stringtranslate.com

Компьютерный вентилятор

3D-иллюстрация шести 80-мм вентиляторов - типа вентиляторов, которые когда-то широко использовались в персональных компьютерах (иногда в виде набора или в сочетании с вентиляторами других размеров).
30-миллиметровый (1,2 дюйма) вентилятор для ПК, установленный на вентиляторе размером 250 мм (9,8 дюйма).

Вентилятор компьютера — это любой вентилятор внутри корпуса компьютера или прикрепленный к нему, используемый для активного охлаждения . Вентиляторы используются для втягивания более холодного воздуха в корпус снаружи, удаления теплого воздуха изнутри и перемещения воздуха через радиатор для охлаждения определенного компонента. В компьютерах используются как осевые , так и иногда центробежные (обдувочные) вентиляторы. Компьютерные вентиляторы обычно бывают стандартных размеров, например 92  мм, 120  мм (наиболее распространенные), 140  мм и даже 200–220  мм. Компьютерные вентиляторы питаются и управляются с помощью 3- или 4-контактных разъемов для вентиляторов .

Использование охлаждающего вентилятора

В то время как в более ранних персональных компьютерах большинство компонентов можно было охлаждать с помощью естественной конвекции ( пассивное охлаждение ), многие современные компоненты требуют более эффективного активного охлаждения. Для охлаждения этих компонентов используются вентиляторы, которые отводят нагретый воздух от компонентов и нагнетают над ними более холодный воздух. Вентиляторы, прикрепленные к компонентам, обычно используются в сочетании с радиатором для увеличения площади нагретой поверхности, контактирующей с воздухом, тем самым повышая эффективность охлаждения. Управление вентилятором не всегда является автоматическим процессом. BIOS компьютера может контролировать скорость встроенной системы вентиляторов компьютера. Пользователь может даже дополнить эту функцию дополнительными компонентами охлаждения или подключить ручной контроллер вентиляторов с ручками, которые настраивают вентиляторы на разные скорости. [1]

На рынке IBM PC-совместимых блоков питания компьютеров почти всегда используется вытяжной вентилятор для удаления теплого воздуха из блока питания. Активное охлаждение процессоров начало появляться в Intel 80486 и к 1997 году стало стандартом для всех процессоров для настольных ПК. [2] Вентиляторы корпуса или корпуса, обычно один вытяжной вентилятор для удаления нагретого воздуха сзади и, опционально, приточный вентилятор для всасывания более холодного воздуха через переднюю часть, стали обычным явлением с появлением Pentium 4 в конце 2000 года . [2]

Приложения

Осевой компьютерный вентилятор размером 80×80×25 мм.

Корпус вентилятора

Вентиляторы из компьютерного корпуса – спереди и сзади

Вентиляторы используются для перемещения воздуха через корпус компьютера. Компоненты внутри корпуса не могут эффективно рассеивать тепло, если окружающий воздух слишком горячий. Вентиляторы корпуса могут быть установлены как приточные , втягивающие более холодный наружный воздух через переднюю или нижнюю часть корпуса (где он также может проходить над внутренними стойками для жестких дисков), или как вытяжные , вытесняющие теплый воздух через верхнюю или заднюю часть корпуса. Некоторые корпуса ATX Tower имеют одно или несколько дополнительных вентиляционных отверстий и точек крепления на левой боковой панели, где можно установить один или несколько вентиляторов для подачи прохладного воздуха непосредственно на компоненты материнской платы и карты расширения, которые являются одними из крупнейших источников тепла.

Стандартные осевые корпусные вентиляторы имеют ширину и длину 40, 60, 80, 92, 120, 140, 200 и 220 мм. Поскольку корпусные вентиляторы часто являются наиболее заметной формой охлаждения ПК, широко доступны декоративные вентиляторы, которые могут быть освещены светодиодами , изготовлены из пластика, реагирующего на УФ -излучение, и/или покрыты декоративными решетками. Декоративные веера и аксессуары пользуются популярностью у моддеров корпусов . Воздушные фильтры часто используются над приточными вентиляторами, чтобы предотвратить попадание пыли в корпус и засорение внутренних компонентов. Радиаторы особенно уязвимы к засорению, поскольку изолирующий эффект пыли быстро ухудшает способность радиатора рассеивать тепло.

вентилятор блока питания

Хотя блок питания (БП) за некоторыми исключениями содержит вентилятор, его нельзя использовать для вентиляции корпуса. Чем горячее воздух, всасываемый блоком питания, тем горячее становится сам блок питания. С повышением температуры БП проводимость его внутренних компонентов снижается. Снижение проводимости означает, что блок питания будет преобразовывать большую часть входной электрической энергии в тепловую энергию (тепло). Этот цикл повышения температуры и снижения эффективности продолжается до тех пор, пока блок питания не перегреется или его охлаждающий вентилятор не начнет вращаться достаточно быстро, чтобы обеспечить достаточное снабжение блока питания сравнительно прохладным воздухом. В современных ПК блок питания в основном монтируется снизу и имеет собственные впускные и выпускные отверстия, желательно с пылевым фильтром во впускном отверстии.

вентилятор процессора

Вентилятор процессора Thermalright Le Grand Macho RT работает

Используется для охлаждения радиатора процессора (центрального процессора). Для эффективного охлаждения концентрированного источника тепла, такого как крупногабаритная интегральная схема, требуется радиатор, который может охлаждаться вентилятором; [3] Использование только вентилятора не предотвратит перегрев небольшого чипа.

Вентилятор видеокарты

ASUS GeForce GTX 650 Ti , видеокарта PCI Express 3.0 ×16 , использующая два вентилятора для охлаждения.

Используется для охлаждения радиатора графического процессора или памяти видеокарты . Эти вентиляторы не были необходимы на старых картах из-за их низкой рассеиваемой мощности, но большинству современных видеокарт, предназначенных для 3D-графики и игр, требуются собственные специальные вентиляторы охлаждения. Некоторые из более мощных карт могут выделять больше тепла, чем процессор (рассеивая до 350 Вт [4] ), поэтому эффективное охлаждение особенно важно. С 2010 года видеокарты выпускаются либо с осевыми вентиляторами , либо с центробежными вентиляторами , также известными как нагнетательные, турбовентиляторы или вентиляторы с короткозамкнутым ротором.

Вентилятор чипсета

Используется для охлаждения радиатора северного моста чипсета материнской платы ; это может понадобиться, если системная шина значительно разогнана и рассеивает больше мощности, чем обычно, но в противном случае это может быть ненужным. Поскольку в центральный процессор интегрировано больше функций набора микросхем , роль набора микросхем снижается, а также снижается выделение тепла.

Охлаждение жесткого диска

Вентиляторы можно устанавливать рядом с жестким диском или на нем для охлаждения. Жесткие диски со временем могут выделять значительное количество тепла и являются термочувствительными компонентами, которые не должны работать при чрезмерных температурах. Во многих ситуациях естественного конвективного охлаждения достаточно, но в некоторых случаях могут потребоваться вентиляторы. Они могут включать в себя:

Несколько целей

Небольшой вентилятор используется для направления воздуха через кулер процессора портативного компьютера.

На радиаторе, прикрепленном к корпусу, может быть установлен корпусной вентилятор, работающий одновременно на охлаждение рабочей жидкости устройства жидкостного охлаждения и вентиляцию корпуса. В ноутбуках один вентилятор часто охлаждает радиатор, подключенный как к процессору , так и к графическому процессору, с помощью тепловых трубок . В игровых ноутбуках и мобильных рабочих станциях можно использовать два или более мощных вентилятора. В серверах , монтируемых в стойку , один ряд вентиляторов может работать для создания воздушного потока через корпус спереди назад, который направляется пассивными воздуховодами или кожухами через радиаторы отдельных компонентов .

Другие цели

Реже вентиляторы используются для других целей, таких как:

Физические характеристики

Из-за низкого давления и большого объема воздушных потоков, которые они создают, большинство вентиляторов, используемых в компьютерах, относятся к типу с осевым потоком ; вентиляторы центробежного и перекрестного типа. [7] Двумя важными функциональными характеристиками являются поток перемещаемого воздуха, обычно указываемый в кубических футах в минуту (CFM), и статическое давление. [8] Уровень громкости звука, выраженный в децибелах, также может быть очень важен для домашних и офисных компьютеров; вентиляторы большего размера обычно тише для того же CFM.

Размеры

Размеры и монтажные отверстия должны соответствовать оборудованию, в котором используется вентилятор. Обычно используются вентиляторы с квадратной рамкой, но также используются и круглые рамы, часто для того, чтобы в противном случае можно было использовать вентилятор большего размера, чем позволяют монтажные отверстия (например, 140-мм вентилятор с отверстиями для углов 120-мм квадратного вентилятора). . Ширина квадратных вентиляторов и диаметр круглых обычно указываются в миллиметрах. Указанный размер представляет собой внешнюю ширину вентилятора, а не расстояние между монтажными отверстиями. Общие размеры включают 40 мм, 60 мм, 80 мм, 92 мм, 120 мм и 140 мм, хотя 8 мм, [9] 17 мм, [10] 20 мм, [11] 25 мм, [12] 30 мм, [ 13] 35 мм, [14] 38 мм, [15] 45 мм, [16] 50 мм, [17] 70 мм, [18] 200 мм, 220 мм, [19] 250 мм , [20] и 360 мм [ 21] также доступны размеры. Высота или толщина обычно составляет 10 мм, 15 мм, 25 мм или 38 мм.

Размеры вентиляторов слева направо: 140 мм, 120 мм, 92 мм, 80 мм, 60 мм, 50 мм и 40 мм.

Обычно квадратные вентиляторы диаметром 120 и 140 мм используются там, где предъявляются высокие требования к охлаждению, например, для компьютеров, используемых для игр, или для более тихой работы на более низких скоростях. Вентиляторы большего размера обычно используются для охлаждения корпуса, процессоров с большим радиатором и блока питания ATX. Квадратные вентиляторы диаметром 80 и 92 мм используются в менее требовательных приложениях или там, где более крупные вентиляторы несовместимы. Вентиляторы меньшего размера обычно используются для охлаждения процессоров с небольшим радиатором, блоков питания SFX, видеокарт, северных мостов и т. д.

Скорость вращения

Скорость вращения (указанная в оборотах в минуту ) вместе со статическим давлением определяют воздушный поток для данного вентилятора. Там, где шум является проблемой, более крупные и медленно вращающиеся вентиляторы работают тише, чем меньшие и более быстрые вентиляторы, которые могут перемещать тот же воздушный поток. Было обнаружено, что шум вентилятора примерно пропорционален пятой степени скорости вращения вентилятора; уменьшение скорости вдвое уменьшает шум примерно на 15  дБ . [22] Осевые вентиляторы могут вращаться со скоростью примерно до 38 000 об/мин для меньших размеров. [23]

Вентиляторами можно управлять с помощью датчиков и схем, которые снижают их скорость при невысокой температуре, что приводит к более тихой работе, увеличению срока службы и снижению энергопотребления по сравнению с вентиляторами с фиксированной скоростью. Срок службы вентиляторов обычно указывается при условии работы на максимальной скорости и при фиксированной температуре окружающей среды.

Давление и поток воздуха

Вентилятор с высоким статическим давлением более эффективен при прогоне воздуха через ограниченные пространства, например, зазоры между радиатором или радиатором; статическое давление более важно, чем воздушный поток в кубических футах в минуту при выборе вентилятора для использования с радиатором. Относительная важность статического давления зависит от степени, в которой воздушный поток ограничен геометрией; статическое давление становится более важным, поскольку расстояние между ребрами радиатора уменьшается. Статическое давление обычно указывается либо в мм рт. ст., либо в мм водного столба .

Типы подшипников

Тип подшипника , используемого в вентиляторе, может влиять на его производительность и уровень шума. Большинство компьютерных вентиляторов используют один из следующих типов подшипников:

Разъемы

Трехконтактный разъем на вентиляторе компьютера

Для компьютерных вентиляторов обычно используются следующие разъемы:

Трехконтактный разъем Molex семейства КК
Этот разъем Molex используется при подключении вентилятора к материнской плате или другой печатной плате. Это небольшая толстая прямоугольная линейная розетка с двумя поляризационными выступами на внешнем крае одной длинной стороны. Штифты имеют квадратную форму с шагом 0,1 дюйма (2,54 мм). Три контакта используются для заземления, питания +12 В и сигнала тахометра . Каталожный номер розетки Molex: 22-01-3037. Номер детали Molex отдельных обжимных контактов: 08-50-0114 (луженые) или 08-55-0102 (полузолотые). Номер детали Molex соответствующего разъема печатной платы — 22-23-2031 (луженый) или 22-11-2032 (позолоченный). Также потребуются соответствующий инструмент для зачистки проводов и обжимные инструменты.
Четырехконтактный разъем Molex семейства КК
Это специальный вариант разъема Molex KK с четырьмя контактами, но с функциями блокировки/поляризации трехконтактного разъема. Дополнительный вывод используется для сигнала широтно-импульсной модуляции (ШИМ) для обеспечения регулирования скорости. [26] Их можно подключить к 3-контактным разъемам, но при этом потеряется управление скоростью вращения вентилятора. Каталожный номер розетки Molex — 47054-1000. Каталожный номер отдельных обжимных контактов Molex: 08-50-0114. Номер детали разъема Molex: 47053-1000.
Четырехконтактный разъем Molex.
Этот разъем используется при подключении вентилятора напрямую к источнику питания. Он состоит из двух проводов (желтый/12 В и черный/земля), ведущих к большому четырехконтактному четырехконтактному разъему Molex «папа-гнездо» и соединяющемуся с ним. Остальные два провода разъема обеспечивают питание 5 В (красный) и землю (тоже черный) и в данном случае не используются. Это тот же разъем, который использовался на жестких дисках до того, как SATA стал стандартом.
Трехконтактный разъем Molex семейства PicoBlade
Этот разъем используется с вентиляторами ноутбуков или при подключении вентилятора к видеокарте.
Собственный продукт Dell
Этот запатентованный разъем Dell представляет собой расширение простого трехконтактного гнездового разъема для микросхем за счет добавления двух выступов в середине разъема с одной стороны и фиксатора с другой стороны. Размер и расстояние между контактными разъемами идентичны стандартному трехконтактному разъему IC «мама» и трехконтактному разъему Molex. В некоторых моделях белый провод (датчик скорости) расположен посередине, тогда как для стандартного 3-контактного разъема Molex требуется белый провод в качестве контакта №3, поэтому могут возникнуть проблемы совместимости.
Другие
Некоторые компьютерные вентиляторы используют двухконтактные разъемы различной конструкции.

Альтернативы

Если вентилятор нежелателен из-за шума, надежности или экологических проблем, есть несколько альтернатив. Некоторого улучшения можно добиться, исключив все вентиляторы, кроме одного в блоке питания, который также вытягивает горячий воздух из корпуса. [27]

Системы могут быть спроектированы так, чтобы использовать только пассивное охлаждение, снижая шум и исключая движущиеся части, которые могут выйти из строя. Этого можно достичь путем:

Другие методы охлаждения включают в себя:

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Гордон, Уитсон (3 июля 2017 г.). «Как автоматически управлять вентиляторами вашего компьютера, чтобы обеспечить прохладную и тихую работу». Как компьютерщик . Проверено 18 августа 2017 г.
  2. ^ Аб Мюллер, Скотт 2005. Обновление и ремонт компьютеров . Издательство Que. 16-е издание. стр. 1274–1280
  3. ^ Акоста, Джереми. «Воздушное или жидкостное охлаждение для ПК, что выбрать и почему?». Игры и шестерни . Архивировано из оригинала 11 февраля 2017 г. Проверено 14 февраля 2017 г.
  4. ^ «Новый RTX 3090 от Nvidia — это монстр-графический процессор стоимостью 1499 долларов, предназначенный для игр в разрешении 8K» . Грань . Сентябрь 2020 года . Проверено 21 октября 2020 г.
  5. ^ «Обзор вентилятора оперативной памяти CoolIT Systems: действительно ли памяти нужен вентилятор?» . Проверено 5 февраля 2013 г.
  6. ^ Ананд Лал Шимпи (9 августа 2006 г.). «Apple Mac Pro: обсуждение характеристик». АнандТех . Проверено 15 октября 2014 г.
  7. ^ Пелонис, Сэм (4 ноября 2015 г.). «Осевые и центробежные вентиляторы». Пелонис Технологии . Проверено 18 августа 2017 г.
  8. ^ Акоста, Джереми. «Высокий воздушный поток против вентиляторов статического давления». Игры и снаряжение Элит . Архивировано из оригинала 29 марта 2020 г. Проверено 17 февраля 2017 г.
  9. ^ «Вентилятор SunOn UF383-100 8 × 8 × 3 мм» (PDF) . Проверено 7 марта 2015 г.
  10. ^ "Серия вентиляторов EC 1708" . Evercool.com.tw . Архивировано из оригинала 15 мая 2015 г. Проверено 20 февраля 2015 г.
  11. ^ "Серия вентиляторов EC 2008" . Evercool.com.tw . Архивировано из оригинала 24 сентября 2015 г. Проверено 20 февраля 2015 г.
  12. ^ «Черный вентилятор 2,5 см — тепловое решение Akasa» . akasa.com.tw . Проверено 1 апреля 2015 г.
  13. ^ «РОЗНИЧНАЯ УПАКОВКА СЕРИИ 3010 – EVERCOOL» . Evercool.com.tw . Архивировано из оригинала 11 февраля 2019 г. Проверено 20 февраля 2018 г.
  14. ^ «РОЗНИЧНАЯ УПАКОВКА СЕРИИ 3510 – EVERCOOL» . Evercool.com.tw . Архивировано из оригинала 10 февраля 2019 г. Проверено 20 февраля 2018 г.
  15. ^ "Серия вентиляторов EC 3838" . Evercool.com.tw . Архивировано из оригинала 24 сентября 2015 г. Проверено 20 февраля 2015 г.
  16. ^ «РОЗНИЧНАЯ УПАКОВКА СЕРИИ 4510 – EVERCOOL» . Evercool.com.tw . Архивировано из оригинала 10 февраля 2019 г. Проверено 20 февраля 2018 г.
  17. ^ «Черный вентилятор 5 см - тепловое решение Akasa» . akasa.com.tw . Проверено 20 февраля 2018 г.
  18. ^ «7-сантиметровый черный вентилятор - тепловое решение Akasa» . akasa.com.tw . Проверено 20 февраля 2018 г.
  19. ^ «22-см черный вентилятор - тепловое решение Akasa» . akasa.com.tw . Проверено 20 февраля 2018 г.
  20. ^ "250 мм-Lüfter - SHARKOON Technologies GmbH" . Sharkoon.com . Проверено 1 апреля 2015 г.
  21. ^ "360-мм бесшумный большой вентилятор" . rexflo.com . Архивировано из оригинала 2 апреля 2015 года . Проверено 1 апреля 2015 г.
  22. ^ «10 лучших методов борьбы с шумом» (PDF) . www.hse.gov.uk. _ Исполнительный директор Великобритании по охране труда и технике безопасности .
  23. ^ «28 мая 2020 г., San Ace | Новости о продуктах | Продукты | SANYO DENKI» .
  24. ^ abc Уильямс, Мелоди. «Шар и втулка: сравнение характеристик подшипников» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2 января 2011 г. Проверено 30 октября 2007 г.
  25. ^ "Обзор поклонников корпуса Coolermaster с неоновой светодиодной подсветкой" . 25 марта 2003 г. Проверено 5 декабря 2007 г.
  26. ^ «Спецификация 4-проводных вентиляторов с ШИМ-управлением» (PDF) . Сентябрь 2005 г. Архивировано из оригинала (PDF) 26 июля 2011 г. Проверено 11 декабря 2009 г.
  27. ^ Рекомендуемые источники питания Silent PC Review , получено 1 августа 2010 г.
  28. ^ Грин, Кейт (19 мая 2009 г.). «Ноутбук, охлаждаемый ионным ветром | Обзор технологий MIT». Technologyreview.com. Архивировано из оригинала 15 ноября 2011 г. Проверено 20 февраля 2015 г.
  29. ^ Патель, Прачи (22 августа 2007 г.). «Охлаждение чипов ионным бризом | Обзор технологий MIT». Technologyreview.com. Архивировано из оригинала 7 июня 2011 г. Проверено 20 февраля 2015 г.

Внешние ссылки