Лучшее охлаждение ПК в условиях ограниченного количества вентиляторов — разрушаем стереотипные схемы охлаждения и максимально эффективно продуваем корпус
Лучшее охлаждение ПК в условиях ограниченного количества вентиляторов — разрушаем стереотипные схемы охлаждения и максимально эффективно продуваем корпус. Теория и практика охлаждения.
Как эффективно охладить комплектующие внутри системного блока? Казалось бы, простой вопрос, над ответом на который не будет задумываться ни один опытный пользователь ПК, а уж тем более оверклокер или компьютерный энтузиаст. Мол что тут думать: холодный воздух идет по низу, а горячий воздух устремляется вверх — простая физика из школьного курса, следовательно, надо организовать вдув (забор холодного воздуха) снизу, а выдув горячего воздуха сверху, холодный воздух должен пройти через все комплектующие, попутно охлаждая у их и становясь теплым, и «выброситься» из корпуса по классике через вентилятор, расположенный на задней стенке. Но это теория. Теория, которая не учитывает воздушные потоки, создаваемые вентиляторами и количество этих самых вентиляторов.
реклама
Я же предлагаю рассмотреть более конкретную и приближенную к реальности ситуацию: как эффективно охладить комплектующие внутри системного блока, имея всего два вентилятора? Давайте рассмотрим как классические схемы охлаждения, так и нетипичные способы расположить вентиляторы в корпусе.
Предлагаю перейти к тестовому стенду.
Поток воздуха в корпусе – сколько вентиляторов
Учитывая тепловыделение высококлассных компонентов (например, игровой процессор и видеокарта GeForce GTX 20XX), можно с уверенностью сказать, что чем больше вентиляторов, тем лучше.
Это отлично демонстрируют различные тесты, показывающие разницу температур, создаваемых в корпусах без дополнительных вентиляторов и конфигураций с 4 или 5 вентиляторами. В случае с процессором они достигают дюжины градусов Цельсия, что при полной мощности компьютера может иметь большое значение.
Немного меньшие различия видны в случае охлаждения видеокарты, но температуру можно снизить на несколько градусов. Кроме того, мы можем снизить скорости вращения вентиляторов на видеокарте.
Отвечая на вопрос, заданный в заголовке текста, можно смело утверждать, что в случае игровых компьютеров стоит иметь как минимум четыре вентилятора – два установленных спереди и два сзади. С другой стороны, если у вас корпус с перфорированным верхом, стоит добавить один или два вентилятора сверху. Таким образом, мы обеспечим отличный воздушный поток внутри, что, очевидно, влияет на работу всего набора.
Организация воздушных потоков в корпусе ПК
В статье «Искусство охлаждения, как искусство вентиляции и организации воздушных потоков в корпусе ПК» рассказано об основах организации воздушные потоков в корпусе ПК. Здесь я рассмотрю один из способов распределения воздушных потоков в современном корпусе с большой площадью входных отверстий и малым аэродинамическим сопротивлением.
Примером такого корпуса является корпус Cooler Master Centurion 590 рассмотренный в статье «Собираем компьютер в корпусе “ Centurion 590”. Он имеет большую площадь перфорации на передней панели, левой и правой крышке. В данной конструкции блок питания имеет собственный контур охлаждения смотрите рисунок. Поэтому расход воздуха через корпус определяется вытяжными вентиляторами, которых три. Один имеющийся в корпусе вытяжной вентилятор на задней стенке и два дополнительных верхних низкооборотных вентилятора. Их суммарная производительность составляет около 4,2 м3/мин.
Учитывая что корпус имеет низкое аэродинамическое сопротивление, весь этот воздух будет проходить через перфорацию корпуса.
Как управлять воздушными потоками в системах вентиляции ПК?
Существует три способа:
- пассивный,
- активный,
- комбинированный — сочетание активного и пассивного.
Пассивный способ организации воздушных потоков
описан в разделе «Организация воздушных потоков в корпусе ПК. Пассивный способ». Там приведен рисунок, который помещен ниже под номером 1. Согласно ему распределение воздушных потоков в корпусе ПК регулируя площадь проходных сечений. увеличивая или уменьшая их в нужных местах.
Как говорилось в выше названной статье каждый из расходов V 2, V 3, V 4, V 5 можно определить по формуле:
Если непонятен рисунок 1, то можно его представить в виде более близком для тех кто занимается компьютерами, так как он показан на рисунке 2. Если представить типовой корпус ПК с множеством входных отверстий как часть корпуса показанного на рис. 1 ограниченного с одной стороны проходными сечениями S 2, S 3, S 4, S 5 , а с другой вытяжным вентилятором S вых, то мы будем иметь корпус показанный на рис. 2.
Обратите внимание! БП имеете отдельный контур вентиляции, поэтому он не рассматривается в данной схеме.
Извините за разное обозначение:
В статье «Организация воздушных потоков в корпусе ПК. Пассивный способ» расход воздуха обозначается как V , а здесь и далее W .
Активный способ организации воздушных потоков.
Активный способ организации воздушных потоков основан на балансе расходов нескольких нагнетающих и вытяжных вентиляторов, используя их свойство в заданном режиме пропускать нормированное количество воздуха. Главное требование к такой схеме:
где: W вых — суммарный расход вытяжных вентиляторов, W н.в. — суммарный раснагнетающих вентиляторов.
Его работа наиболее понятна на примере комбинированного способа распределения воздушных потоков, где активная ветвь работает наиболее наглядно.
Понятно что комбинированный способ представляет собой сочетание пассивного и активного способа.
Как понятно из названия, при применении этого способа организации воздушных потоков применяется сочетание активной и пассивной ветвей. Такая схема должна соответствовать требованиям соотношения:
W вых — расход вытяжного вентилятора, W н.в. — расходы нагнетающего (нагнетающих) вентилятора, W с — расход воздуха через свободные отверстия корпуса.
Зачем нужно такое регулирование?
Оно позволяет направить в нужное вам место требуемое количество воздуха с помощью нагнетающего вентилятора, который работает как устройство нормирующее расход воздуха через него, а остальной воздух распределить с помощью описанного ранее пассивного способа. Там где вы выделяете из общего воздушного потока дозированное количество и есть зона активного регулирования воздушного потока.
Как это можно сделать, опишу ниже.
Вентилятор как ограничитель расхода воздуха.
Вентилятор имеет расходные характеристики приведенные в его паспорте. Для обеспечения их он тратит мощность электропривода (электромотора). Когда вентилятор попадает в воздушный поток с характеристиками превышающими его расходные характеристики он переходит во флюгерный режим. Это режим характеризуется работой электродвигателя вентилятора совершаемой уже не для подачи воздуха, а для его торможения. Во флюгерном режиме расход воздуха через вентилятор определяется его паспортными характеристиками.
Это аналогично торможению двигателем автомобиля на спуске.
Посмотрим рисунок 3.
Здесь вытяжной вентилятор с расходом W вых определяет общий расход воздуха через корпус.
W вых = W1 + W2 +W3 + W4 = W вх
Этот вентилятор может представлять собой и группу параллельно работающих вентиляторов.
Поскольку, как мы определились ранее, это корпус низкого сопротивления, то W вх будет приближаться к W вых.
Для примера рассмотрим случай описанный в статье Собираем компьютер в корпусе “ Centurion 590:
Суммарный расход воздуха через 3 вытяжных вентилятора W вых = 6,8 м 3 /мин,
Расход воздуха через нагнетающий вентилятор корзины HDD W2 = 1,8 м 3 /мин.
Это значит, что при общем расходе через корпус 6,8 м 3 /мин через внутренний вентилятор W 2, при любом его проходном сечении, будет проходить воздух с расходом 1,8 м 3 /мин. На остальные сечения придется в сумме 5 м 3 /мин.
Эти рассуждения распространяются и на случай когда вентилятор W2 установлен на входе в корпус.
W вых = W1 + W3 + W4 = W вх + W2
На рисунке 2 показано размещение вентилятора ограничивающего расход воздуха на передней панели. Посмотрев указанную выше статью, Вы увидите, он предназначен для вентилирования корзины HDD .
В этом случае при выходном расходе W вых = 6,8 м3/мин и расходе через вентилятор корзины HDD W2 = 1,8 м 3 /мин, через входное сечение W вх будет проходить около 5 м 3 /мин.
Применение комбинированного способа организации воздушных потоков в корпусе компьютера.
Данное решение применено в конструкции описанной в статье «Собираем компьютер в корпусе “ Centurion 590» и показало полное соответствие расчету.
Корпус Centurion 590 предназначен для ПК с большим тепловыделением.
Поэтому по всей передней панели корпуса имеется перфорация с суммарной эффективной площадью более 400 см 2 . Имеется перфорация и на боковых крышках. На корпусе установлен вытяжной вентилятор на задней стенке и имеется два свободных места под установку дополнительных вентиляторов на верхней крышке.
Такая обильная перфорация дает широкую свободу для вариантов прохождения воздушных потоков, но и заставляет решать эту проблему в обязательном порядке. Иначе невозможно организовать воздушные потоки и охлаждение узлов будет непредсказуемым.
Верхние 5 дюймовые отсеки в корпусе заняты панелью подключения USB , DVD-RW , FDD и устройством управления кулерами KM01-BK .
Остается более 300 см 2 для забора воздуха. Это более чем достаточно (суммарная площадь верхних вентиляторов около 250 см2, что меньше эффективной площади воздухозабора).
Необходимо чтобы воздушные потоки проходили по заданным маршрутам показанным на рис. 3.
Для обеспечения охлаждения системной платы и кулера процессора необходимо, чтобы основная масса воздуха должна через корпус их нижней его части и выводилась за пределами корпуса через дополнительные верхние вентиляторы. Воздушный поток проходит вдоль ребер радиатора кулера процессора. Это и обеспечивается в данной схеме.
Чтобы освободить свободный доступ воздуху в нижней части передней панели, убираем корзину для HDD из нижней части передней панели и переставляем ее вверх вплотную к заполненным 5 дюймовым отсекам.
Это решение не только позволяет организовать забор воздуха в нижней части но и ограничивает его расход.
Одновременно создается дополнительный (перпендикулярный) воздушный поток вдоль поверхности системной платы от вентилятора корзины HDD к заднему вытяжному вентилятору. Этот воздушный поток проходит вдоль ребер радиатора кулера видеокарты и охлаждает его.
Данное решение позволяет создать в корпусе два взаимно перпендикулярных воздушных потока с заданными расходами и обеспечить работу кулеров процессора и видеокарты без вентиляторов. Воздушные потоки идут по линии наименьшего сопротивления вдоль ребер радиаторов.
Окружение
Не запихивайте системный блок в какое бы то ни было подобие закрытой коробки. Не доверяйте производителям компьютерной мебели, они ничего не понимают в том, что и для чего делают. Внутренние отсеки в столах выглядят очень удобными, но сравните это с неудобством замены перегревшихся комплектующих. Нет смысла в продумывании системы охлаждения, если в итоге вы поставите компьютер туда, где воздуху некуда будет выходить. Как правило, конструкция стола позволяет убрать заднюю стенку отсека для компьютера – это обычно решает проблему.
Старайтесь не ставить системный блок на ковёр, иначе в корпусе будет быстрее скапливаться пыль и ворс.
Климат в вашей местности тоже стоит учитывать. Если вы живёте в жаркой области, понадобится серьёзнее отнестись к охлаждению, возможно, даже подумать насчёт водяного охлаждения. Если у вас обычно холодно, то воздух в помещении представляет особенную ценность, а значит использовать его следует с умом.
Если вы курите, настоятельно рекомендуется делать это не рядом с компьютером. Пыль и без того вредна для комплектующих, а сигаретный дым порождает худший из возможных видов пыли из-за своей влажности и химического состава. Отмывать такую липкую пыль очень сложно, и в результате электроника выходит из строя быстрее обычного.
Сравниваем вентиляторы F- и P-серии
Естественно, очень интересно было бы узнать различия между F серией вентиляторов, которые заточены на воздушный поток, и P серией, которые, напротив, рассчитаны на повышенное статическое давление и хороши для продувки радиаторов. Меняем, запускаем тесты, убеждаемся в важности разделения вентиляторов по задачам. P12 — отличные вентиляторы, но не как корпусные. Проигрыш по всем значениям существенный, температуры даже хуже чем у предустановленных в корпус изначально.
Печальнее всего снова наблюдать температуру памяти выше 50 градусов Цельсия.
С открытым корпусом температуры процессора и видеокарты приходят к тем же значениям, что и с любыми вентиляторами до этого. Память горячее, чем с F вертушками на 3 градуса.
Можно сделать промежуточный вывод: выбирать вентиляторы стоит не только по возможностям подсветки, но и исходя из их применения, для радиаторов смотреть на значения развиваемого давления, для корпуса — на создаваемый воздушный поток. Многие производители облегчают задачу и создают специализированные линейки вентиляторов, как, например, вышеупомянутые Arctic. F — для корпуса, P — для радиаторов.
Положительное давление
Для создания положительного давления в переднюю часть корпуса чаще всего ставят два втягивающих, а в заднюю — один выдувающий вентилятор. Это, конечно, если корпус поддерживает такое расположение «вентов». Один из самых популярных корпусов прошлых лет, Corsair 200R, позволяет установить лишь один вентилятор спереди. В таком случае нужно поэкспериментировать с позицией второго — с горячей видеокартой можно пустить холодный воздух сбоку прямо на перегревающийся компонент, что значительно понизит температуру. А если перегревается процессор, то сверху. Посмотрите, как вентиляторы работают в вашем корпусе — куда дуют, где стоят, и в зависимости от этого попробуйте их подвигать. Каждый корпус индивидуален, поэтому универсального решения нет. Самое главное — сместить баланс в пользу втягивания воздуха. И опять-таки убедиться в том, что перед каждым втягивающим вентилятором есть пылевой фильтр.
Главный минус положительного давления заключается в том, что нужно следить за чистотой фильтров. Неправильное расположение некоторых вентиляторов может создать карманы циркулирующего горячего воздуха, что по-своему опасно. Эта проблема встаёт только в случае установки втягивающих и выдувающих вентиляторов близко друг к другу, так что опять-таки проверьте, как и где дуют «вертушки» у вас в корпусе.
В итоге как расположение вентиляторов, так и выбор корпуса могут повлиять на производительность в играх. Если у вас корпус с тремя вентиляторами спереди (отлично же!) и стеклянной панелью, но у воздуха нет пространства для входа, то польза от этих «вертушек» минимальна. Хороший корпус — с сеткой на передней панели, которая будет давать кулерам дышать, либо с боковым зазором больше 3 см, откуда тоже можно будет затягивать воздух. Так, Cooler Master была вынуждена обновить свой культовый корпус H500P, который разнесли критики. Компания выпустила H500M с сетчатой передней панелью, и его признали одним из лучших в этом году.
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.
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.
Вывод
В статье подробно описано, что такое вентиляция в корпусе ПК, как улучшить продуваемость корпуса. Описанные рекомендации помогут организовать оптимальную вентиляцию системного блока, а ещё снизить нагрев внутренних компонентов. Благодаря этому комплектующие детали прослужат дольше и обеспечат оптимальную производительность в различных задачах. Кроме того запас по температуре позволит «поиграть» с разгоном и повысить быстродействие.
А какие вы знаете способы улучшения продуваемости системного блока. Поделитесь опытом в комментариях под статьей.
