Как называется вентилятор в компьютере

Обновлено: 17.04.2024

В современных технологиях охлаждения компьютеров вентиляторы играют ведущую роль. Будучи главным компонентом систем принудительного воздушного охлаждения, они находят применение в процессорных кулерах, охлаждающих устройствах для жестких дисков и видеокарт, компьютерных корпусах, блоках питания, периферийной технике и т.д. На нашем первом занятии мы уже проработали большую часть основополагающих моментов, относящихся к вентиляторам, разобрались с их фундаментальными параметрами, характеристиками и эксплуатационными свойствами. Сегодня мы вновь обратимся к этим устройствам, более подробно рассмотрим их с инженерно-технической точки зрения и постараемся не упустить из виду все важнейшие технические нюансы.

Строение и особенности функционирования вентиляторов

Современные вентиляторы постоянного тока строятся на одно- или двухфазовых вентильных двигателях. Собственно, сами эти двигатели можно условно разделить на две основные составляющие: схему управления и индукторную машину. Индукторная машина повсеместно представляет собой связку ротор-статор, где ротором является кольцевой постоянный магнит, а статором четырехполюсный (гораздо реже шестиполюсный) индуктор.

Что же касается схемы управления, то она реализуется производителями по-разному. Наиболее распространенный вариант основывается на использовании микросхемы-драйвера с интегрированным датчиком Холла (обычно используются микросхемы Analog Technology ATS276/277 или их клоны), которая осуществляет согласованную коммутацию фаз индуктора, позволяя последнему индуцировать вращающееся магнитное поле в пространстве статор-ротор и привести в движение ротор. Наряду с простыми схемами, в некоторых продвинутых вентиляторах могут применяться гораздо более сложные и многофункциональные микросхемы-драйверы, имеющие на борту тахометрический контроль, цепи защиты питающей сети и детектирования стопора крыльчатки (яркий пример микросхема Sanyo LB1663). Но пока, к сожалению, подобные схемы управления не получили широкого признания среди производителей и являются скорее исключением, чем правилом.

На первый взгляд все выглядит вполне пристойно. Но если внимательно присмотреться к подшипнику скольжения, просто нельзя не заметить несколько серьезных недостатков, принижающих его в наших глазах.

Третий недостаток. Для предотвращения эллипсности подшипника и увеличения срока службы вентилятора зазор вал-подшипник стараются сократить. Однако при недостаточной (или некачественной) смазке внутри подшипника старт двигателя затрудняется, что приводит к росту потребления тока и увеличению рассеиваемой мощности (в запущенных случаях к стопору крыльчатки и выходу вентилятора из строя). В конечном итоге, срок службы вентилятора никак не увеличивается, а наоборот, только сокращается.

Четвертый недостаток. Вентиляторы на подшипниках скольжения не способны надежно функционировать в условиях высокой температуры окружающей среды. Уже при температурах выше 50-60°C срок службы таких вентиляторов резко сокращается, и на практике не превышает 5 тыс. часов.

Во-первых, подшипник скольжения в такой конструкции играет лишь вспомогательную роль (выступает в качестве своеобразного шунта). Основная нагрузка ложится здесь уже на плечи шарикового подшипника. И так как трение качения меньше трения скольжения, старт двигателя облегчается, рассеваемая вентилятором мощность уменьшается.

Во-вторых, комбинированная конструкция менее восприимчива к весовому дисбалансу крыльчатки. Биения вала в значительной мере гасятся подшипником качения, и вероятность возникновения эллипсности втулки или ее механического разрушения сведена к минимуму (конечно, это имеет место только при условии соблюдения строгих технических норм на производстве и тщательном контроле качества готовых изделий).

Однако по-прежнему остается нерешенной принципиальная проблема утечки масла из зазора между валом и втулкой, которая может обернуться падением оборотов крыльчатки и повышением уровня шума, производимого вентилятором. В последнее время эту неприятность пытаются замять путем использования вязких или даже консистентных смазок. Но в некоторых изделиях это только усугубляет ситуацию: смазка все равно вытесняется из зазора, или, что еще хуже, загустевает с образованием твердых микрочастиц. В самых запущенных случаях вал просто заклинивает, и вентилятор выходит из строя.

Итак, в плане сегодняшнего занятия осталось рассмотрение еще одной конфигурации вентилятора на двух подшипниках качения.

По правде говоря, такая конструкция тоже не является панацеей от всех бед, но как бы то ни было, вентиляторы на двух подшипниках качения можно смело зачислить в разряд предпочтительных и наиболее оптимальных решений для процессорных кулеров, блоков питания и компьютерных корпусов.

Главнейшее преимущество структуры из двух подшипников качения это высокая надежность и долговечность вентиляторов на их основе. Два шарикоподшипника гармонично дополняют друг друга, обеспечивают легкий старт двигателя и устойчивое вращение крыльчатки. Потребляемая мощность у таких вентиляторов, как правило, ниже, чем у изделий на комбинированном подшипнике или подшипнике скольжения, что существенно облегчает тепловой режим и повышает надежность их функционирования. Ко всему прочему, вентиляторы на двух подшипниках качения нетребовательны к смазке, проблема утечки масла уничтожена в них как класс.

Второе главное преимущество вентилятор на двух подшипниках качения представляет собой отлично сбалансированную конструкцию. Спиральная пружина, устанавливаемая на валу между первым подшипником и крыльчаткой, в значительной мере нейтрализует возможный дисбаланс ротора, а остаточные биения вала взаимно компенсируют два подшипника качения. Как результат, вентилятор стабильно функционирует практически в любом положении относительно вектора силы тяжести.

Наконец, третье главное преимущество вентиляторы на двух подшипниках качения способны надежно и долговременно функционировать в условиях очень высоких температур окружающей среды (вплоть до 70-90°C)

Пожалуй, единственный серьезный недостаток таких вентиляторов это их высокая стоимость. Но справедливости ради следует отметить, что в технологическом отношении высококачественные миниатюрные подшипники качения являются очень сложными и трудоемкими изделиями (стоимость одного высокоточного подшипника качения может достигать 3-5 долларов и даже выше, в то время как стоимость миниатюрного подшипника скольжения обычно не превышает 10 центов). Поэтому высокие цены, по которым предлагаются качественные вентиляторы явление вполне объективное и неизбежное. Тут уж ничего не поделаешь. Как ни крути, здоровье компьютерной системы дороже.

Что ж, давайте на этой оптимистичной ноте завершим наши разборки с электромеханическими нюансами вентиляторов, и, собравшись с силами, сделаем последний рывок на сегодня рассмотрим еще один важный технический нюанс, но уже аэродинамического плана.

Характеристическая кривая (расходная характеристика) вентилятора

На прошлом занятии мы уже рассмотрели одну из важнейших характеристик любого вентилятора его производительность (так называемый расход). Этот параметр обязательно указывается в технических документах на вентиляторы и позволяет объективно оценить их эффективность. Однако, оперируя этими значениями, многие пользователи зачастую забывают, что указанная производительность на деле имеет место только в предельно идеализированной ситуации, когда вентилятор работает, так сказать, на открытом воздухе, и на пути воздушного потока нет никаких препятствий. В реальных эксплуатационных условиях вентилятор обязательно устанавливается в какой-либо системе, будь то компьютерный корпус, блок питания, радиатор, воздуховод и т.п. Совершенно очевидно, что все перечисленные объекты в значительной мере препятствуют движению воздушного потока, формируемого вентилятором (говоря по-научному, гидравлическое сопротивление рабочей сети вентилятора отлично от нуля). Как результат, реальная производительность вентилятора в конкретных эксплуатационных условиях может быть намного ниже тех значений объемной скорости воздушного потока, что обычно указаны на упаковках вентиляторов, процессорных кулеров и т.п.

Помимо производительности, любой вентилятор обладает еще одним важным аэродинамическим параметром статическим давлением. Эта величина измеряется в дюймах (или миллиметрах) водяного столба и показывает разность между давлением воздушного потока, формируемого вентилятором и давлением в окружающей среде (атмосферным давлением).

Итак, на сегодня, пожалуй, уже достаточно. На нашем следующем занятии мы продолжим разговор о расходной характеристике вентиляторов и подробно разберем вопросы ее практического применения. Спасибо за внимание и до встречи!

Содержание

Как выбрать вентилятор для корпуса

Как выбрать кулер для компьютера

Итоги. Какой вентилятор для корпуса выбрать? Какой кулер для процессора выбрать?

Как правильно выбрать вентилятор для корпуса пк

Форма и размеры

Стандартные размеры вентиляторов: 80 мм, 92 мм, 120 мм и 140 мм. Такие вентиляторы квадратные.
Бывают вентиляторы меньшего размера: 25 мм, 30 мм и так далее до 60 мм. Такие маленькие модели подойдут для охлаждения компактных составляющих. Например, многие Кулибины цепляют дополнительный вентилятор на видеокарту, чтобы она не перегревалась в графически требовательных играх (типа Red Dead Redemption 2). Также можно отдельно охладить память, оперативную память, жёсткие диски. Часто это необходимо для тех, кто занимается разгоном, то есть увеличивает заводские мощности конкретных комплектующих.

Обратите внимание на корпус и его размеры. Если у вас компактный корпус, то, вероятно, большой кулер 120×120 мм вы просто не сможете закрепить.

Вентиляторы также бывают разных габаритов. На толщину влияет крыльчатка. В свою очередь, размер лопастей влияет на эффективность вентилятора.

Стандартная толщина вентилятора — 25 мм — даёт сбалансированную работу устройства по уровню шума и эффективности охлаждения.
Толстые вентиляторы — от 30 до 40 мм. Эффективность воздушного потока возрастает, но и больше воспроизводимый шум.
Низкопрофильный вентилятор толщиной 15 мм наименее эффективен, зато очень тихо работает. Такие модели устанавливают в маленькие корпуса или для офисных ПК.

На толщину вентилятора также влияют дополнительные элементы, такие как подсветка или дизайн.

Способы подключения вентиляторов

Вентилятор не будет работать без подключения к блоку питания через материнскую плату или напрямую. Самые популярные подключения — формата 3pin, 4pin PWM и Molex. Вы всегда сможете подключить вентилятор и кулер с помощью этих соединений. Но на что влияет конкретное соединение?

3pin — состоит из трёх контактов. Унифицирован, можно подключать к 4pin коннектору на материнской плате.
4pin — более совершенный способ подключения, обладает дополнительным контактом PWM (ШИМ). Он используется для повышения и понижения напряжения на вентилятор, что делает регулировку его работы плавнее.
Molex — подключается напрямую к блоку питания. В таком случае вентилятор работает на постоянных оборотах. Профессионалы морщат нос от подключения таким способом, но иногда это бывает полезно. Например, у вас много корпусных вентилятор и не хватает pin-соединений на материнской плате. Или же эти соединения были испорчены.

Шум и скорость вращения

Шум определяется в децибелах (дБ). Логика работы довольно проста. Чем больше оборотов совершает кулер, тем он громче работает. Повлиять на выбор тихого, но мощного вентилятора может корпус. Например, можно ли установить широкий вентилятор с большой крыльчаткой, чтобы снизить уровень шума? Конечно, можно. Стандартизированные параметры оборотов:

80 мм — 2000-2700 оборотов в минуту;
90-92 мм — 1300-2500 оборотов в минуту;
120 мм — 800-1600 оборотов в минуту.

Подшипники

Далеко не всегда обычный пользователь обращает внимание на такой параметр как подшипники. Но это тоже бывает важно при выборе, поэтому давайте рассмотрим этот вопрос. За что отвечают подшипники? За вращение лопастей. Тип используемых подшипников также влияет на уровень шума и долговечность вентилятора.

Какие бывают типы подшипников?

Подшипник скольжения (втулка) — бюджетный вариант, установлен в недорогих моделях вентиляторов (средняя стоимость 250-400 рублей). Принцип работы построен на трении двух поверхностей. Плюсы: дёшево, тихо. Минусы: ограниченный срок работы, непереносимость высоких температур.
Подшипник качения — состоит из двух колец с шариками между ними, отвечающими за вращение. Плюс: долговечность. Минусы: трение шариков создает лишний шум.
Гидродинамический подшипник. Подшипник с герметичной камерой и слоем смазки, в котором происходит трение. Плюсы: низкий уровень шума, долговечность. Минусы: высокая стоимость.
Подшипник с магнитным центрированием. В основе лежит ось и магнитное поле, что исключает трение поверхностей. Плюсы: нижайший уровень шума. Минусы: Дорого (в среднем 1500-2000 рублей).

Подсветка

Сегодня сложно гордо называть себя геймером, если твой компьютер не светится всеми цветами радуги. Подсветка есть не только у мышек и клавиатур, но и у корпуса, кулеров и даже других компонентов, вплоть до оперативной памяти.

Подсветка бывает разной. Если вентилятор бюджетный, то у него, вероятно, обычная подсветка, которая не регулируется пользователем. Бывает также настраиваемая или адресная подсветка. В таких случаях можно скачать специальную программу с сайта производителя и настроить работу подсветки вентилятора. Подсветка может влиять на ширину кулера, но это преимущественно эстетический вопрос. Например, у вас закрытый корпус с одним единственным стеклом сбоку. А сам ПК вы держите под столом. Нужна ли вам модная подсветка на вентилятор, которая может повлиять на его стоимость? Решать вам.

Как выбрать кулер для процессора

Что такое кулер и для чего он нужен? Кулер — одна из важнейших частей компьютера, потому что он охлаждает процессор. Давайте посмотрим, какие бывают кулеры и на что нужно обратить внимание при выборе.

чаще всего шумные;
плохо отводят тепло;
не подойдут для геймерских сборок.

Типы радиаторов и их размеры

Существует три типа конструкций кулеров: классический, башенный и top-flow. Рассмотрим их подробнее.

Классический тип кулеров подойдёт для офисных и домашних ПК. Не предназначен для высоких нагрузок. Если у вас чип Intel, то форма кулера будет круглой. У AMD — квадратная. Чаще всего такие кулеры довольно шумные, но недорогие и надёжные. На рынке можно найти кулер за 250-400 рублей.

Top-flow или топ-конструкции. Данный тип похож на классический. Он также расположен параллельно материнской плате. Комплектуется массивным радиатором с тепловыми трубками. Чуть более сложен в дизайне — поток воздуха позволяет охлаждать компоненты вблизи процессора. Однако рассеиваемая мощность всё ещё мала. На рынке присутствуют модели за 400-700 рублей. Но многое зависит от производителя, есть и дорогие кулеры топ-конструкции — их ценапревышает 1000 рублей.

Башенный тип. Самый дорогой, но и самый эффективный вариант кулера. Комплектуется тепловыми трубками, соединяющими радиатор с основанием кулера. Воздух забирается вдоль материнской платы, а выдув обеспечивают корпусные вентиляторы. Благодаря башенному типу поток воздуха в корпусе более эффективный. Стоимость таких кулеров зависит от диаметра и конструкции. Наиболее популярные варианты от 1500 рублей.

Процессорные кулеры бывают разных размеров: 80×80 мм, 92×92 мм, 120×120 мм и 140×140 мм. Боксовые и топ-конструкции есть и меньших размеров. Как мы уже говорили, такие больше подойдут в офисные сборки. Если вы геймер, то вашим выбором будет башенный тип кулеров. Некоторые башенные кулеры комплектуются двумя вентиляторами. Один обеспечивает быстрый приток холодного воздуха, а второй работает — выдувает горячий воздух. Чем больше вентилятор, тем меньше ему нужно оборотов на достижение достаточного выдува. Таким образом, большой вентилятор будет тише маленького.

Если вы выбрали башенный тип кулера, обращайте внимание на размеры корпуса и формат материнской платы. Если у вас плата маленького формата и корпус тоже небольшой, то будьте внимательны при выборе кулера — он может просто не поместиться. Этот параметр важно учитывать самостоятельно, сопоставляя высоту кулера и ширину корпуса.

Сокет и совместимость с материнскими платами

Если вы выбираете кулер для процессора, это значит, что вы уже определились с самим процессором. Наиболее важна совместимость процессора и материнской платы. Для этого надо смотреть на сокет — программный интерфейс для обеспечения обмена данными между процессами. Сокеты процессоров Intel не подойдут к материнским платам, в которых отверстия для процессора под чипы AMD.

Но и для выбора кулера важно, какой у вас тип процессора. Современные производители стараются делать так, чтобы кулер можно было установить на любой сокет. Для процессоров Intel или AMD в комплекте идут специальные крепления. Тем не менее обратите внимание на совместимость кулера с процессором. Это можно найти в характеристиках.

Тепловыделение

Рассеиваемая мощность — тип ПК:

до 45 Вт — для офисных;
от 45 до 65 Вт — для мультимедийных;
от 65 до 80 Вт — для игровых среднего класса;
от 80 до 120 Вт — для игровых высокого класса;
больше 120 Вт — мощные игровые, профессиональные ПК. Также такие кулеры нужны для разогнанных процессоров.

Шум и скорости вращения кулеров

Шум определяется в децибелах (дБ). Параметр обычно указан в характеристиках кулера, где отмечается его шумность под нагрузкой. Уровень шума ниже 25 дБ — это тихо.

За шум отвечает конструкция кулера (самый тихий — классический, самый громкий — башенный), а также ширина кулера, лопастей и скорости вращения вентиляторов. Чем больше кулер, тем он тише. Средняя скорость вращения — 1500 оборотов в минуту.

Универсального совета по выбору здесь нет. Обращайте внимание на конструкцию корпуса и тип ПК. Если вы геймер и у вас большой корпус, то старайтесь выбирать большой кулер с широкими лопастями. Ему потребуется меньше оборотов для вывода тепла. Таким образом он будет тише.

Подшипники

Конструкция кулеров и вентиляторов для корпуса похожа. О типах подшипников и на что они влияют, мы писали выше.

Наиболее оптимальный выбор: гидродинамический подшипник. Не такой дорогой, но долговечный.

Автоматическая регулировка оборотов

За регулировку оборотов кулера отвечает материнская плата. Чтобы это было возможно, нужно выбирать кулер с подключением формата 4pin.

Материнские платы умеют регулировать обороты кулера в зависимости от температуры процессора и степени нагрузки на него. Так вентилятор почти не шумит в режиме низкой нагрузки на процессор, но реагирует на её повышение. У таких кулеров есть 4 контакта, отвечающие за: плюс, минус, отслеживание оборотов, а также регулировку.

Материнская плата увеличивает или уменьшает количество оборотов в зависимости от нагрузки. Если вы просто работаете в Windows, то кулер будет работать тихо, ему не нужно выводить много тепла. Если вы запустите графически сложную видеоигру (например, Control), то материнская плата начнёт повышать обороты кулера, чтобы охладить процессор.

Подсветка

Индивидуальный параметр, который зависит от типа корпуса и его расположения на столе. Опять же, представьте, что в вашем корпусе светится абсолютно всё. RGB-подсветка встроена в вентиляторы, кулеры, оперативную память, видеокарту, материнскую плату. У вас просто фейерверк цвета в корпусе, а он стоит внизу или у него вообще нет прозрачной панели (что редкость для дорогих корпусов, тем не менее).

Как правильно установить кулер на процессор

Сложный вопрос, на который нет универсального ответа. Многое зависит от типа процессора, материнской платы и кулера. Внимательно читайте инструкцию. На какие-то платы может потребоваться установка специальных креплений, к которым затем привинчивается кулер. Где-то можно зацепить специальные стяжки, которые прижмут кулер к процессору.

Важно также правильно выдавить термопасту на процессор. Термопаста — это специальное вещество, которое улучшает теплопроводность. Благодаря ей обеспечивается охлаждение процессора, ведь его температура даже при обычной работе (без запущенных игр) может быть от 40 градусов Цельсия и выше.

При установке кулера, не нужно замазывать процессор термопастой или разводить её по всему процессору. Аккуратно выдавите небольшое количество материала на центр процессора, а затем придавите её кулером.

Итоги. Какой вентилятор для корпуса выбрать? Какой кулер для процессора выбрать?

Определитесь с типом ПК. Если вы планируете собрать офисный компьютер или устройство для работы с браузером, текстом, программами, а не использовать 3D-графику, то вам, скорее всего, будет достаточно вентиляторов, установленных в корпус. Также можно выбрать BOX-процессор с кулером в комплекте или недорогой кулер классической или топ-конструкции.

Если вы собираете игровой ПК, то выбирайте корпус с возможностью установки нескольких вентиляторов на выдув (сверху) и вход воздуха (на лицевой стороне корпуса). Обращайте внимание на размеры, которые позволяет выбрать конструкция корпуса. Для процессора подойдёт кулер башенного типа большого формата с широкими лопастями. Он будет тише, чем кулер с маленькими лопастями.

В любом случае выбор вентилятора и кулера зависит от всех вышеперечисленных параметров, которые необходимо учитывать, держа в уме марку процессора, сокет, тип материнской платы и тип корпуса. Будьте внимательны и у вас обязательно всё получится!

Кулер для процессора или CPU cooler относится к числу компонентов персонального компьютера, на которые значительная часть пользователей не обращает особого внимания. Более того, вполне возможно, что многие пользователи, наверное, и не знают о существовании подобного компонента. Между тем, процессорный кулер вряд ли заслуживает столь пренебрежительного отношения, поскольку его функция в системном блоке достаточно важна. Можно сказать, что без этого вспомогательного устройства невозможно функционирование сердца компьютера – центрального процессора.

Назначение

Следовательно, если процессор специально не охлаждать, то его температура его будет постоянно расти. Однако процессор не может нагреваться выше определенной величины, поскольку это может привести к выходу его из строя. Кроме того, постоянное воздействие высокой температуры может отрицательно сказаться на работоспособности и долговечности процессора.

Поэтому для охлаждения процессора и удержания его температуры в безопасных пределах применяются устройства охлаждения. Устройства охлаждения обычно делятся на пассивные и активные. Пассивные охладители отводят тепло от источника и рассеивают его в пространстве. Примером пассивного охладителя является радиатор. Однако недостаток охлаждающих устройств подобного типа состоит в том, что они не используют приток холодной среды в зону выделения тепла. Последний способ применяется в активных охлаждающих устройствах.

Примером подобного устройства является вентилятор для процессора, или, как также часто его называют, кулер. А если взять отдельно сам вентилятор, то его можно отнести к числу наиболее распространенных охлаждающих устройств в компьютере. Сфера его применения включает не только охлаждение центрального процессора, но и охлаждение других интенсивно выделяющих тепло компонентов, таких, как блок питания, графическая карта, винчестер, чипсет материнской платы и т.д. Основные достоинства вентилятора – простота конструкции, невысокая стоимость и достаточно высокая надежность.

Как правило, большинство процессоров оснащается их производителями штатными кулерами. Однако подобные охлаждающие устройства имеют довольно средние характеристики, и поэтому в некоторых случаях для того, чтобы обеспечить достаточное охлаждение центрального процессора, пользователю может потребоваться более эффективный процессорный кулер, чем штатный.

Принцип работы

Радиаторы представляют собой устройства, сделанные из металла, обладающего высокой тепловодностью, например, алюминия. Существуют также кулеры из меди, обладающей еще более высокой тепловодностью, чем алюминий, однако медные радиаторы дороже и встречаются реже. Одной из основных особенностей радиатора является его сложный профиль. Как правило, радиатор состоит множества металлических пластин, расположенных параллельно или под углом друг другу. Благодаря этому радиатор имеет большую площадь поверхности, что также способствует интенсивному рассеиванию тепла. Кроме того, в радиаторе обычно можно выделить две части – основание, которое непосредственно соприкасается с процессором и основную охлаждающую секцию.

Также существуют кулеры, которые используют для отвода тепла не только радиатор, но и специальные алюминиевые или медные трубки, в которых находится некоторое количество охлаждающей жидкости. Принцип работы трубок состоит в том, что жидкость, имеющая низкую температуру кипения, испаряется в области интенсивного поступления тепла, забирая при этом большое количество энергии, а затем отдает тепло, конденсируясь в холодной области кулера, обдуваемой вентилятором. Данная конструкция охлаждающего устройства пришла в компьютерный обиход из области промышленных охлаждающих систем. Хотя еще не так давно кулеры, использующие тепловые трубки, казались экзотическими устройствами, но в настоящий момент они занимают значительную часть рынка. Существует два основных типа кулеров с охлаждающими трубками – кулеры, в которых трубки граничат непосредственно с поверхностью процессора, и кулеры, в которых трубки впаяны в радиатор, но не касаются поверхности процессора непосредственно.

Пример дизайна радиатора с тепловыми трубками приведен ниже:

Кулер с охлаждающими трубками соприкасающимися с поверхностью CPU (слева) и впаянными в радиатор без соприкосновения с процессором (справа)

Несмотря на большое значение радиатора, вентилятор является не менее важным составным элементом кулера для процессора. Он предназначен для создания мощного воздушного потока, благодаря которому осуществляется отвод теплого, прошедшего через радиатор, воздуха во внутреннее пространство системного блока. Обычно тепловой поток, создаваемый вентилятором, имеет направление, совпадающее с осью его вращения, но существуют и вентиляторы, создающие радиальный, то есть, перпендикулярный оси вращения поток. Подобные вентиляторы называются бловерами. На сегодняшний день также нередко можно встретить кулер, имеющий не один, а сразу несколько вентиляторов.

Вентилятор процессорного кулера:

Подключение кулера

Для подключения кулера к материнской плате используется расположенный на ней специальный разъем. Через этот разъем поступает питание, вращающее вентилятор. Кроме того, разъем может иметь одну или две вспомогательные линии данных. Разъем для кулера, в зависимости от типа материнской платы, может иметь 2, 3 или 4 контакта.

Кратко остановимся на особенностях, которыми обладает каждый разъем. Двухконтактный разъем поддерживает лишь линии питания, которым соответствуют черный и красный провод в кабеле вентилятора. Трехконтактный разъем означает, что присутствует еще одна дополнительной линия управления, предназначенная для контроля скорости вращения кулера. Четырехконтактный разъем поддерживает еще одну линию – линию управления скоростью вращения вентилятора методом PWM. Как правило, современные материнские платы имеют именно четырехконтактный разъем, хотя в него можно включать и вентиляторы, имеющие кабели с меньшим количеством проводов.

Устанавливается кулер, точнее говоря, радиатор кулера на верхнюю крышку процессора. Обычно между радиатором и процессором пролегает слой специальной проводящей пасты – так называемой термопасты. Предназначение термопасты – обеспечить плотное прилегание основания радиатора к поверхности процессора и предотвратить появление воздушных полостей между этими устройствами. Сверху, а иногда и сбоку от радиатора устанавливается вентилятор. Для крепления кулера к материнской плате используются специальные защелки и зажимы, а во многих случаях – винты.

Основные параметры кулера

Главным требованием, которое предъявляется к кулеру, является его способность осуществлять эффективное охлаждение центрального процессора. Как правило, для определения эффективности работы кулера используют такой параметр, как тепловое или термическое сопротивление. Этот параметр определяет количество градусов, на которое повысится температура процессора, при выделении им ватта тепловой энергии. Из этого можно понять, что чем ниже термическое сопротивление кулера, тем лучшую охлаждающую способность он имеет, и, как следствие, тем ниже будет температура кристалла процессора, на который он установлен. Стоит правда, иметь в виду, что кулер, имеющий высокое термическое сопротивление, не обязательно является низкокачественным, он просто может быть рассчитан на процессор с относительно низким тепловыделением.

Однако термическое сопротивление не является единственным критерием, характеризующим эффективность и качество кулера. Также хороший кулер должен по возможности обладать следующими свойствами:

Совместимость c большим количеством типов процессоров.
Наличие надежного и легко снимающегося крепления к процессору.
Высокая износостойкость и долговечность.
Низкий уровень вибрации и шума.
Небольшие габариты и малый вес.

Также при выборе кулера следует обратить внимание на то, поддерживает ли он регулировку скорости вращения в зависимости от нагрузки процессора. Эта возможность позволяет значительно снизить уровень шума, производимого вентилятором кулера. На данный момент большинство кулерных вентиляторов оснащено подобной функцией.

Настройка параметров кулера в BIOS

Практически в любой современной БИОС существуют опции, связанные с различными параметрами работы вентиляторов. Это могут быть как чисто информационные опции, подобные опции CPU Fan Speed, которая показывает скорость вращения вентилятора, так и опции позволяющие регулировать параметры кулера, в частности, скорость его вращения. Существуют опции, например, Smart CPU Fan Target, которые позволяют задать скорость кулера косвенным путем, при помощи привязки ее к определенной температуре центрального процессора.

Во многих БИОС можно найти также опции типа CPU Smart FAN Mode, которые позволяют выбрать тип управления вращения вентилятором – при помощи изменения напряжения или посредством прямого регулирования скорости.

Заключение

CPU cooler – это одно из важнейших вспомогательных устройств компьютера, без которого была бы невозможна его нормальная работа. Как правило, кулер представляет собой комбинацию мощного охлаждающего вентилятора, который можно подключить к любой материнской плате через специальный разъем, и радиатора, изготовленного из металла с высокой тепловодностью – меди или алюминия. Главное назначение кулера – охлаждение центрального процессора и обеспечение нормального температурного режима его функционирования. Поэтому качеством, надежностью и эффективностью кулера ни в коем случае не стоит пренебрегать.

Трехмерное изображение шести 80-миллиметровых вентиляторов, которые обычно используются в персональных компьютерах (иногда в комплекте или вместе с вентиляторами других размеров).

30-миллиметровый (1,2 дюйма) вентилятор для ПК, лежащий поверх вентилятора размером 250 мм (9,8 дюйма)

Вентилятор компьютера является любым вентилятором внутри, или прикрепленного к в корпус компьютера , используемом для активного охлаждения . Вентиляторы используются для втягивания более холодного воздуха в корпус снаружи, вытеснения теплого воздуха изнутри и перемещения воздуха через радиатор для охлаждения определенного компонента. В компьютерах используются как осевые, так и иногда центробежные (нагнетательные / с короткозамкнутым ротором) вентиляторы. Компьютерные вентиляторы обычно бывают стандартных размеров, например 120 мм (наиболее распространенный), 140 мм, 240 мм и даже 360 мм. Компьютерные вентиляторы питаются и управляются с помощью 3-контактных или 4-контактных разъемов для вентиляторов .

СОДЕРЖАНИЕ

Использование охлаждающего вентилятора

В то время как в более ранних персональных компьютерах можно было охлаждать большинство компонентов с помощью естественной конвекции ( пассивное охлаждение ), для многих современных компонентов требуется более эффективное активное охлаждение. Для охлаждения этих компонентов используются вентиляторы, которые отводят нагретый воздух от компонентов и втягивают более холодный воздух над ними. 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 происходит автоматически. BIOS компьютера может управлять скоростью встроенной системы вентиляторов компьютера. Пользователь может даже дополнить эту функцию дополнительными компонентами охлаждения или подключить ручной контроллер вентилятора с ручками, которые устанавливают вентиляторы на разные скорости.

На рынке, совместимом с IBM PC , в блоке питания компьютера почти всегда используется вытяжной вентилятор, чтобы отводить теплый воздух из блока питания. Активное охлаждение процессоров начало появляться в Intel 80486 , и к 1997 году стало стандартом для всех процессоров для настольных ПК. Вентиляторы корпуса или корпуса, обычно один вытяжной вентилятор для отвода нагретого воздуха сзади и, возможно, всасывающий вентилятор для втягивания более холодного воздуха через переднюю часть, стали обычным явлением с появлением Pentium 4 в конце 2000 года.

Приложения

Вентилятор корпуса

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 размещены в качестве приточных вентиляторов , втягивающих более холодный внешний воздух через переднюю или нижнюю часть корпуса (где он также может проходить через внутренние стойки жестких дисков), или вытяжных вентиляторов , вытесняющих теплый воздух через верх или заднюю часть. Некоторые корпуса ATX в корпусе Tower имеют одно или несколько дополнительных вентиляционных отверстий и точек крепления на левой боковой панели, где можно установить один или несколько вентиляторов, чтобы обдувать холодным воздухом компоненты материнской платы и платы расширения, которые являются одними из крупнейших источников тепла.

Стандартные корпусные осевые 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, широко доступны декоративные вентиляторы, которые могут освещаться светодиодами , изготовлены из УФ- реактивного пластика и / или закрыты декоративными решетками. Декоративные вентиляторы и аксессуары популярны у мододелов . Воздушные фильтры часто используются над приточными вентиляторами, чтобы предотвратить попадание пыли в корпус и засорение внутренних компонентов. Радиаторы особенно уязвимы для засорения, поскольку изолирующий эффект пыли быстро ухудшает способность радиатора рассеивать тепло.

Вентилятор блока питания

Хотя блок питания (БП) содержит вентилятор, за некоторыми исключениями, его нельзя использовать для вентиляции корпуса. Чем горячее поступающий в блок питания воздух, тем горячее становится блок питания. С повышением температуры БП проводимость его внутренних компонентов снижается. Пониженная проводимость означает, что блок питания преобразует большую часть входящей 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 холодным воздухом. В современных ПК блок питания в основном монтируется снизу, имея свои собственные впускные и выпускные отверстия, предпочтительно с пылевым фильтром во впускном отверстии.

Вентилятор процессора

Используется для охлаждения радиатора ЦП (центрального процессора). Для эффективного охлаждения концентрированного источника тепла, такого как крупномасштабная интегральная схема, требуется радиатор, который может охлаждаться вентилятором; использование одного только вентилятора не предотвратит перегрева маленькой микросхемы.

Вентилятор видеокарты

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

Вентилятор чипсета

Используется для охлаждения радиатора северного моста чипсета материнской платы ; это может потребоваться, когда системная шина значительно разогнана и рассеивает больше энергии, чем обычно, но в противном случае может быть ненужным. По мере того, как в центральный процессор интегрировано больше функций набора микросхем , роль набора микросхем снижается, а также снижается тепловыделение.

Охлаждение жесткого диска

Вентиляторы могут быть установлены 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 случаях достаточно естественного конвективного охлаждения, но в некоторых случаях могут потребоваться вентиляторы. Они могут включать -

Жесткие диски быстрее вращаются с большим тепловыделением. (По состоянию на 2011 год менее дорогие приводы вращались со скоростью до 7200 об / мин; приводы на 10000 и 15000 об / мин были доступны, но выделяли больше тепла.)
Большие или плотные массивы дисков (включая серверные системы, в которых диски обычно плотно монтируются)
Любые диски, которые из-за корпуса или другого места, в котором они установлены, не могут легко охлаждаться без вентиляции.

Несколько целей

Небольшой нагнетательный вентилятор используется для направления воздуха через кулер ЦП портативного компьютера.

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

Прочие цели

Реже вентиляторы используются для других целей, например:

Радиатор с водяным охлаждением передает много тепла, а вентиляторы радиатора имеют большое статическое давление (в отличие от корпусных вентиляторов с большим потоком воздуха) для рассеивания тепла.
В корпусе портативных компьютеров нет больших отверстий для выхода теплого воздуха. Ноутбук можно поставить на кулер - что-то вроде поддона со встроенными вентиляторами - для обеспечения надлежащего охлаждения.
Некоторые высокопроизводительные машины (включая множество серверов) или, когда требуется дополнительная надежность, другие микросхемы, такие как контроллер SATA / SAS , высокоскоростные сетевые контроллеры (40 Гбит / с Ethernet, Infiniband ), коммутаторы PCIe, карты сопроцессоров (например, некоторые Xeon Phi), некоторые микросхемы FPGA , южные мосты также активно охлаждаются радиатором и выделенным вентилятором. Они могут быть на самой основной материнской плате или как отдельная дополнительная плата, часто через карту PCIe.
Вентилятор слота расширения - вентилятор, устанавливаемый в один из слотов PCI или PCI Express , обычно для обеспечения дополнительного охлаждения видеокарт или карт расширения в целом.
Вентилятор оптического привода - некоторые внутренние устройства записи компакт-дисков и / или DVD включают охлаждающие вентиляторы.
Вентилятор памяти - современная компьютерная память может выделять достаточно тепла, что может потребоваться активное охлаждение, обычно в виде небольших вентиляторов, расположенных над микросхемами памяти. Это особенно актуально, когда память разогнана или перенапряжена , или когда модули памяти включают активную логику, например, когда система использует модули DIMM с полной буферизацией (FB-DIMM). Однако при использовании более новых, более низких напряжений, таких как 1,2 В DDR4 , это требуется реже, чем раньше. В большинстве случаев модули памяти, расположенные близко к процессору, будут получать достаточный поток воздуха из корпуса или Вентилятор ЦП, даже если воздух от вентилятора ЦП и радиатора теплый. Если основной ЦП имеет водяное охлаждение, этот небольшой поток воздуха может отсутствовать, и требуется дополнительная забота о некотором потоке воздуха в корпусе или специальном охлаждении памяти. К сожалению, большинство модулей памяти не обеспечивают мониторинг температуры, чтобы легко ее измерить.
Стабилизаторы высокого напряжения (VRM), часто использующие импульсные источники питания, выделяют некоторое количество тепла из-за потерь мощности, в основном в силовом MOSFET и в индукторе (дросселе). Это, особенно в ситуациях разгона, требует активного охлаждающего вентилятора вместе с радиатором. Большинство полевых МОП-транзисторов будут правильно работать при очень высокой температуре, но их эффективность будет снижена и потенциально ограничен срок службы. Близость электролитических конденсаторов к источнику тепла значительно сократит их срок службы и приведет к все более высоким потерям мощности и возможному (катастрофическому) отказу.

Физические характеристики

Из-за низкого давления и больших объемных воздушных потоков, которые они создают, большинство вентиляторов, используемых в компьютерах, являются вентиляторами осевого типа; вентиляторы центробежного и поперечного типа. Двумя важными функциональными характеристиками являются перемещаемый воздушный поток, обычно выражаемый в кубических футах в минуту (CFM), и статическое давление. Значение громкости звука в децибелах также может быть очень важным для домашних и офисных компьютеров; вентиляторы большего размера, как правило, работают тише для того же CFM.

Многие геймеры, разработчики корпусов и энтузиасты используют вентиляторы с цветной светодиодной подсветкой. Также доступны разноцветные вентиляторы.

Габаритные размеры

Размеры вентилятора и соответствующее расстояние между отверстиями для винтов

Размер вентилятора (мм)	Расстояние между центрами монтажных отверстий (мм)
40	32
50	40
60	50
70	60
80	71,5
92	82,5
120	105
140	124,5
200	154
220	170

Размеры и монтажные отверстия должны соответствовать оборудованию, в котором используется вентилятор. Обычно используются вентиляторы с квадратной рамкой, но также используются круглые рамки, часто так, чтобы можно было использовать вентилятор большего размера, чем позволяли монтажные отверстия (например, 140-миллиметровый вентилятор с отверстиями для углов квадратного 120-миллиметрового вентилятора) . Ширина квадратных вентиляторов и диаметр круглых обычно указываются в миллиметрах. Указанный размер - это внешняя ширина 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, 17 мм, 20 мм, 25 мм, 30 мм, 35 мм, 38 мм, 45 мм, 50 мм, 70 мм. Также доступны размеры мм, 200 мм, 220 мм, 250 мм и 360 мм. Высота или толщина обычно составляет 10 мм, 15 мм, 25 мм или 38 мм.

Обычно квадратные вентиляторы 120 мм и 140 мм используются там, где повышенные требования к охлаждению, например, для компьютеров, используемых для игр, и 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 80 мм и 92 мм используются в менее требовательных приложениях или там, где не подходят более крупные вентиляторы. Меньшие вентиляторы обычно используются для охлаждения процессоров с небольшим радиатором, блока питания SFX, видеокарт, северных мостов и т. Д.

Скорость вращения

Скорость вращения (указывается в оборотах в минуту , об / мин) вместе со статическим давлением определяют расход воздуха для данного вентилятора. Если шум является проблемой, более крупные вентиляторы с медленным вращением 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 вентилятора; уменьшение скорости вдвое снижает уровень шума примерно на 15 дБ . Осевые вентиляторы могут вращаться со скоростью до 38 000 об / мин для небольших размеров.

Вентиляторы могут управляться датчиками и схемами, которые снижают их скорость при невысокой температуре, что приводит к более тихой работе, более длительному сроку службы и более низкому энергопотреблению по сравнению с вентиляторами с фиксированной скоростью. Срок службы вентилятора обычно указывается исходя из предположения, что он работает на максимальной скорости и при фиксированной температуре окружающей среды.

Давление и расход воздуха

Вентилятор с высоким статическим давлением более эффективен при прохождении воздуха через ограниченные пространства, такие как зазоры между радиатором или радиатором; статическое давление более важно, чем поток воздуха 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 более важным по мере уменьшения расстояния между ребрами радиатора. Статическое давление обычно указано в любой мм рт.ст. или мм Н ₂ О.

Типы подшипников

Тип подшипника, используемого в вентиляторе, может повлиять на его производительность и уровень шума. Большинство компьютерных фанатов используют подшипники одного из следующих типов:

Разъемы

Для компьютерных вентиляторов обычно используются следующие разъемы:

Альтернативы

Если вентилятор нежелателен из-за шума, надежности или окружающей среды, есть несколько альтернатив. Некоторых улучшений можно добиться, исключив все вентиляторы, кроме одного в блоке питания, который также забирает горячий воздух из корпуса.

Системы могут быть спроектированы так, чтобы использовать только пассивное охлаждение, уменьшая шум и устраняя движущиеся части, которые могут выйти из строя. Этого можно добиться:

Читайте также: