
Например, при равной скорости больший воздушный поток создаст вентилятор, диаметр которого больше. Соответственно, при одинаковом диаметре эффективнее кулер, лопасти которого вращаются быстрее.
Что значит это в практическом плане? Зная рекомендуемый CFM для компьютерного корпуса, несложно рассчитать вид вентиляторов и количество, которые надо использовать для максимального охлаждения.
Какое охлаждение нужно в зависимости от типа корпуса
В зависимости от типоразмера шасси следует выбрать суммарно создаваемый пропеллерами воздушный поток:
В ноутбуках из-за компактных размеров, даже 20 CFM оказывается достаточно. Конечно, это не означает, что если «переборщить» с количеством кулеров, это негативно повлияет на работу компьютера.
Просто большее количество пропеллеров будет создавать лишний шум. Рекомендую отдать предпочтение одной мощной модели, создающей достаточный воздушный поток, перед несколькими небольшими, но шумными. С топом кулеров для процессора вы можете ознакомиться здесь.
Замечено, что вентиляторы разного диаметра при работе создают приблизительно одинаковый уровень шума. Исключения — устройства с пониженной шумностью. Работают они тихо, но при этом нагнетают тот же по объему поток воздуха.
Также учитывайте, что чем больше вентиляторов установлено на всасывание воздуха, тем больше пыли будет поглощать компьютер. А значит, что и чистить его придется чаще, если вы хотите нормальной работоспособности девайса.
И не забывайте, что даже самые мощные крыльчатки будут неэффективны для охлаждения ПК, если разместить их неправильно. При грамотной компоновке, количество подаваемого воздуха соответствует количеству выдуваемого, а поток, огибая компоненты компьютера, не встречает на пути значимых препятствий.
Для вас будут полезны публикации «Как часто надо менять термопасту на процессоре» и «Термопрокладка или термопаста — что лучше для процессора». Буду признателен, если вы поделитесь этим постом в одной из социальных сетей. До скорой встречи!
Как выбрать кулер для корпуса ПК
Множество современных корпусов для ПК оснащаются встроенной системой воздушного охлаждения, а в некоторых предусмотрены лишь места для их установки. Перед самостоятельной покупкой и монтажом корпусных кулеров, следует иметь четкое представление, какие характеристики изделий являются ключевыми. Главными критериями правильного выбора являются размер кулера, значение скорости вращения и величины воздушного потока вентилятора, тип штатного разъема для подключения, возможность регулирования оборотов, уровень создаваемого шума, а также тип подшипникового узла, определяющего «срок жизни» охлаждающего устройства.
Вторичными моментами можно считать внешний вид и дизайн, геометрию и количество лопастей крыльчатки, встроенную подсветку, комплектацию изделия и приверженность к определенному бренду, которая сказывается на цене корпусного вентилятора. Как видно из всего вышеперечисленного, выбор кулера для корпуса является не таким простым делом, как может показаться на первый взгляд.
Назначение корпусного кулера
В отличие от кулера CPU, единственной задачей которого является охлаждение неистового жара процессора, вентиляторы, установленные в корпусе ПК, служат для удаления горячего воздуха и пыли из системного блока. Для достижения этих целей в корпусе ставят несколько кулеров на вдув и выдув, создающих циркуляцию воздушного потока, исходящего наружу. Нагнетающие вентиляторы, создающие избыточное давление внутри, обычно ставят в паре с пылевыми фильтрами, которые из-за неизбежных щелей в сопряжении конструкций лишь частично справляются со своими функциями. Источником подсоса пыли в корпус может стать и вытяжной вентилятор, мощность которого выше нагнетающего. А некоторые модели корпусов вообще страдают излишней «дырявостью», что также отрицательно сказывается на их пыленепроницаемости. В результате большинство накопленных пылевых частиц оседает на лопастях крыльчатки и спрессовывается там из-за высоких оборотов вентилятора, становясь причиной появления фонового шума во время работы компьютера.
 |
Циркуляция воздуха в системном блоке предусматривает определенное движение потоков, направленных на вдув и выдув. В современных корпусах с нижним расположением блока питания нагнетающие вентиляторы устанавливаются спереди и снизу, а выдувающие — сзади и сверху.
 |
Такая организация движения воздуха позволяет дополнительно использовать естественную циркуляцию, поднимающую холодные потоки снизу к наиболее нагретому объему в верхней части корпуса.
Выбор корпусных вентиляторов
Эта работа была прислана на наш «бессрочный» конкурс статей.
Какие бывают вентиляторы
реклама
В корпусах используются вентиляторы диаметром 80, 92 и 120 мм. Каждый размер имеет несколько модификаций по мощности (и, соответственно, по производительности). Для примера дан ассортимент вентиляторов Evercool.
| Модель | Диаметр | n об/мин | Шум | Q макс | Мощность | Ток |
| 8025L | 80 | 2000 | 23 | 25 CFM | 1 | 0.08 |
| 8025M | 80 | 2500 | 25 | 32 CFM | 1.3 | 0.11 |
| 8025H | 80 | 3000 | 27 | 37 CFM | 1.9 | 0.16 |
| 9225L | 92 | 1800 | 24 | 30 CFM | 1.1 | 0.07 |
| 9225M | 92 | 2200 | 26 | 38 CFM | 1.8 | 0.15 |
| 9225H | 92 | 2600 | 28 | 48 CFM | 2.5 | 0.21 |
| 12025L | 120 | 1800 | 29 | 71 CFM | 3 | 0.25 |
| 12025M | 120 | 2000 | 30 | 79 CFM | 3.36 | 0.28 |
| 12025H | 120 | 2200 | 32 | 85 CFM | 4 | 0.33 |
Выбрав нужный вентилятор из таблицы, перед походом в магазин выпишите потребляемый им ток (или мощность), потому что на ценнике продавцы обычно указывают лишь диаметр, ничего не говоря о производительности. А ток или мощность всегда написаны на наклейке вентилятора, поэтому ошибиться будет трудно (особенно если придется покупать вентилятор другой фирмы, у которой своя система обозначений и своя линейка вентиляторов).
Основной характеристикой вентилятора является производительность (расход воздуха) Q, измеряемая в CFM (кубических футах в минуту). Сведения о ней обычно есть на сайте производителя, а иногда и на самом вентиляторе. Однако это максимальная производительность в режиме «настольного вентилятора», при установке в корпус она упадет. Также вентилятор характеризуется создаваемым напором (давлением), скоростью воздушного потока, шумом, потребляемой мощностью, особенностями конструкции и некоторыми другими менее значимыми деталями. Из этих характеристик обычно указывают шум (правда, в каких-то «китайских децибелах», при реальных измерениях он обычно оказывается намного больше), иногда указывают напор, а скорость потока легко вычислить, разделив производительность на эффективную площадь.
Краткий FAQ для тех, кому лень дочитать статью до конца
Тут я дам тезисы и рекомендации общего характера. Некоторые следуют из анализа таблицы характеристик, обоснование остальным будет в конце статьи.
Расчет вентиляции корпуса
Сначала рассчитываем необходимый объем воздуха, который нужно прокачать через корпус. Исходной формулой служит уравнение теплового баланса при условии, что теплопередачей через стенки пренебрегаем:
реклама
Отсюда после подстановки значений С, P и перевода Q из кубометров в секунду в CFM получаем формулу для практического использования:
Эта формула приближенная, поскольку теплоемкость и плотность воздуха зависят от давления и температуры, а они нам точно неизвестны.
Надо иметь в виду, что в формулу входит «средняя температура по больнице», то есть температура при условии идеального перемешивания воздуха по всему объему. На самом деле такого не бывает, в зависимости от направления потоков и тепловыделения конкретных устройств где-то температура будет выше, а где-то ниже средней. Причем локальное повышение температуры будет как раз вблизи самых горячих элементов, ради которых мы, собственно, эту вентиляцию и затеяли. Поэтому весьма эффективно применение воздуховодов, соединяющих вход кулера (например, процессорного) непосредственно с внешней средой либо его выход с вытяжным вентилятором. В первом случае температура процессора не будет зависеть от температуры в корпусе, во втором температура в корпусе не будет зависеть от тепловыделения процессора.
Рабочая характеристика вентилятора
Допустим, корпус охлаждается только одним вентилятором БП, и нужно выбрать, какой вентилятор для этого лучше подходит (это вполне жизненная задача для владельцев десктопов и тауэров с боковым расположением БП). Мы видим, что максимальная производительность у 120-мм вентиляторов высокая, но она быстро падает с ростом напора, и в определенный момент вперед вырывается 92-мм вентилятор. В стандартном корпусе он лишь чуть-чуть уступает самому мощному из 120-мм (точки 1 и 2), заметно опережая два других (точки 3,4). По сравнению с равношумным 12025L 92-мм вентилятор обеспечивает на четверть большую производительность (27 CFM против 22 CFM), а по сравнению с близким по производительности 12025H «малыш» на 4 дБА (в полтора раза) тише. Очевидно, что в данном случае 92-мм вентилятор выглядит предпочтительнее, чем любой из 120-мм.
Теперь откроем слоты или увеличим площадь вентиляционных отверстий каким-нибудь другим способом (характеристикой корпуса станет темно-зеленая кривая). Видно, что эта мера для самого слабого 120-мм вентилятора эффективнее (точки 3->5), чем его замена на самый сильный без изменений корпуса (точки 3->2). Несмотря на заметную прибавку (около 60%), производительность 120-мм вентиляторов все равно остается вдвое меньше максимальной, в то время как у их 92-мм коллеги она почти достигла пика (замечу, что и в этом случае он остается производительнее «младших» 120-мм). Теперь уже реально обеспечить расход в 40-45 CFM, чего вполне достаточно для хорошего охлаждения умеренно разогнанной системы. Таким образом, и в этом случае 92-мм «карлсон» остается оптимальным выбором по соотношению производительность/шум, не говоря уже о цене. Использование 120-мм вентилятора оправдано только в том случае, если еще больше увеличить площадь вентиляционных отверстий (например, открыванием свободного 5-дюймового отсека, пунктирная линия на графике).
Параллельное и последовательное включение вентиляторов
При параллельном включении вентиляторов (то есть когда они все работают в одну сторону) их расходы складываются. При последовательном включении (когда один работает на вдув, другой на выдув или они установлены друг за другом, например в некоторых БП) складываются их напоры. Для иллюстрации на рис.3 показаны характеристики вентилятора 9225M (красная линия), двух таких же вентиляторов при последовательном (синяя линия) и параллельном (коричневая линия) включении.
реклама
Сформулируем еще одну типовую задачу. Есть стандартный корпус с двумя отверстиями под дополнительные вентиляторы: одно на задней стенке (на выдув), второе на передней (на вдув). В БП установлен вентилятор 9225М, необходимо установкой еще одного такого же обеспечить наибольшее снижение температуры в корпусе.
Сначала найдем расход в исходном корпусе, он равен 24 CFM (точка 1). Добавление переднего (точка 5) вентилятора прибавляет 5 CFM, а заднего (точка 4) 4 CFM. То есть передний вентилятор (редкий случай!) оказывается даже эффективнее заднего, но абсолютная прибавка все равно мизерна. Кстати, если передний вентилятор закрыт развитой декоративной решеткой (что скорее правило, чем исключение), из-за потерь напора в ней он скорее всего уступит заднему.
Теперь откроем слоты в корпусе. Без дополнительного вентилятора прибавка будет 11 CFM (это вдвое больше, чем при установке второго вентилятора в исходный корпус, точка 2), установка переднего вентилятора практически ничего не дает (точка 3), а установка заднего (точка 6) прибавит 22 CFM к исходному. Последний вариант дает самую большую прибавку, фактически удваивая исходный расход. Такая конфигурация оказывается чуть эффективнее и тише на 3 дБА, чем установка самого мощного 120-мм вентилятора «в гордом одиночестве». Возможности для дальнейшего улучшения вентиляции надо искать, как и в первом примере, на пути увеличения площади вентиляционных отверстий.
Трилогия охлаждения. Вентиляторы. Давление, расход.
Эта работа была прислана на наш «бессрочный» конкурс статей и является второй из трёх задуманных. Первая – Гибкий туннель для синхронных вентиляторов. За эту работу автор получил приз – медный кулер под Socket A.
Известно, что эффективность охлаждения зависит от многих факторов. В их числе и такго, как расход охлаждающего вещества, – воздух, вода и д.р. Чем больше его пройдёт через охлаждаемое тело, тем оно больше унесёт тепла. Продвинутые пользователи это не только знают, но и всевозможными методами стремятся поток увеличить. Именно по этому пункту возникает больше всего вопросов и недоразумений, – то получается недостаточно хорошее охлаждение, то много шума. Точнее, вопрос поставлен так: можно ли применять в охлаждении большие вентиляторы (насосы) взамен маленьких и чего от этого ждать? Об этом и пойдёт речь. Для того чтобы ответить, кроме теоретических обоснований, потребовался и ряд практических опытов.
реклама
Итак: Расход – количество вещества, прошедшее через данное сечение в единицу времени.
Имеется труба с определённым внутренним сечением F1, в которую подаётся газ или жидкость со стабильным давлением p1. В трубу установлено сужающее устройство с сечением F0. Характер потока и распределение статического давления в этом случае, будет таким:
Давление протекающей среды больше в тех сечениях потока, где меньше её скорость, и наоборот, в сечениях с большей скоростью, давление меньше. (Закон, открытый петербургским академиком Д а н и и л о м Б е р н у л л и).
На первый взгляд может показаться странным, что при прохождении узких участков трубы сжатие не увеличивается, а уменьшается. Тем не менее, этому факту объяснение есть. Какое количество газа или жидкости в трубу вошло, такое же и должно выйти. А как может пройти равный объём вещества через разные сечения? Только увеличением его скорости. При этом увеличивается и кинетическая энергия, что вызывает уменьшение потенциальной энергии потока в суженом сечении. Соответственно статическое давление в суженом сечении будет меньше, чем до сужающего устройства.
Таким образом, здесь всё ясно, – чем меньше площадь сечения устройства, тем меньше давление в этом сечении. Но это не всё, – если труба снова принимает прежний диаметр, давление за сужающим устройством полностью не восстанавливается!
Потерю давления среды Pn, протекающей через устройство, определяют как разность статических давлений, измеряемых в двух сечениях, в которых как до, так и после устройства, нет его влияния на характер потока. Величина потери давления зависит от модуля (m) сужающего устройства, т.е. отношения его площади к полному сечению трубы.
| Где: | F0 – площадь отверстия сужающего устройства. |
| F1 – площадь сечения трубы. |
Таким образом, чтобы не было потерь потока, не должно быть и сужений, во всяком случае, существенных. Опыт использования устройств конической формы в промышленности показал, что потеря давления сравнительно небольшая, если выходной диаметр конуса составляет не менее 0.75 D трубы.
Наконец упрощённое уравнение расхода (Q), в котором не учитывается ни плотность, ни сжимаемость среды, ни шероховатость стенок и т.п., выглядит так:
реклама
Попросту говоря, чтобы увеличить расход вдвое, нужно либо в два раза увеличить площадь сечения, либо в четыре раза увеличить давление!
Тестирование различных вентиляторов началось со стендовых испытаний.
СТЕНДОВОЕ ТЕСТИРОВАНИЕ ВЕНТИЛЯТОРОВ.
Тестирование проходили вентиляторы практически всех типоразмеров – от 60×60 до 120×120 мм. Вентиляторы 80×80 мм. оказались в несколько расширенном выборе. Поскольку их всё чаще используют для охлаждения, то и в испытаниях принимало участие несколько моделей. По возможности вентиляторы подбирались достаточно мощные в своём классе.
Обычно, на каждый вентилятор, фирмы изготовители указывают величину расхода воздуха (CFM) и очень редко величину развиваемого ими максимального давления при нулевом расходе. Иначе говоря, давления, нагнетаемого в герметичный объём. Для замера этого параметра использовался стенд со специальной камерой, с отбором для измерения статического давления. Для стыковки с камерой различных вентиляторов были изготовлены все необходимые переходники, которые плотно облегали перешеек камеры. (Эти же переходники впоследствии использовались для установки и тестирования непосредственно на радиаторах)
Имеющиеся немногие данные, (например вентилятора Thermaltake ТТ-8025TU) удивительно точно совпали с полученными результатами, – отклонение составляло не более ± 2%.
Кроме этого, было решено практически пронаблюдать зависимость расхода воздуха от величины сужения. Для этого использовалась динамическая труба с промышленной измерительной дифференциальной трубкой Пито. На снимке изображён момент сборки и подготовки (измерительная трубка не установлена). Выбран был самый большой 120×120 вентилятор. В динамическую трубу, в имеющееся разборное соединение, поочерёдно устанавливались диафрагмы с отверстиями различных диаметров. Картина продувки в динамической трубе выглядела несколько иначе, чем теоретически стабильный поток, хотя в целом никаких неожиданностей не было.
Единственное отличие, – при уменьшении диаметра отверстия, в промежутке трубы до сужения, начинало возрастать давление от нагнетающего вентилятора. (Как выяснилось, это довольно важно, и к этому мы ещё вернёмся). В конечном опыте оно увеличивалось настолько, что воздух устремлялся уже обратно, через вращающиеся лопасти вентилятора. Зато после сужающей диафрагмы отмечалось неуклонное падение потока.
ТЕСТИРОВАНИЕ НА СИСТЕМНОМ БЛОКЕ.
Испытания температурной зависимости от типа вентиляторов проводилось в одном системном блоке, с использованием двух различных радиаторов:
реклама
ARCTIC – радиатор полностью медный. К основанию припаяны тонкие, расположенные радиально от центра рёбра. Радиатор рассчитан на установку вентилятора размером 60×60 мм.
VOLCANO 9 – радиатор цельно-алюминиевый с медным диском, запрессованным в основание. Сечение радиатора соответствует вентилятору 80×80 мм.
Боковая крышка на время тестирования снята. Для удаления тёплого воздуха от локальной тепловой зоны, два задних, корпусных вентилятора (80×80) работали постоянно (
3000 rpm) Температура окружающей среды оставалась равной +23’С.
реклама
Замена вентиляторов на каждом из радиаторов производилась на ходу, без отключения компьютера и без снятия нагрузки с процессора. Так температура стабилизировалась гораздо быстрее. Испытания без нагрузки CPU не проводились. Все полученные результаты всех тестов в сводной таблице:
Серия испытаний на двух различных радиаторах дала разные результаты по температурам, но со схожими закономерностями и позволила получить ответ на поставленную задачу.
Безусловно, сужающий переходник вызывает снижение номинального расхода большого вентилятора, но практические данные в этом плане дали более оптимистичные результаты, чем можно было ожидать. Вышеописанные испытания на динамическом стенде в достаточной степени это поясняют – происходит повышение входного давления перед сужением и этим потери в немалой степени компенсируются.
реклама
Снижение же давления в самой узкой части устройства, оказалось малокритично. Это подтверждается тем, что все вентиляторы типоразмером 80×80, при определённом разбросе между собой предельного статического давления, держат практически одинаковую температуру данного радиатора. По-видимому, аэродинамическое сопротивление радиаторов в целом не столь велико, чтобы в полной мере востребовать этот параметр.
Но всё это до определённого предела, – входное давление не может повышаться бесконечно. Если относительное сужение переходника будет значительным, то потери после него будут совершенно неприемлемыми. На графике отчётливо видно, что радиатор «Volcano 9», имеющий большее сечение, чем «Arctic», меньше зависим от размеров и даёт практически одинаковые результаты с использованием 92 и 120 мм вентиляторов. Радиатор же «Arctic» с вентилятором 120 мм. вообще не согласуется, и даёт температуру выше «родного» (60×60) на +2’С!
Таким образом, выводы можно сделать вполне определённые:
На практике, основываясь на полученных данных, можно с уверенностью сказать, что относительное сужение может составлять:
реклама
m = 0.42 ( F0 60*60 / F1 92*92 ) или 0.65D ( D 60 / D92 )
При дальнейшем уменьшении коэффициентов, потери не оправдываются.
Здесь учтено, что вентиляторы, являющиеся по сути короткой трубой, имеют величину проходного сечения зависимую от его внутреннего диаметра. Так вентилятор с корпусом 60×60 имеет диаметр 57 мм. и площадь сечения 2550 мм.кв. Самыми оптимальными вариантами для замены являются вентиляторы типоразмеров 80x80x25 и 92x92x25 мм. Естественно, для каждого из них и радиатор должен более-менее соответствовать по минимальному сечению и удобству установки. Ещё одна характеристика, на том же графике, отображает зависимость температуры CPU от скорости вращения вентиляторов.
Полученные данные показывают, что повышение оборотов не всегда приводит к ожидаемому результату. Причина опять же в том, что расход имеет квадратичную зависимость и таким образом возрастает с повышением оборотов (давления) не так быстро, как бы хотелось. Кроме того, не менее веская причина кроется и в том, что при снижении температуры рёбер радиатора до определённой величины, уменьшается и перепад температур между ними и охлаждающим воздухом.
ВЕНТИЛЯТОРЫ. Кратко о впечатлениях от вентиляторов, прошедших тесты.
реклама
Именно с ним попутно проводились небольшие опыты по изучению формирования потоков.
Вентилятор без корпуса.
Во всех боковых стенках корпуса вентилятора D80BH-12 вырезались (полотном по металлу или лобзиком и немного дрелью) большие окна. По сути, стенки ликвидировались совсем, оставались только узкие стойки для крепежей. Его испытания на стенде и тестирование на кулере никаких изменений давления или температуры не выявили. Однако оказалось, что такой вентилятор шумит меньше, по сравнению с обычным. Совсем ненамного, но при поочерёдном включении точно такого же, но целого вентилятора, на слух это улавливается.
Очень интересная картина наблюдалась при прокрутке этого вентилятора в задымлённом воздухе с подсветкой плоским лучом света. К сожалению, на неподвижном снимке динамика струй дыма почти не передалась. Кроме того, трудно увидеть полную картину, так как изображено схематично, под одним ракурсом. Некоторые направления потоков видны только под определённым углом сечения.
реклама
Оказалось, что потоки воздуха втягиваются не только «сверху», но и со всех боков, и даже чуть с нижних внешних кромок! И только чуть отступив от кромки в сторону центра, образуется вращающийся поток, направленный вниз.
Эти свойства с успехом используются в известном кулере Zalman CNPS 7000.
Понятно теперь, почему он относительно тихий и как там формируются потоки?! Ламинарный поток проходит верхние, редкие рёбра, набирает давление-скорость и мощной струёй продувается через частые ребра у основания кулера.
Те же испытания в задымленной атмосфере показали, что аэродинамическая тень от средней части крыльчатки во вращающемся потоке незначительна, и следовательно серьёзного влияния на поток в целом оказать не может. Здесь может крыться ошибочное представление об эффективности удлиняющей насадки, поднимающей вентилятор над радиатором. Было сделано одно наблюдение.
Открытая стенка системного блока вовсе не залог хорошего охлаждения. Такой факт выявился на текущих испытаниях. Казалось бы, что может быть лучше свободного доступа воздуха к процессору? Однако стоило только отключить вытяжные вентиляторы, температура процессора немедленно поднималась на несколько градусов! Объяснение тому простое, – воздух, выбрасываемый кулером, скапливается тёплым облаком в верхней части корпуса и медленно перетекает через кромку наружу. Естественно, при этом кулер успевает его часть захватить обратно. Насадка уменьшает эту возможность, т.к. вентилятор выноситься из зоны повышенной температуры.
Если вентилятор работает на вытяжку, то насадка может своей нижней частью образовать своего рода кожух для радиатора. Степень прикрытия верхних частей рёбер (приблизительно на 45-50%) подбирается экспериментально, по минимальной полученной температуре процессора, после чего насадка надёжно фиксируется.
Однако процессор не единственный элемент, нуждающийся в охлаждении. При открытом корпусе, работа вытяжных вентиляторов никак не сказывается на продувке жёсткого диска. Внешний датчик, укреплённый на корпусе HDD («Barracuda» 40Gb, 7200) выдал температуру +50.4 градуса! Внутри нагрев вполне может быть ещё выше. Эта тихая «рыба» явно любит свежий воздух. При закрытом корпусе её температура составляет не более +30,5’С, без всякого дополнительного охлаждения.
О совмещении двух вентиляторов, и что это даёт?
Чтобы точно ответить, снова понадобились небольшие эксперименты. На статический стенд устанавливалась пара сдвоенных вентиляторов. Сразу же отмечалось заметное увеличение давления, но не сколько ожидалось. Теоретически давления ступеней должны складываться. При опыте было замечено, что обороты нижнего вентилятора при этом резко увеличивались. Здесь причина и крылась, он работал в закрученном потоке от первого вентилятора, как бы наполовину вхолостую.
Собственно такое построение напоминает схему двухступенчатого осевого компрессора авиационного двигателя. Однако там, между вращающихся колёс с лопастями, установлены стабилизаторы, по сути представляющие собой неподвижные лопатки с определённым углом поворота и тормозящие вращение потока.
Опыт был несколько изменён. Вентиляторы стыковались между собой не вплотную, а соединением, образующим между ними промежуток три сантиметра. Внутри него имелись неподвижные пластины, (оказалось достаточно всего одной перегородки на всю ширину соединения), стабилизирующие поток. Повторные испытания показали, учитывая потери, что давление увеличилось почти вдвое!
При этом, однако, проверка на динамическом стенде показала, что объём потока не изменился. Здесь всё правильно, – если нет сопротивления, не будет и разницы. Собственно, зачем может понадобиться увеличение запаса по давлению (или разряжению), если предыдущие опыты показали, что вполне достаточно одного вентилятора? Да, но если речь идёт только о продувке радиатора. Другое дело если используются различного рода воздуховоды.
В конструировании всегда считалось хорошим тоном совмещение в каком-либо устройстве различных функций. Почему, например, довольно мощному кулеру, помимо продувки радиатора, не выполнять роль вытяжного вентилятора при перевёрнутой установке, а корпусному на задней стенке, – не охлаждать кулер? Тогда потоку преодолевать сложившееся сопротивление радиатора, нормально закрытого корпуса, самого воздуховода, – значительно труднее. Кстати, можно заметить, что если вентиляторы устанавливаются на противоположных концах длинного изогнутого воздуховода, стабилизатор потока не обязателен. Вращение гасится его же сопротивлением.
Ещё о совмещении. Если в системном блоке на передней стенке установлен дополнительный приточный вентилятор, то почему бы ему в первую очередь не дуть на что-то нуждающееся, HDD например? Такое расположение предусматривают некоторые корпуса, либо можно самостоятельно установить винчестер в поток, используя любые крепления, вплоть до детского конструктора. Хороший эффект может дать простейший воздуховод от переднего вентилятора к видеокарте. При этом не обязательно его крепить или делать вплотную к кулеру последней. Может оказаться вполне достаточно прямой струи прохладного воздуха.
Тут кстати можно заметить, что воздуховоды или переходники по направлению потока, могут быть не только сужающимися или равномерными, но и расширяющимися. Если диаметр вентилятора не позволяет продувать всю необходимую площадь, к примеру, радиаторы водяного охлаждения, то лучшее решение будет сделать короткий кожух-переходник. Срабатывает эффект сопла динамического расширения, идущий явно в пользу вентилятора с недостаточным диаметром, делая его поток более равномерным. Это гораздо эффективнее и эстетичнее, чем вентилятор, примотанный изолентой, и где часть площади радиатора не обдувается вообще.
Примером реального применения может служить промышленный теплообменник, изображённый на снимке.
Воздух под давлением подаётся по толстой трубе в направлении, указанном стрелкой. По тонким трубам циркулирует вода. Другой случай: кожух на радиаторе некоторых автомобилей, автобус ПАЗ к примеру. Вентилятор расположен спереди по ходу движения.
ОХЛАЖДЕНИЕ ВОДОЙ. Немного о помпах.
Количество типов и моделей таковых, достаточно велико.
Возможно, такой насос может перекачать 200 литров воды за час с места на место в аквариуме без какого-либо сопротивления, но это вовсе не значит, что он способен поднять за час указанный объём на высоту 0.5 метра. Давление развиваемое насосом, попросту уравновешивается противодавлением водяного столба. Будь столб хоть на миллиметр выше, вода не потечёт вообще.
Кстати, некоторые модели имеют поясняющие квадратичные графики, изображённые прямо на упаковке.
На практике конечно, вода не просто поднимается, но и течёт по обратной трубке, что компенсирует потерю давления. Однако возникает другая проблема. Проходя по различным трубкам, переходникам, ватерблокам, разветвителям, вода преодолевает определённое сопротивление. Поэтому, заявленного расхода может не быть даже близко. Какой же он в таком случае в реальности?
Провести измерение можно и без счётчика воды. Для этого достаточно водой, прошедшей через систему охлаждения, по обратной трубке заполнить любую мерную емкость (пластиковую бутылку, к примеру) и засечь время, сколько это займёт. Если, например, ёмкость 1.5 л. заполнится за 1 мин. 48 сек., то расход будет равен
Конечно, расходная ёмкость должна при этом пополняться, а наполняемая находиться на том же с ней уровне. Компьютер, разумеется, в целом включать не нужно. Вообще-то подобным методом (мерной ёмкости) в настоящей метрологии непосредственно поверяются все счётчики расхода воды.
Если по каким-то причинам расход оказывается недостаточным, а изменение конструкции в целях снижения сопротивления неприемлемо, то выход только в увеличении давления на нагнетании. Иногда для этого устанавливаются последовательно две помпы, но это усложняет конструкцию со всеми вытекающими последствиями. К тому же в этом случае складывается не их производительность, а давление. Гораздо лучший вариант увеличить давление, – установить один, более мощный насос. В отличие от вентилятора, особое увеличение шума в этом случае не грозит.
Q помпы2 = (Q помпы1 : √H помпы1) x √H помпы2 ( 50 литров : √ 0,5 ) x √ 1,3 = 80.2 литра.
Причём расчётные данные точно подтвердились в ходе практических экспериментов. Таким образом, при покупке насоса следует обращать внимание не столько на его производительность в литрах, (она в любом случае обещается больше реально необходимой) сколько на развиваемое им давление!
Все опыты и подготовка к ним заняли очень много времени, но помогли узнать много интересного. Очень буду рад, если кому-то из пользователей полученные данные окажутся полезными. В настоящее же время проведены работы:
Данные в процессе подготовки.
При работе над статьёй использовались следующие материалы и оборудование: