stringtranslate.com

Вентилятор компьютера

Шесть 80-мм вентиляторов, обычных компонентов в ранних персональных компьютерах (либо в паре, либо в сочетании с вентиляторами других размеров)
30-миллиметровый (1,2 дюйма) вентилятор для ПК в квадратном черном пластиковом корпусе, лежащий на ступице круглого вентилятора из полупрозрачного пластика размером 250 мм (9,8 дюйма)

Компьютерный вентилятор — это любой вентилятор внутри или прикрепленный к корпусу компьютера , используемый для активного охлаждения . Вентиляторы используются для втягивания более холодного воздуха в корпус снаружи, выталкивания теплого воздуха изнутри и перемещения воздуха через радиатор для охлаждения определенного компонента. В компьютерах используются как осевые , так и иногда центробежные (нагнетатель/беличья клетка) вентиляторы. Компьютерные вентиляторы обычно имеют стандартные размеры, такие как 92  мм, 120  мм (наиболее распространенный), 140  мм и даже 200–220  мм. Компьютерные вентиляторы питаются и управляются с помощью 3-контактных или 4-контактных разъемов вентиляторов .

Использование охлаждающего вентилятора

В то время как в более ранних персональных компьютерах можно было охлаждать большинство компонентов 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 на них более холодный воздух. Вентиляторы, прикрепленные к компонентам, обычно используются в сочетании с радиатором для увеличения площади нагреваемой поверхности, контактирующей с воздухом, тем самым повышая эффективность охлаждения. Управление вентилятором не всегда является автоматическим процессом. BIOS компьютера может управлять скоростью встроенной системы вентиляторов для компьютера. Пользователь может даже дополнить эту функцию дополнительными охлаждающими компонентами или подключить ручной контроллер вентилятора с ручками, которые устанавливают вентиляторы на разные скорости. [1]

На рынке IBM PC-совместимых компьютеров блок питания компьютера (БП) почти всегда использует вытяжной вентилятор для выталкивания теплого воздуха из БП. Активное охлаждение на ЦП начало появляться на Intel 80486 , и к 1997 году стало стандартом для всех настольных процессоров. [2] Вентиляторы корпуса, обычно один вытяжной вентилятор для выталкивания нагретого воздуха сзади и опционально всасывающий вентилятор для втягивания более холодного воздуха спереди, стали обычным явлением с появлением Pentium 4 в конце 2000 года. [2]

Приложения

Осевой компьютерный вентилятор размером 80 мм × 80 мм × 25 мм

Корпусный вентилятор

Вентиляторы из корпуса компьютера – 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 вентиляторы , втягивающие более холодный наружный воздух через переднюю или нижнюю часть корпуса (где он также может быть втянут над внутренними стойками жестких дисков), или как вытяжные вентиляторы , выталкивающие теплый воздух через верхнюю или заднюю часть. 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 холодного воздуха непосредственно на компоненты материнской платы и платы 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 на ПК, декоративные вентиляторы широко доступны и могут быть освещены светодиодами , изготовлены из УФ -реактивного пластика и/или покрыты декоративными решетками. Декоративные вентиляторы и аксессуары популярны среди моддеров корпусов . Воздушные фильтры часто используются над всасывающими вентиляторами, чтобы предотвратить попадание пыли в корпус и засорение внутренних компонентов. Радиаторы особенно уязвимы к засорению, так как изолирующий эффект пыли быстро ухудшит способность радиатора рассеивать тепло.

вентилятор блока питания

Хотя блок питания (БП) содержит вентилятор, за редкими исключениями, его нельзя использовать для вентиляции корпуса. Чем горячее всасываемый воздух БП, тем горячее становится БП. По мере повышения температуры БП проводимость его внутренних компонентов снижается. Снижение проводимости означает, что БП преобразует больше входной электрической энергии в тепловую энергию (тепло). Этот цикл повышения температуры и снижения эффективности продолжается до тех пор, пока БП не перегреется или его охлаждающий вентилятор не начнет вращаться достаточно быстро, чтобы поддерживать адекватное снабжение БП сравнительно прохладным воздухом. БП в основном монтируется снизу в современных ПК, имея собственные выделенные впускные и выпускные вентиляционные отверстия, желательно с пылевым фильтром в его впускном вентиляционном отверстии.

вентилятор процессора

Вентилятор ЦП Thermalright Le Grand Macho RT функционирует

Используется для охлаждения радиатора ЦП (центрального процессора). Эффективное охлаждение концентрированного источника тепла, такого как большая интегральная схема, требует радиатора, который может охлаждаться вентилятором; [3] использование одного вентилятора не предотвратит перегрев небольшой микросхемы.

Вентилятор видеокарты

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

Используется для охлаждения радиатора графического процессора или памяти на видеокартах . Эти вентиляторы не были необходимы на старых картах из-за их низкой рассеиваемой мощности, но большинство современных видеокарт, разработанных для 3D-графики и игр, нуждаются в собственных выделенных охлаждающих вентиляторах. Некоторые из более мощных карт могут выделять больше тепла, чем ЦП (рассеивая до 350 Вт [4] ), поэтому эффективное охлаждение особенно важно. С 2010 года видеокарты выпускаются либо с осевыми вентиляторами , либо с центробежным вентилятором, также известным как вентилятор с нагнетателем, турбо или беличьей клеткой.

Вентилятор чипсета

Используется для охлаждения радиатора северного моста чипсета материнской платы ; это может быть необходимо, когда системная шина значительно разогнана и рассеивает больше энергии, чем обычно, но в противном случае может быть ненужным. Поскольку больше функций чипсета интегрируются в центральный процессор , роль чипсета снижается, а также уменьшается тепловыделение.

Охлаждение жесткого диска

Вентиляторы могут быть установлены рядом с жестким диском или на нем для охлаждения. Жесткие диски могут со временем выделять значительное количество тепла и являются чувствительными к теплу компонентами, которые не должны работать при чрезмерных температурах. Во многих ситуациях достаточно естественного конвективного охлаждения, но в некоторых случаях могут потребоваться вентиляторы. К ним могут относиться:

Многоцелевое назначение

Небольшой вентилятор используется для направления воздуха через кулер процессора ноутбука.

Корпусный вентилятор может быть установлен на радиаторе, прикрепленном к корпусу, одновременно работая для охлаждения рабочей жидкости устройства жидкостного охлаждения и для вентиляции корпуса. В ноутбуках один вентилятор часто охлаждает радиатор, подключенный как к ЦП , так и к ГП с помощью тепловых трубок . В игровых ноутбуках и мобильных рабочих станциях могут использоваться 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 создаваемых воздушных потоков большинство вентиляторов, используемых в компьютерах, относятся к осевому типу; центробежным и поперечноточным вентиляторам . [7] Двумя важными функциональными характеристиками являются поток воздуха, который может перемещаться, обычно указываемый в кубических футах в минуту (CFM), и статическое давление. [8] Показатель громкости звука, выраженный в децибелах, также может быть очень важен для домашних и офисных компьютеров; более крупные вентиляторы, как правило, тише при том же CFM.

Размеры

Размеры и монтажные отверстия должны соответствовать оборудованию, в котором используется вентилятор. Обычно используются вентиляторы с квадратной рамой, но также используются и круглые рамы, часто для того, чтобы можно было использовать вентилятор большего размера, чем позволяют монтажные отверстия (например, 140-миллиметровый вентилятор с отверстиями для углов 120-миллиметрового квадратного вентилятора). Ширина квадратных вентиляторов и диаметр круглых обычно указываются в миллиметрах. Указанный размер — это внешняя ширина вентилятора, а не расстояние между монтажными отверстиями. Обычные размеры включают 40 мм, 60 мм, 80 мм, 92 мм, 120 мм и 140 мм, хотя также доступны размеры 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] . 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 120 мм и 140 мм используются там, где требования к охлаждению высоки, например, для игровых компьютеров, а также для более тихой работы на низких скоростях. Более крупные вентиляторы обычно используются для охлаждения корпуса, ЦП с большим радиатором и блока питания ATX. Квадратные вентиляторы 80 мм и 92 мм используются в менее требовательных приложениях или там, где более крупные вентиляторы несовместимы. Меньшие вентиляторы обычно используются для охлаждения ЦП с небольшим радиатором, блока питания SFX, видеокарт, северных мостов и т. д.

Скорость вращения

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

Вентиляторы могут управляться датчиками и схемами, которые снижают скорость , когда температура невысокая, что обеспечивает более тихую работу, более длительный срок службы и меньшее энергопотребление 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 проталкивании воздуха через ограниченные пространства, такие как зазоры между радиатором или радиатором; статическое давление важнее воздушного потока в CFM при выборе вентилятора для использования с радиатором. Относительная важность статического давления зависит от степени, в которой воздушный поток ограничен геометрией; статическое давление становится важнее по мере уменьшения расстояния между ребрами радиатора. Статическое давление обычно указывается либо в мм рт. ст., либо в мм H 2 O.

Типы подшипников

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

Соединители

Трехконтактный разъем на компьютерном вентиляторе

Для компьютерных вентиляторов обычно используются следующие разъемы:

Трехконтактный разъем Molex семейства KK
Этот разъем Molex используется при подключении вентилятора к материнской плате или другой печатной плате. Это небольшой, толстый, прямоугольный линейный гнездовой разъем с двумя поляризационными выступами на самом внешнем крае одной длинной стороны. Контакты квадратные и с шагом 0,1 дюйма (2,54 мм). Три контакта используются для заземления, питания +12 В и сигнала тахометра . Номер детали Molex розетки — 22-01-3037. Номер детали Molex отдельных обжимных контактов — 08-50-0114 (луженый) или 08-55-0102 (полузолотой). Соответствующий номер детали Molex для разъема печатной платы — 22-23-2031 (луженый) или 22-11-2032 (золотой). Также требуются соответствующие инструменты для зачистки проводов и обжима.
Четырехконтактный разъем Molex семейства KK
Это специальный вариант разъема Molex KK с четырьмя контактами, но с функциями блокировки/поляризации трехконтактного разъема. Дополнительный контакт используется для сигнала широтно-импульсной модуляции (ШИМ) для обеспечения переменного управления скоростью. [26] Их можно подключать к трехконтактным разъемам, но они потеряют управление скоростью вращения вентилятора. Номер детали Molex розетки — 47054-1000. Номер детали Molex отдельных обжимных контактов — 08-50-0114. Номер детали Molex разъема — 47053-1000.
Четырехконтактный разъем Molex
Этот разъем используется при прямом подключении вентилятора к источнику питания. Он состоит из двух проводов (желтый/12 В и черный/земля), ведущих к большому линейному четырехконтактному разъему Molex типа «папа-мама» и входящих в него. Другие два провода разъема обеспечивают 5 В (красный) и заземление (тоже черный) и в этом 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.
Собственность Dell
Этот фирменный разъем Dell представляет собой расширение простого трехконтактного гнездового разъема IC путем добавления двух выступов в середину разъема с одной стороны и фиксирующего выступа с другой стороны. Размер и расстояние между штыревыми гнездами идентичны стандартному трехконтактному гнездовому разъему IC и трехконтактному разъему Molex. Некоторые модели имеют проводку белого провода (датчик скорости) посередине, тогда как стандартный трехконтактный разъем Molex требует белый провод в качестве контакта № 3, поэтому могут возникнуть проблемы с совместимостью.
Другие
Некоторые компьютерные вентиляторы используют двухконтактные разъемы различной конструкции.

Альтернативы

Если вентилятор нежелателен из-за шума, надежности или экологических проблем, есть некоторые альтернативы. Некоторое улучшение может быть достигнуто путем устранения всех вентиляторов, 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 устраняя движущиеся части, которые могут выйти из строя. Это может быть достигнуто путем:

Другие методы охлаждения включают в себя:

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Гордон, Уитсон (2017-07-03). «Как автоматически управлять вентиляторами вашего ПК для бесшумной работы в прохладном режиме». How-To Geek . Получено 2017-08-18 .
  2. ^ ab Mueller, Scott 2005. Модернизация и ремонт ПК . Que Publishing. 16-е издание. С. 1274–1280
  3. ^ Акоста, Джереми. «Воздушное или жидкостное охлаждение для ПК. Что выбрать и почему?». Игры и шестерни . Архивировано из оригинала 2017-02-11 . Получено 2017-02-14 .
  4. ^ "Новая видеокарта Nvidia RTX 3090 — это монструозный графический процессор стоимостью 1499 долларов, предназначенный для игр в разрешении 8K". The Verge . Сентябрь 2020 г. Получено 21 октября 2020 г.
  5. ^ "Обзор вентилятора RAM от CoolIT Systems: действительно ли памяти нужен вентилятор?" . Получено 05.02.2013 .
  6. ^ Ананд Лал Шимпи (2006-08-09). "Apple's Mac Pro: обсуждение спецификаций". AnandTech . Получено 2014-10-15 .
  7. ^ Пелонис, Сэм (2015-11-04). "Осевые вентиляторы против центробежных". Pelonis Technologies . Получено 2017-08-18 .
  8. ^ Акоста, Джереми. "Высокий воздушный поток против вентиляторов статического давления". Games and Gears Elite . Архивировано из оригинала 29-03-2020 . Получено 17-02-2017 .
  9. ^ "Вентилятор SunOn UF383-100 8×8×3 мм" (PDF) . Получено 2015-03-07 .
  10. ^ "EC 1708 fan series". evercool.com.tw . Архивировано из оригинала 2015-05-15 . Получено 2015-02-20 .
  11. ^ "EC 2008 fan series". evercool.com.tw . Архивировано из оригинала 2015-09-24 . Получено 2015-02-20 .
  12. ^ "2.5cm Black Fan – Akasa Thermal Solution". akasa.com.tw . Получено 1 апреля 2015 г. .
  13. ^ "RETAIL PACKAGE 3010 SERIES – EVERCOOL". evercool.com.tw . Архивировано из оригинала 2019-02-11 . Получено 2018-02-20 .
  14. ^ "RETAIL PACKAGE 3510 SERIES – EVERCOOL". evercool.com.tw . Архивировано из оригинала 2019-02-10 . Получено 2018-02-20 .
  15. ^ "EC 3838 fan series". evercool.com.tw . Архивировано из оригинала 2015-09-24 . Получено 2015-02-20 .
  16. ^ "RETAIL PACKAGE 4510 SERIES – EVERCOOL". evercool.com.tw . Архивировано из оригинала 2019-02-10 . Получено 2018-02-20 .
  17. ^ "5 см черный вентилятор – Akasa Thermal Solution". akasa.com.tw . Получено 20.02.2018 .
  18. ^ "7 см черный вентилятор – Akasa Thermal Solution". akasa.com.tw . Получено 20.02.2018 .
  19. ^ "22 см черный вентилятор – Akasa Thermal Solution". akasa.com.tw . Получено 20.02.2018 .
  20. ^ "250 мм-Lüfter - SHARKOON Technologies GmbH" . Sharkoon.com . Проверено 1 апреля 2015 г.
  21. ^ "360mm Silent Jumbo Fan". rexflo.com . Архивировано из оригинала 2 апреля 2015 . Получено 1 апреля 2015 .
  22. ^ "10 лучших методов контроля шума" (PDF) . www.hse.gov.uk . UK Health and Safety Executive .
  23. ^ "28 мая 2020 г. San Ace | Новости о продуктах | Продукты | SANYO DENKI".
  24. ^ abc Уильямс, Мелоди. "Шар против втулки: сравнение характеристик подшипника" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2011-01-02 . Получено 2007-10-30 .
  25. ^ "Обзор корпусных вентиляторов Coolermaster Neon LED". 2003-03-25 . Получено 2007-12-05 .
  26. ^ "Спецификация вентиляторов с 4-проводным ШИМ-управлением" (PDF) . Сентябрь 2005 г. Архивировано из оригинала (PDF) 2011-07-26 . Получено 2009-12-11 .
  27. ^ Silent PC Review Рекомендуемые блоки питания , получено 2010-08-01
  28. ^ Грин, Кейт (2009-05-19). "Ноутбук, охлаждаемый ионным ветром | Обзор технологий MIT". Technologyreview.com. Архивировано из оригинала 2011-11-15 . Получено 2015-02-20 .
  29. ^ Патель, Прачи (22.08.2007). "Охлаждение чипов с помощью ионного бриза | Обзор технологий MIT". Technologyreview.com. Архивировано из оригинала 07.06.2011 . Получено 20.02.2015 .

Внешние ссылки