Как называется компьютерный вентилятор. Правильное охлаждение системного блока

Здравствуйте, дорогие читатели. С вами опять Александр и в сегодняшней статье я расскажу о вентиляторе для компьютера, который играет очень важную роль при построении компьютерных систем охлаждения.

Одной из важных составляющих бесперебойной, надежной и долгой работы Вашего компьютера, является качественная и высокоэффективная система охлаждения всех его комплектующих и узлов.

Не имеет никакого значения, ноутбук это или мощный игровой компьютер. Качественный отвод тепла от нагревающихся компонентов, значительно продлевает время их работы, и важен для любого устройства.

На данном этапе развития технологий, основным способом охлаждения разгоряченных устройств компьютера является воздушное охлаждение при помощи специально разрабатываемых для этого вентиляторов.

Их размер, скорость вращения, производительность, технология изготовления и даже форма крыльчатки лопастей, все это очень сильно сказывается на качестве охлаждения всей компьютерной системы в целом.

Вентилятор, соединенный с радиатором (может иметь разнообразную форму, размер, материал и процесс изготовления, включать в себя компоненты, помогающие более быстро и качественно отводить тепло от греющегося элемента, например тепловые трубки). Весь этот бутерброд называется кулером.

Так как, количество компьютерных вентиляторов в мощных системных блоках может достигать десятка и более, то у многих пользователей возникает вопрос, как их можно заменить, или отремонтировать при возникновении раздражающего шума или выхода вентилятора из строя. Если Вы вовремя не заметили выход из строя вентилятора, то это может привести к потере дорогостоящего оборудования из-за его перегрева.

Данный вопрос актуален особенно во время летнего периода, когда средняя температура в доме или офисе, по сравнению с зимним периодом поднимается, а так как компьютерные вентиляторы забирают воздух из окружающей среды, то естественно внутри компьютерной системы она тоже повышается.

Купить и заменить корпусный вентилятор очень просто, и это сможет сделать каждый пользователь, имеющий хоть какие-то навыки в обращении с отверткой.

Произвести замену процессорного вентилятора или вентилятора на видеокарте, в большинстве случаев невозможно, в силу их нестандартных размеров и способов крепления, что приводит к необходимости полной замены системы охлаждения данного узла.

Для выбора и дальнейшей покупки качественного корпусного вентилятора, кулера для процессора или видеокарты, Вы должны владеть информацией об основных типах, характеристиках вентиляторов и их устройстве. Она так же поможет Вам (если это потребуется) самостоятельно снять, разобрать и смазать надоедливо шумящий вентилятор.

После прочтения этой статьи, Вы будете очень хорошо знать, чем отличаются вентиляторы разной ценовой категории друг от друга, научитесь разбираться в их технических характеристиках, и сможете сами сделать правильный выбор в пользу той или иной модели вентилятора для компьютера при его покупке.

Итак, приступим…

Устройство вентилятора для компьютера

Компьютерный вентилятор состоит из трех основных частей:

• Корпус

• Крыльчатка

• Электродвигатель

Корпус вентилятора имеет форму в виде рамки и служит основанием для крепления электропривода (электродвигателя) и лопастей крыльчатки. В зависимости от фирмы производителя и качества изделия, корпус может изготавливаться из пластмассы, металла или резины.

Крыльчатка представляет собой набор лопастей, расположенных по кругу на одной оси с электродвигателем, под определенным углом и закрепленных на корпусе вентилятора при помощи подшипников различного вида. Во время вращения, лопасти крыльчатки захватывают воздух и, пропуская его через себя, создают постоянный направленный воздушный поток, который охлаждает греющийся элемент.

При производстве компьютерных вентиляторов используют электродвигатели постоянного тока, которые жестко крепятся к корпусу вентилятора.

Для охлаждения компьютера, компьютерных комплектующих и устройств, в настоящее время применяется два вида вентиляторов:

• Осевой (аксиальный) вентилятор

• Центробежный (радиальный) вентилятор

Они отличаются по принципу действия и конструкции.

Осевой вентилятор получил широкое применение в конструировании систем охлаждения различной компьютерной техники, благодаря простоте изготовления и универсальности.

Осевой компьютерный вентилятор применяется для охлаждения системных блоков компьютеров, ноутбуков, сильно греющейся электроники на материнских платах, центральных процессоров, видеокарт, блоков питания и другого оборудования.

Основной способ применения осевых вентиляторов, это обдув радиаторов охлаждения, установленных на электронных устройствах, требующих принудительного отвода тепла.

Центробежный (радиальный) вентилятор представляет собой вращающийся ротор, состоящий из спиральных лопастей. В данном виде вентилятора, воздух затягивается вращающимся ротором через боковое отверстие, внутрь кожуха, где он, за счет центробежной силы, направляется на нагретый радиатор, проходя через ребра которого, он забирает исходящее от них тепло и выводит его наружу.

Радиальный вентилятор применяется в основном только для охлаждения ноутбуков, мощных видеокарт и в качестве дополнительного охлаждения мощных компьютеров и низкопрофильных серверов (бловер).

Преимуществом центробежных вентиляторов, перед осевыми, является возможность прямого вывода нагретого воздуха за пределы системного блока компьютера и большая надежность (в силу своих конструкционных особенностей).

Разборка и смазка компьютерного вентилятора

Вентилятор для компьютера нам может потребоваться разбирать, чтобы смазать его, или очистить от пыли.

Основными сборщиками пыли являются лопасти вентилятора, причем из-за большой скорости вращения, мелкие частички пыли, плотно оседают на поверхности лопастей, и качественно очистить их можно только вручную, используя любую влажную тряпочку или другой похожий подручный материал. Пылесос или сжатый воздух здесь не помогут.

Разбирать Мы будем старый осевой вентилятор на подшипнике скольжения фирмы ADDA (данная фирма выпускает очень качественные вентиляторы, но у нас в продаже мне они не попадались) .

Первым делом необходимо аккуратно снять наклейку с логотипом производителя, желательно не испортив клеящей основы. Она нам еще пригодиться.

Далее вынимаем резиновую или пластиковую заглушку, защищающую подшипники от проникновения в них посторонних частиц (в вентиляторах использующих подшипники скольжения, она служит еще и для предотвращения вытекания смазки).

Ну и последнее, самое сложное, это снять с вала крыльчатки фиксирующую пластиковую шайбу.

Выглядит она вот так:

Фиксирующее (стопорное) кольцо имеет разрез в одном месте и жесткую структуру (очень легко пружинит), поэтому при ее снятии будьте очень осторожны, чтобы она никуда не отлетела. Найти тоненькое и маленькое кольцо будет сложно (проверено на практике), а вентилятор без стопорного кольца неработоспособен. Для ее снятия лучше воспользоваться тонким пинцетом или любым другим предметом, которым будет удобно ее подцепить и удержать.

После снятия фиксирующего кольца, процесс разборки компьютерного вентилятора закончен. Вынимаем крыльчатку и приступаем к очистке и смазке.

Смазку вентиляторов собранных на подшипнике скольжения нужно производить густыми смазочными материалами, так как необходимо, чтобы смазочный материал был постоянно на металлической оси вентилятора во время его работы. Достаточно немного смазать саму ось крыльчатки вентилятора, а после ее установки в рамку с электродвигателем, добавить небольшое количество смазочного материала (до уровня установки стопорного кольца) с задней части компьютерного вентилятора. Это делается для того, чтобы во время работы вентилятора, разжиженная от нагрева смазка поступала по металлической втулке до подшипника и смазывала пространство между ними.

Смазку вентиляторов для компьютера, собранных на подшипниках качения (шарикоподшипниках) производят жидкими материалами. Отлично подходит для этих целей силиконовое масло ПМС-100, ПМС-200, которое можно приобрести в магазинах радиодеталей. Смазка таких вентиляторов осложняется тем, что подшипники небольшого размера и зазоры между корпусом подшипника и самими шариками очень маленькое. Я лично провожу их смазку таким образом. Достаю подшипники с вентилятора. Хорошо их протираю спиртом (или чем нибудь обезжиривающим). Насухо вытираю и на 15-20 мин (пока чищу и смазываю сам вентилятор) забрасываю их в емкость с силиконовым маслом. Затем пинцетом достаю их оттуда, надеваю на вал крыльчатки и собираю вентилятор. Сборка производиться в обратном порядке.

Характеристики вентиляторов для компьютера

Вентиляторы характеризуются следующими основными техническими параметрами:

• Частота вращения (об/мин)

• Создаваемый воздушный поток (CFM)

• Уровень создаваемого шума (дБ)

Частота вращения

Сколько оборотов вокруг своей оси может сделать крыльчатка вентилятора за одну минуту.

Воздушный поток

Производительность вентилятора выражается в мощности создаваемого воздушного потока и выражается в кубических футах в минуту (Cubic Feet per minute, CFM), т. е. какой объем воздуха может пропустить через себя вентилятор, при определенной частоте вращения за одну минуту. Именно воздушный поток, создаваемый вентилятором, влияет на то, какое количество рассеиваемого тепла можно будет отвести от греющегося элемента за определенную единицу времени.

Чем больше CFM, тем производительнее вентилятор. При этом стоит обращать внимание на уровень создаваемого им шума. Во многих случаях, менее производительный, но более тихий вариант может оказаться предпочтительнее.

Для увеличения воздушного потока, лучше использовать вентиляторы большого размера с низкой скоростью вращения, чем маленькие, с большей скоростью вращения. Это избавит Вас от лишнего шума.

Уровень создаваемого шума

Рассчитывается в децибелах. На эту характеристику влияет, куда и как установлен вентилятор, в каких условиях он работает, вид установленных подшипников, качество изготовления, частота вращения и размер вентилятора. Более подробно читайте в конце статьи.

Виды подшипников, используемых в компьютерных вентиляторах

Одним из самых важных параметров, на который следует обращать внимание при выборе вентилятора для компьютера, это вид используемых в нем подшипников.

Существует несколько видов подшипников, на основе которых создаются компьютерные вентиляторы. Именно они влияют на такие важные параметры для нас, как надежность, время наработки на отказ и создаваемый вентилятором шум.

Приведенные ниже виды подшипников на сегодняшний день являются самыми распространенными при производстве компьютерных вентиляторов.

Существуют более редкие и дорогие варианты подшипников, о которых я расскажу ниже.

• Подшипник скольжения (Sleeve bearing)

• Подшипник качения (Ball bearing)

Подшипник скольжения очень прост в изготовлении, и от этого самый дешевый из всех видов подшипников. Для придания стабильности крыльчатке, во время ее вращения, используется металлический или (в более продвинутых версиях керамический) цилиндр, с отверстием посередине. Именно в это отверстие вставляется стальная ось, к которой крепиться крыльчатка.

Из-за такого простого и дешевого технического решения, вытекают все недостатки данного вида подшипников.

Когда вентилятор только приобретен и установлен, он будет Вас радовать тишиной во время своей работы, но как только смазка начнет высыхать (а происходит это приблизительно через год, в зависимости от условий эксплуатации), то начнет издавать неприятный шум.

Он возникает из-за сопротивления, которое появляется при трении оси крыльчатки, об высохшую и загрязненную смазку, внутри подшипника.

Дальнейшая длительная работа вентилятора без смазки, приведет к появлению еще большего шума, началу истирания самого подшипника, и в конечном итоге, приведет к полной невозможности восстановления работоспособности вентилятора, что потребует его замены.

Работоспособность подшипника скольжения сильно зависит от окружающей температуры, чем она ваше, тем быстрее будет высыхать смазка, и тем чаще придется чистить и смазывать самим вентилятор, либо менять его на новый.

Так же, одним из недостатков вентиляторов с подшипниками скольжения, является их низкая эффективность при работе в горизонтальном положении.

При таком расположении вентилятора, смазка, находящаяся внутри подшипника, стекает на одну сторону, что приводит к ее неравномерному распределению и более быстрому выходу из строя вентилятора.

Из всего сказанного, можно сделать вывод, что вентиляторы с подшипниками скольжения, особенно качественные модели, можно эффективно применять в охлаждении компьютеров, которым не требуется сильный отвод тепла и время работы которых не превышает 8-10 часов в сутки (офисные или домашние маломощные компьютеры).

При всех своих недостатках, такие вентиляторы наименее дороги, а если за ними следить, в нужное время смазывать и чистить от пыли, то и они смогут проработать долго, не беспокоя Вас лишним шумом.

Теперь перейдем к более качественным и дорогим моделям вентиляторов построенных на основе двух шарикоподшипников.

Шарикоподшипник представляет собой металлический корпус в виде кольца и внутренней втулки с заключенными между ними шариками. Подшипник качения является неразборным, поэтому смазка находящаяся внутри него не вытекает и не загрязняется. Это значительно продлевает срок службы вентилятора, а его характеристики ухудшаются очень незначительно, в течение всего времени эксплуатации.

Так же, подшипник качения, менее подвержен влиянию высоких температур, по сравнению с подшипником скольжения, и пригоден для охлаждения компьютеров с сильным выделением тепла.

Два шарикоподшипника на втулке вентилятора со стопорным кольцом

Уровень акустического шума, издаваемый современными вентиляторами, оснащенными шарикоподшипниками не громче, чем у новых вентиляторов на подшипниках скольжения, и в течение всего времени использования он практически не измениться, в отличие от соперника.

Вы скорее услышите шум, от трения входящего или выходящего с большой скоростью воздуха, об вентиляционные отверстия Вашего корпуса, чем шум работы подшипников качения.

Вентилятор на подшипниках качения позволяет создавать на его основе значительно более продуманные и эффективные варианты охлаждения компьютерных систем из-за возможности располагать их в любом удобном положении, не боясь ухудшения характеристик вентилятора или уменьшения срока его работы.

Так как подшипник качения технологически более сложен в изготовлении, чем подшипник скольжения, то соответственно он более дорог и изделия на его основе имеют высокую цену. А если учесть, что в качественном вентиляторе установлено два подшипника качения, то цена вырастает еще больше.

На данный момент, выбор вентилятора на подшипниках качения представляется мне самым оптимальным вариантом. Производителей много, качество продукции высокое, а цены, ввиду высокой конкуренции, находятся на приемлемом уровне. Рекомендуется устанавливать во все существующие компьютеры.

Приобретение данных вентиляторов, избавит Вас от множества проблем, связанных с их обслуживанием, так как их время наработки на отказ примерно составляет жизненный цикл современного компьютера, и вентиляторы на шарикоподшипниках Вы будете менять вместе со всем содержимым Вашего компьютера:).

Для производства одного вентилятора, могут использоваться различные виды подшипников. Например, достаточно распространенным вариантом является вентилятор, в котором установлены один подшипник скольжения и один подшипник качения. Это решение не устраняет существующие недостатки вентиляторов, но позволяет производителям сэкономить и занять нужную им ценовую нишу, между дорогими и дешевыми моделями вентиляторов, а нам с вами получить хороший продукт по приемлемой цене.

Керамический подшипник качения (Ceramic Bearings)

Подшипник качения, при производстве которого применены керамические материалы. Эксплуатационные свойства керамики, для производства подшипников, превосходят свойства металла. Заявленный ресурс работы больше обычных подшипников в два раза.

Керамический подшипник качения позволяет использовать вентиляторы, построенные на их основе, при таких температурах, в которых неспособны долго работать другие типы подшипников.

На сегодняшний день, это самые долговечные подшипники, применяемые в вентиляторах, но вместе с тем и самые дорогие.

Гидродинамический подшипник (Fluid Dynamic Bearings)

Технологически усовершенствованный подшипник скольжения, в котором вращение вала крыльчатки происходит в слое специальной смазки, постоянно находящейся внутри втулки, за счёт создающейся при работе разницы давлений.

Уровень шума у гидродинамического подшипника, считается самым низким.

Наработка на отказ выше, чем у подшипников скольжения почти в два раза, но ниже, чем у подшипников качения. Вентиляторы на этом типе подшипников дороги и очень редки ввиду сложности изготовления. Выпускаются только небольшой группой производителей.

Подшипник скольжения c винтовой нарезкой (Rifle bearing)

Подшипник скольжения со специальными нарезами на внутренней стороне втулки и вдоль оси крепления крыльчатки, по которым осуществляется равномерное распределение смазки. По уровню издаваемого шума и времени работы примерно соответствует характеристикам гидродинамического подшипника.

Размеры вентиляторов для компьютера

Так как, нуждающаяся в охлаждении электроника компьютерных систем, имеет различные размеры, то и для ее охлаждения требуются вентиляторы различной мощности и размеров.

Все компьютерные вентиляторы, которые можно купить, имеют стандартные размеры. При выборе компьютерных комплектующих (особенно корпусов), стоит обратить на это внимание. В устройствах с нестандартными вентиляторами очень трудно, или даже невозможно, будет произвести замену вышедшего из строя вентилятора, что приведет к необходимости замены всей системы охлаждения.

Не так давно системы охлаждения некоторых видеокарт очень сильно страдали из-за установки низкокачественных вентиляторов, которые выходили из строя раньше, чем видеокарта морально устаревала. Лично я произвел замену кулеров и вентиляторов, только для своего компьютера, на двух видеокартах (NVIDIA Geforce 4 Ti 4200 и ATI Radeon X800XT).

Раньше это представляло большую проблему, но сейчас производители систем охлаждения ее решили, благодаря внедрению центробежных вентиляторов и намного более качественных осевых.

Стандартные размеры осевых компьютерных вентиляторов (в мм)

40Х40, 60Х60, 70Х70, 80Х80, 92Х92, 120Х120

Толщина рамки корпуса 80, 90 и 120мм вентиляторов составляет 25мм, хотя встречаются вентиляторы с 15, 30 или 35мм рамкой. Рамки у вентиляторов меньших размеров составляют 10, 15мм.

Ниже на изображении Вы можете просмотреть, как габаритные, так и установочные размеры основных типоразмеров компьютерных вентиляторов (простите за мелкие подписи, для более детального просмотра кликните по изображению).

Нестандартные размеры компьютерных вентиляторов 140мм, 95мм

140 мм вентиляторы не так давно появились, благодаря увеличению требований к мощности систем охлаждения современных компьютеров.

Изначально, в своей основной массе, они применялись для охлаждения блоков питания компьютера и кулерах для охлаждения процессоров, но сейчас ситуация изменилась.

Множество производителей ветродуев, начали изготавливать 140 мм вентиляторы для продажи в розницу.

Производители компьютерных корпусов, так же не отстают в оборудовании своих детищ посадочными местами под новинки.

Стоит обратить внимание на то, что у некоторых брендов, таких как Noctua, Evercool и им подобных, 140 мм вентиляторы имеют возможность установки в 120 мм посадочные места, при помощи дополнительных креплений или специально разработанных форм корпуса вентилятора.

Цена на 140 мм вентиляторы несколько выше, чем на его меньших сородичей, но за чуть большие деньги и незначительное увеличение размеров, Вы получаете больший поток воздуха в ед. времени, снижение оборотов вентилятора, и как следствие улучшение охлаждения системного блока и уменьшение шума от него.

Можно сделать вывод, что со временем 140 мм вентиляторы, вытеснят 120 мм, как это было не так давно с 92 мм и станут стандартом.

Подключение компьютерных вентиляторов

Все вентиляторы для компьютера, подключаемые к материнской плате или блоку питания, в стандартном режиме, работают от 12 вольт.

Вентиляторы могут быть с автоматической регулировкой скорости вращения крыльчатки, либо без нее.

Виды контактов вентиляторов

У всех компьютерных блоков питания имеется стандартный разъем (Molex) для подачи электрического тока на различные устройства (жесткие диски, оптические приводы и вентиляторы).

Для подключения к компьютерному блоку питания в вентиляторах может применяться, как обычный разъем с четырьмя контактами (типа Molex), так и уменьшенные варианты.

Для работы вентилятора, из четырех контактов, используется только два (Земля и 12 вольт).

Вот так выглядит один из самых популярных в настольной компьютерной технике - 4‑клеммный разъём питания Molex:

Он имеет четыре контакта:

• желтый провод +12В
• красный провод +5В
• черные провода «земля»

Вентилятор, подключенный к нему со стандартным расположением контактов на разъеме питания, будет работать от 12В.

Если нам потребуется уменьшить скорость вращения вентилятора, то мы можем легко подключить его к 5, 6 или 7 Вольтам.

Для этого нам необходимо поменять местами провода в разъеме питания вентилятора.

Контакты на концах проводов имеют стандартное строение.

Они зафиксированы при помощи пары отгибающихся металлических усиков в пластмассовой части разъёма. Для извлечения контакта из разъема, необходимо эти выступающие усики вдавить во внутрь контакта и затем спокойно вынуть провод и вставить его в нужное Вам место разъема.

Для подключения к разъемам на материнской плате или другим устройствам, имеющим возможность регулировать скорость вращения вентиляторов, применяются уменьшенные разъемы.

Они бывают двух, трех или четырех контактными.

2-х контактный разъем имеет два провода, и подает стандартное напряжение +12В.

В 3-х контактном разъёме, кроме «земли» и 12В имеется провод для для связи с тахометром. Тахометр предназначен для регулирования скорости вращения крыльчатки вентилятора, путем изменения напряжения электропитания. Этот параметр настраивается в BIOS материнской платы или специальным программным обеспечением.

Вентиляторы с 4-х контактными разъёмами ставятся в системы охлаждения процессоров и видеокарт. Их скорость регулируется автоматически, при помощи PWM (pulse-width modulation – широтно-импульсная модуляция). В зависимости от температуры охлаждаемого элемента.

Если нагрузки на центральный процессор или видеокарту нет, то они тогда греются слабо и сильного охлаждения им не нужно. В этом случае модуль PWM снижает обороты вентилятора до минимально необходимых значений.

Если нагрузка повышается, то выделение тепла процессорами увеличивается, и модуль PWM постепенно, по мере роста температуры, повышает обороты вентилятора для предотвращения перегрева.

Компьютерные вентиляторы могут быть оснащены двумя различными типами разъемов, подключенными параллельно. Обычно это стандартный Molex и маленький 3х- или 4х-контактный разъем. Подключать питание можно только к одному из них

Регулирование скорости вращения вентиляторов для компьютера различными способами, значительно продлевает срок их эксплуатации и снижает издаваемый ими шум.

Шум, создаваемый компьютерными вентиляторами и методы борьбы с ним

Уровень шума, создаваемый вентилятором во время его работы, является важным показателем при выборе той, или иной модели.

Акустический шум измеряется в дБ (децибелах), и обязательно указывается производителем в технической документации к своей продукции.

Реальные данные в условиях эксплуатации, будут значительно отличаться от заявленных производителем. Измерение шумовых характеристик, проводится в идеальных условиях, т.е. вентилятор работает в свободном положении, не имеет никаких препятствия для прохождения воздушного потока через него, и ни к чему не крепится.

Установка в компьютерный корпус или монтирование вентилятора на радиатор, очень сильно повлияет на издаваемый им шум, и не в лучшую сторону.

Теперь разберем, какие же факторы влияют на акустический шум вентилятора.

1. Низкочастотные вибрации, исходящие от подшипника во время его работы, которые передаются к компьютерному корпусу, через крепление рамки вентилятора.

Методы борьбы:

• использовать качественные вентиляторы, на мало шумящих подшипниках
• использовать специальные (виброгасящие) прокладки и силиконовые крепежные винты
• использование жестких (имеющих толстые металлические стенки) компьютерных корпусов

2. Форма вентиляционных отверстий, через которые входит, или выходит воздушный поток.

Здесь, шум создается всасываемым, или выходящим наружу воздухом, который под давлением и с большой скоростью проходит через узкие вентиляционные отверстия.

Методы борьбы:

3. Форма, количество, угол наклона и качество изготовления лопастей.

Лопасти непосредственно влияют на акустические характеристики вентилятора. При прохождении воздушного потока через них, они его как бы разрезают, от чего создается шум определенного спектра.

Спектр и уровень шума у каждой модели вентилятора будет свой, и зависеть от скорости вращения, качества поверхности, угла расположения и количества лопастей.

На этот параметр Вы можете повлиять, только правильно выбрав модель вентилятора.

Если Вы сможете учесть все вышеуказанные факторы при покупке компьютера, то беспокоиться об издаваемом им шуме Вам не придется.

Конечно, идеально тихим компьютер сделать не получится, но уж точно будет лучше, чем если Вы не воспользуетесь вышесказанными советами.

Пожалуйста, если Вам не сложно, ответьте на вопросы предложенные ниже. Это займет немного времени, но чтобы давать нужную именно Вам информацию это сделать необходимо. Для меня это очень важно. Спасибо.

Кулер (от англ. cooler) - дословно переводится как охладитель. По существу - это устройство, призванное охлаждать нагревающийся элемент компьютера (чаще всего центральный процессор). Кулер представляет из себя металлический радиатор с вентилятором, прогоняющим через него воздух. Чаще всего кулером называют именно вентилятор в системном блоке компьютера. Это не совсем правильно. Вентилятор - это вентилятор, а кулер - это именно устройство (радиатор с вентилятором), охлаждающее конкретный элемент (например, процессор).

Вентиляторы, установленные в корпусе системного блока компьютера, обеспечивают общую вентиляцию в корпусе, поступление холодного воздуха и вывод горячего наружу. Тем самым происходит общее понижение температуры внутри корпуса.

Кулер, в отличие от корпусных вентиляторов, обеспечивает локальное охлаждение конкретного элемента, который сильно греется. Кулер чаще всего стоит на центральном процессоре и видеокарте. Ведь видеопроцессор греется не меньше ЦП, а порой нагрузка на него гораздо сильнее, например, во время игры.

В блоке питания тоже стоит вентилятор, который одновременно служит как для охлаждения нагревающихся элементов в блоке питания, так как продувает через него воздух, так и для общей вентиляции внутри компьютера. В простейшем варианте системы охлаждения ПК именно вентилятор внутри блока питания обеспечивает вентиляцию воздуха внутри всего корпуса.

В какую сторону должны крутиться вентиляторы в корпусе

Итак, рассмотрим схему вентиляции и охлаждения компьютера. Ведь у многих новичков при самостоятельной сборке компьютера возникает вопрос "Куда должен дуть вентилятор" или "В какую сторону должен крутиться кулер". На самом деле это действительно важно, ведь правильно организованная вентиляция внутри компьютера - залог его надежной работы.

Холодный воздух подается в корпус из передней нижней части (1). Это нужно учитывать и при чистке компьютера от пыли. Нужно обязательно пропылесосить место, где засасывается воздух внутрь компьютера. Воздушный поток постепенно нагреваясь поднимается вверх и в верхней задней части корпуса выдувается через блок питания (2) уже горячий воздух.

В случае большого числа греющихся элементов внутри корпуса (например, мощная видеокарта или несколько видеокарт, большое количество жестких дисков и т.д.) или малого объема свободного пространства внутри корпуса для увеличения воздушного потока и повышения эффективности охлаждения в корпус устанавливают дополнительные вентиляторы. Лучше устанавливать вентиляторы с большим диаметром. Они обеспечивают больший поток воздуха при меньших оборотах, а следовательно эффективнее и тише, чем вентиляторы с меньшим диаметром.

При установке вентиляторов следует учитывать направление, в котором они дуют. Иначе можно не только не улучшить охлаждение компьютера, но и ухудшить его. При большом количестве жестких дисков, либо при наличии дисков, работающих на высоких скоростях (от 7200 об/мин), следует установить дополнительный вентилятор в переднюю часть корпуса (3) так, чтобы он продувал жесткие диски.

При наличии большого количества греющихся элементов (мощная видеокарта, несколько видеокарт, большое количество плат, установленных в компьютер) или при нехватке свободного пространства внутри корпуса рекомендуется установить дополнительный вентилятор в задней верхней части корпуса (4). Этот вентилятор должен выдувать воздух наружу. Таким образом увеличится воздушный поток, проходящий через корпус и охлаждающий все внутренние элементы компьютера. Нельзя устанавливать задний вентилятор так, чтобы он дул внутрь корпуса! Так нарушится нормальная циркуляция внутри ПК. На некоторых корпусах возможно установить вентилятор на боковую крышку. В этом случае вентилятор должен крутиться так, чтобы он всасывал воздух внутрь корпуса. Ни в коем случае нельзя, чтобы он выдувал его наружу, иначе будет недостаточно охлаждаться верхняя часть компьютера, в частности блок питания, материнская плата и процессор.

В какую сторону должен дуть вентилятор на кулере

Повторюсь, что кулер предназначен для локального охлаждения конкретного элемента. Поэтому здесь не учитывается общая циркуляция воздуха в корпусе. Вентилятор на кулере должен продувать воздух через радиатор, тем самым охлаждая его. То есть вентилятор на кулере процессора должен дуть в сторону процессора.

На некоторых моделях кулеров вентилятор устанавливается на вынесенный радиатор. В этом случае лучше его ставить так, чтобы воздушный поток направлялся в строну задней стенки корпуса либо вверх в сторону блока питания.

На большинстве мощных видеокарт кулер представляет из себя радиатор и крыльчатку, которая не вдувает воздух сверху внутрь, а гонит его по кругу. То есть в этом случае через одну половину радиатора воздух засасывается, а через другую выдувается.

Введение

Для пользователей ПК или для сборщиков систем, которые всё делают сами, вопросы охлаждения и температуры окружающей среды всегда являются актуальными. Именно поэтому мы собираемся начать с самых основ, предложив вашему вниманию введение в теорию охлаждения. Каждый год у нас появляются новые читатели, и каждый год мы замечаем одни и те же вопросы, задаваемые на наших форумах. Самое последнее, чего мы желаем, – это чтобы дорогостоящий проект потерпел неудачу в результате ошибки, присутствующей в большинстве базовых принципов, способствующих работе аппаратного обеспечения при приемлемых температурах.

Поскольку затронутая нами тема достаточно обширная, а мы хотим предложить вам полное руководство, мы разбили весь материал на две части.

Итак, прежде всего, мы поговорим о корпусах, включая вопросы местоположения блока питания. Затем мы сделаем обзор возможных недостатков других решений. Оптимизированный воздушный поток – это самый важный вопрос из всей информации о системе с воздушным охлаждением, поэтому мы планируем рассказать вам об этом более детально. Потом мы рассмотрим стандартные корпусные вентиляторы и покажем вам, почему даже новичку не стoит бояться наносить на детали термопасту. Если вы также запомните, что важно, чтобы между вашими видеокартами в конфигурации multi-GPU оставалось какое-то пространство, и поймёте, почему зачастую недооцененные вентиляторы на боковых панелях могут быть полезными, то вы сможете лучше оснастить свой ПК, чтобы он смог с меньшими потерями пережить летнюю жару.

Теория охлаждения вкратце

Сохранение энергии

Мы не можем не подчеркнуть мысль о том, какой масштабной затеей может оказаться правильно подобранная система охлаждения. Компьютеры относятся к числу наиболее неэффективных устройств всех времён, поскольку бoльшая часть используемой ими электроэнергии превращается в тепло (тепловую энергию). От этого никуда не деться, приходится принять это как реальность.

Даже обычная 40-ваттная лампочка испускает достаточно тепла, чтобы расплавился пластик и начался пожар. Компьютеры потребляют 60 ватт или больше в режиме простоя. Под нагрузкой эта цифра может резко увеличиться в десять или более раз! Запомните этот факт. Он составит основу нашего обсуждения и поможет вам осознать, насколько сложная в действительности эта задача – охлаждение ПК.

Тепло должно рассеиваться таким образом, чтобы компоненты ПК не превысили заданную максимальную температуру. Эту задачу выполняют в несколько этапов:

• Рассеивание с поверхности компонента, вырабатывающего тепло (независимо от того, является ли этот компонент ЦП, видеокартой или регулятором напряжения материнской платы).
• Поглощение тепла контактной площадкой и передача его на пластины радиатора охлаждения.
• Излучение тепла в воздух (который, к сожалению, довольно плохо проводит тепло).
• Отвод горячего воздуха из корпуса.

На этапах 1-3 мы использовали промышленные теплосъёмники с вентиляторами, разработанные для того, чтобы подходить к как можно большему количеству интерфейсов, и иногда вызывающие вопросы по установке на более сложных или специализированных платформах. К счастью, бoльшая часть этих вопросов решается достаточно легко. Однако последний этап требует более детального планирования, так что мы начнём с обзора информации о воздушном потоке.

Конечно же, здесь наблюдается прямая связь с расположением компонентов внутри вашего корпуса. И потому далее мы вкратце расскажем вам о конструкции блоков питания, направлении вращения вентилятора кулера и корпусных вентиляторах.

Образование тяги:

Горячий воздух поднимается вверх, холодный воздух опускается вниз. Вот почему верхняя часть корпуса обычно самая горячая. Мы должны всё время держать в уме этот основной принцип из области физики при планировании системы охлаждения.

Конфигурация тестовой системы

Основная идея и тестовая конфигурация

Для того, чтобы провести сравнение результатов настолько всесторонне, насколько это возможно, и при равных условиях, мы использовали устаревшую тестовую платформу, с помощью которой мы довольно точно смоделировали три варианта теплоотдачи - 89, 125 и 140 Вт. В первом варианте частота процессор уменьшалась до 2,2 ГГц, во втором варианте он работал со стандартной частотой, в третьем варианте разгонялся до 3,0 ГГц.

Используя кулер Xigmatek Aegir, мы протестировали оборудование с различными уровнями энерговыделения и результатами охлаждения для каждого варианта сборки. Этот кулер достаточно мощный для того, чтобы равномерно охлаждать 140 Вт старый процессор FX, находящийся под большой нагрузкой. Хотя устройство кажется солиднее, чем более шумный "коробочный" кулер, предоставленный компанией AMD, большинству пользователей такая покупка нужна для того, чтобы раз и навсегда получить стоящую вещь. Свои измерения мы снимали в помещении, где температура поддерживалась на постоянном уровне 22°C.

Бoльшую часть тестов мы провели, воспользовавшись этим высокопроизводительным охлаждающим устройством, потому что башенные кулеры в настоящее время являются наиболее популярными моделями кулеров. Также в нашем обзоре есть дополнительная глава о кулерах с воздушным потоком, направленным вниз (так называемые "боксовые").

Блок питания: местоположение для установки и выбор корпуса

Блок питания расположен внизу корпуса

Во многих современных корпусах для ПК блок питания располагается внизу, под материнской платой. Такой вариант установки имеет массу преимуществ, поэтому мы настоятельно рекомендуем корпус с подобной конфигурацией. На рисунке вы можете видеть, что вентилятор засасывает прохладный воздух с "пола" через собственное впускное отверстие, использует этот воздух для охлаждения активных компонентов внутри блока питания и выводит его в задней части устройства.

Преимущества монтажа БП внизу корпуса:

• Равномерная подача прохладного воздуха с "пола" внутрь корпуса.
• Прямое выведение воздуха из корпуса БП.
• Меньше скорость вентилятора.
• Охлаждение позволяет добиться большей производительности БП.
• Меньше температурное напряжение на компоненты, больше срок службы.
• Центр тяжести корпуса расположен ниже.
• Силовой кабель не свисает и не мешает подключению других внешних устройств.

Недостатки:

• Корпус должен иметь достаточно высокие ножки.
• Также необходимо иметь в наличии пылевой фильтр.
• Возможно образования посторонних шумов, в зависимости от того, из какого материала сделан пол.

Несмотря на небольшие недостатки, вышеупомянутая конфигурация является предпочтительной, по сравнению с некоторыми другими вариантами сборки, о которых мы также расскажем, а ещё вы всегда должны обращать внимание на корпус, в котором размещается БП. Но здесь также можно допустить ошибку.

Не устанавливайте БП таким образом, чтобы его отверстие для забора воздуха выходило в корпус компьютера. Таким образом вы можете установить блок питания, только если имеете дело с "тихими" БП с пассивным охлаждением, чтобы тёплый воздух поднимался вверх. В противном случае, вы столкнётесь с силами, действующими при конвекции и, возможно, это приведёт к возникновению ситуации, при которой винт или любая другая плохо зафиксированная деталь могут упасть внутрь блока питания.

Блок питания расположен вверху корпуса

В более старых корпусах для ПК, произведённых согласно спецификации ATX, блок питания размещается прямо под верхней крышкой корпуса. Воздух засасывается внутрь БП изнутри компьютера, а затем выбрасывается наружу корпуса. Предположительно, это улучшает рассеивание и предотвращает накопление тепла. Тем не менее, это также приводит к поглощению блоком питания большого объёма отработанной теплоты, выделяемой видеокартой и процессором. Вследствие этого, вы получаете от БП работу на недостаточном уровне, из-за чего почти невозможно достичь максимальных значений энергии и производительности при температурах, превышающих 40°C (поскольку обычно они основаны на условия эксплуатации при температуре около 25°C). Также страдает продолжительность срока службы компонентов внутри блока питания.

Преимущества монтажа вверху корпуса:

• Способствует лучшему охлаждению в некоторых системах.
• Для линии 12 В необходим более короткий кабель.

Недостатки:

• Более высокие температуры БП.
• Неэффективная и шумная работа.
• Система быстрее изнашивается.

Идеальный корпус...

Его не существует. Однако большие, отлично сконструированные "башенные" корпусы, такие как у модели Corsair Graphite 600T, приблизились к идеалу. Внутри этого корпуса воздушный поток не встречает на своём пути препятствий. Вместимость, расположение кабелей в задней части, а также многочисленные вентиляторы и воздушные фильтры – вот что присутствует в этой модели, что позволяет нам назвать это решение почти идеальным.

По возможности, вы должны обращать как можно больше внимания на корпусы, в которых воздушный поток беспрепятственно перемещается снизу-вверх. Если вы захотите включить в свою конфигурацию особо длинную видеокарту, вам понадобится корпус с такой глубиной, какая только будет возможна. Иначе карта будет мешать воздушному потоку. Толстые кабели всегда должны располагаться сзади. Также всё, что болтается внутри корпуса, значительно снизит скорость движения воздушного потока.

Воздушный поток: установка башенных кулеров лицевой стороной вверх

Возможные варианты монтажа башенных кулеров

Применение башенных кулеров предпочтительнее, чем комбинирование радиаторов и вентиляторов, которые вдувают воздух в процессоры. Однако очень важно, чтобы вы обратили внимание на правильную ориентацию БП при установке.

Поскольку на этом этапе можно столкнуться с множеством ошибок, мы рассмотрим различные варианты сборки, прежде чем суммировать наиболее важные правила.

Монтаж башенного кулера в вертикальном положении

Чаще всего вертикальное расположение применяется в сборках на основе компонентов от Intel. Машинам с материнскими платами на основе Socket AM2+ или AM3 нужен кулер со специальной системой крепления, позволяющей устанавливать БП под углом 90°.

Конечно же, башенные кулеры можно устанавливать в корпусы, в которых БП крепятся сверху. В таких случаях схематический рисунок будет выглядеть так:

Следует заметить, что задняя стенка корпуса должна быть либо перфорированной, либо на ней должен находиться вентилятор. Будет даже лучше, если в этом месте будет находиться вытяжной вентилятор, который, в большинстве случаев, может заменить второй вентилятор, установленный на радиаторе процессора. Конечно, можно улучшить и этот сценарий.

Даже при наличии смонтированного вверху БП, воздушный поток можно скорректировать в лучшую сторону, вводя в процесс охлаждения дополнительный прохладный воздух из нижней части корпуса.

Воздушный поток: башенный кулер с горизонтальным расположением

Монтаж башенного кулера в горизонтальном положении

Давайте вернёмся к процессорному разъёму Socket AM3 от AMD и рассмотрим вариант монтажа кулера в горизонтальном положении. То, что вначале показалось нам недостатком, может, на самом деле, превратиться в ценное качество. Помните об образовании тяги? Если тёплый воздух поднимается вверх, почему бы не воспользоваться этим как преимуществом? Для монтажа компонента в горизонтальном положении вам понадобится корпус с вентиляцией сверху.

Также мы воспользовались дополнительным вытяжным вентилятором сбоку, поскольку многие башенные кулеры способствуют перемещению какой-то части воздуха на близлежащие компоненты (регуляторы напряжения, например), и эту часть "рассеянного" воздуха также необходимо вывести. Монтаж в горизонтальном положении возможен также при использовании блока питания, крепящегося внутри корпуса вверху.

Однако при таком сценарии недостатки БП, крепящегося в корпусе вверху, становятся действительно заметными, поэтому мы, определённо, не советуем вам перемещать весь нагретый воздух от процессора в БП. В самом деле, есть же много решений и получше.

Если вы всё-таки решите применить такой способ, удостоверьтесь в том, что в вашей сборке есть, по меньшей мере, вытяжной вентилятор в задней части корпуса.

Вентиляция снизу помогает создать дополнительный охлаждающий воздушный поток.

Воздушный поток: общие ошибки при установке

Возможные варианты монтажа и ошибки планирования расположения

Кажется, что составить подобный план расположения компонентов довольно просто, но, учитывая, что существует очень много различных типов процессорных разъёмов и уникальных конфигураций охлаждающих устройств, можно довольно легко, по незнанию, совершить ошибки, которые негативно скажутся на производительности охлаждающего устройства.

В нашем первом примере кулер установлен в горизонтальном положении. Тем не менее, без вентиляции вверху тепло накапливается и попадает обратно на процессор.

В данном сценарии корпус отличает наличие вентиляция сверху, но ему не хватает дополнительной вентиляции сбоку. Воздуху приходится перемещаться в обход и заканчивается всё тем, что он накапливается за кулером.

Недавно мы наблюдали такой пример: прохладный воздух перемещается вопреки воздействию конвекции (а также вытяжным вентиляторам, работающим безрезультатно). К несчастью, это пример полного провала.

Воздушный поток: от уникальных систем до обычных кулеров

Кулеры с воздушным потоком, направленным вниз (лучшие из бюджетных)

Комплекты в виде "коробочного" радиатора и вентилятора, который вы получаете от AMD и Intel, не являются в достаточной степени эффективными, потому что образуемый этими компонентами воздушный поток не совпадает с вентиляционными отверстиеми в корпусе. Именно поэтому они перемещают воздух прямо на материнскую плату. В лучшем случае можно надеяться, что мощные логические схемы материнской платы получат хоть какое-то охлаждения. Но это ещё вопрос, компенсируется ли это ограниченной производительностью и бoльшим уровнем шума. Мы заметили, что это в большей степени относится к коробочным кулерам от AMD, которые едва справляются с подачей достаточного объёма воздуха для бесперебойной работы процессоров с тепловыделением 125 Вт и часто их вентиляторы вращаются со скоростью до 6 000 об/мин., что приводит к раздражающе высокому уровню шума.

Что касается других конфигураций охлаждения, остальные компоненты, корпус и встроенные вентиляторы играют важную роль при эксплуатации кулеров с воздушным потоком, направленным вниз.

Компьютер, приведённый на рисунке выше, получает недостаточный воздушный поток. В этом ПК нет вентиляции в задней части, а видеокарта ещё больше препятствует конвекции.

Так уже лучше! Эта конфигурация позволяет даже обычному коробочному кулеру, купленному в розничной продаже, рассеивать тепло эффективно.

Варианты сборки:

Оптимизация при наличии вентиляции сбоку

Наличие часто недооцениваемого бокового вентилятора, на самом деле, кажется вполне логичным, если вы используете кулер с воздушным потоком, направленным вниз, поскольку прохладный воздух, проходящий через отверстия для вентиляции, поступает прямиком на кулер центрального процессора. Остальные компоненты также могут выиграть от наличия этих отверстий, поэтому последние, в самом деле, могут понадобиться.

Вы можете либо выбрать корпус с большим, медленным и тихим вентилятором, как у модели LC-Power Titus...

Либо предпочесть кулер с парочкой 120-мм вентиляторов, такой как внутри корпуса Enermax Hoplite.

Воздушный поток: охлаждение жёсткого диска

Вентиляция спереди и охлаждение жёсткого диска

Это самый распространённый вариант расположения компонентов. Воздух всасывается внутрь со стороны передней панели корпуса и немедленно используется для охлаждения установленных жёстких дисков. Такой конфигурации достаточно для охлаждения, проблемы могут возникнуть только в том случае, если все отсеки в вашем корпусе заняты.

Поскольку, в интересах защиты данных и продления срока службы накопителя, следует избегать нагрева жёсткого диска выше 30°C , мы решили рассмотреть пару практических примеров.

Перед нами – классическая конфигурация: жёсткий диск в 3,5" отсеке, помещённый за 120-мм передним вентилятором.

Вот накопитель SATA, установленный спереди, с возможностью "горячей" замены. Вентилятор, расположенный сверху, косвенно способствует охлаждению. Данное расположение компонентов распространено меньше, но всё же это надёжное решение с точки зрения функциональности.

Варианты оптимизации

Если вы пришли к выводу, что температура вашего жёсткого диска слишком высокая, то вам следует обдумать возможность применения стандартного кулера для жёстких дисков. Обычно их можно купить в магазинах; в данном случае главный виновник ошибок – не оптимальное расположение.

Воздушный поток: измерения и сравнения результатов

Естественно, нам хотелось подтвердить аргументы, высказанные на предыдущих страницах, использовав целый ряд различных сценариев установки системы охлаждения. Мы использовали корпус Antec Lanboy Air, прикрыв при этом картоном часть вентиляционных отверстий, чтобы воздух сквозь них проходил с трудом. Корпус Lanboy Air предназначен для монтажа блока питания как вверху, так и внизу. Результаты говорят сами за себя.

Глядя на температуру выходящего из блока питания воздуха, мы видим самое главное преимущество того, что БП установлен в нижней части нашего испытательного корпуса.

Здесь мы видим, что сборки, охлаждаемые кулером с воздушным потоком, направленным вниз, действительно выигрывают от применения боковой вентиляции.

Воздушный поток: обеспечьте видеокартам надлежащую вентиляцию

Вентиляция и охлаждение видеокарт

Прежде чем вы поспешите купить по интернету самые скоростные видеокарты, которые сможете себе позволить, убедитесь в том, что выбрали модели (и материнскую плату), которые способствуют созданию надлежащего воздушного потока.

Наилучший выбор для вас – это карта, способная выводить всё тепло через заднюю стенку корпуса, даже если на ней установлен центробежный вентилятор, имеющий склонность производить много шума. Обычно эталонные модели, разработанные компаниями AMD и nVidia, являются хорошими примерами, хотя Radeon HD 6990, GeForce GTX 590 и низкопроизводительные видеокарты GeForce не подпадают под общую массу наших предпочтений, то есть моделей выводящих тепло напрямую.

Вот что происходит, когда накапливается слишком много тепла. Наличие перфорации на заглушках слотовых отверстий могло бы предотвратить отклеивание стикера от видеокарты. Что ж, впредь вы не совершите подобной ошибки. Восемьсот ватт тепла, рассеянного в этом корпусе, обязательно окажут на компоненты неблагоприятное воздействие.

Схематические иллюстрации

Пока для видеокарты имеется возможность выводить тепло из корпуса, значения температуры останутся на приемлемом уровне. Даже массив multi-GPU имеет доступ к достаточному воздушному потоку, чтобы работать в пределах безопасных допустимых значений до тех пор, пока между видеокартами есть достаточно места. Если вы хотите воспользоваться преимуществами конфигурации CrossFire или SLI, купите материнскую плату хотя бы с одним слотом расширения между установленными двухслотовыми картами.

Если видеокарты расположены слишком близко друг к другу, как показано на рисунке выше, то заблокированная плата может легко перегреться даже при умеренной нагрузке. В конце концов, её вентилятор не может захватывать достаточно воздуха, чтобы поддерживать температуру графического процессора в допустимых пределах.

Похожая ситуация происходит и тогда, когда дело связано с видеокартами, оснащёнными осевыми вентиляторами. Несмотря на то, что они малошумные, эти устройства больше способствуют попаданию находящегося поблизости горячего воздуха в ваш корпус, а не выведению воздуха из него, что приводит к нежелательному накоплению тепла.

Во многих случаях проблему может решить боковой вентилятор. Даже несмотря на то, что этот тип вентиляторов постоянно критикуют, эффективность подобного устройства (а в результате ещё и улучшение охлаждения видеокарты) можно измерить и реально ощутить.

Варианты оптимизации

Существуют интересные альтернативы обычным заглушкам слотов – вспомните об этом, если у вас появятся трудности с охлаждением. При помощи слотового кулера можно в какой-то степени минимизировать накопление тепла, даже после того, как вы уже собрали свой компьютер.

В ожидании второй части статьи

Несмотря на то, что опытные пользователи сейчас снисходительно улыбаются, читая о простых ошибках сборки, мы знаем, что рано или поздно все делают ошибки. ПК, конечно же, стoят совсем не дёшево, и даже когда вы экономите деньги, самостоятельно собирая компьютер, машина, ориентированная на энтузиастов легко может преодолеть уровень цен в несколько тысяч долларов.

Вот почему так важно тщательно продумать план сборки, прежде чем вы начнёте покупать компоненты. Во-первых, найдите подходящий корпус, а затем проверьте, можно ли разместить внутри него выбранные вами компоненты. Не отмахивайтесь от старых решений, таких как боковые вентиляторы. Нам удалось показать, что они действительно могут поспособствовать лучшему охлаждению. Иногда нам приходилось всего лишь снять измерения, чтобы доказать свою точку зрения.

Что нас ждёт во второй части этой статьи?

Если вы не планируете превращать свой новый компьютер в "Машину для приготовления хот-догов", то во второй части мы поговорим о том, как правильно выбрать вентилятор, а затем удостоверимся в том, что наш кулер для ЦП установлен должным образом. Это означает, что специально для новичков мы приведём руководство по нанесению термопасты.

Также мы расскажем вам о том, как охладить "не поддающуюся воздействию" разогнанную видеокарту GeForce GTX 480 до 64°C при бюджете всего €12, в то же время поддерживая уровень шума 38 дБ(А). Наконец, мы оборудуем нашу низкопрофильную и почти бесшумную модель Radeon HD 6850 60-мм вентиляторами, что поспособствует её постоянному охлаждению.

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.

Не секрет, что одной из основных особенностей работы центрального процессора является значительное выделение им тепла. Такое свойство процессора вполне естественно, ведь ему приходится трудиться «в поте лица», обрабатывая в долю секунды огромное количество данных и выполняя одновременно миллиарды операций. Как следствие, через кристалл процессора протекает значительный электрический ток, вызывающий его большой тепловой нагрев.

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.

Радиаторы - как пример пассивного охлаждения процессора.

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

Название «кулер» происходит от английского слова «cooler» – охладитель. Между тем, далеко не всякое охлаждающее устройство можно отнести к разряду кулеров. Обычно кулером в компьютерной терминологии называют охлаждающее устройство, главным компонентом которого является вентилятор. Часто кулером называют сам по себе охлаждающий вентилятор, хотя, строго говоря, кулером на самом деле является комбинация вентилятора и радиатора. Таким образом, кулер использует как активный, так и пассивный методы охлаждения.

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:

Бловер и кулер создающий радиальный поток воздуха охлаждающий процессор

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 , которая показывает скорость вращения вентилятора, так и опции позволяющие регулировать параметры кулера, в частности, скорость его вращения. Существуют опции, например, 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.

Представляет собой несложную конструкцию, обычно состоящую из бесколлекторного электродвигателя постоянного тока и лопастей крыльчатки, которые приводятся в движение для перемещения воздушных масс. Это устройство давно стало стандартным компонентом в системах охлаждения современных , однако для производства вентиляторов до сих пор применяются различные технологии и принципы. В этом материале мы попробуем разобраться с одним из наиболее часто возникающих вопросов по этим, казалось бы, банальным комплектующим: типу и характеристикам подшипников.

Возможно, вы могли видеть, как на упаковках кулеров производители указывают слово бесколлекторный (brushless) применительно к типу используемого вентилятора. Но какой же смысл несет данное обозначение? Чтобы понять это, следует сначала разобраться, как работает коллекторный (brushed) электромотор.

В простейшем случае, так называемый коллекторный электродвигатель постоянного тока (словосочетание “постоянный ток” повторяется нами вновь, так как именно DC, Direct Current, служит источником питания для компьютерных вентиляторов) является неким металлическим цилиндром, вокруг которого закручена медная проволока. Более корректным языком следует называть эту пару ротором с обмоткой. На цилиндре закреплен вал, и в совокупности это соединение подвижно. Таким образом, при движении цилиндра, вращение передается на вал, который, в свою очередь, уже может быть соединен со следующими движимыми компонентами системы. В частности, именно на валу закреплена крыльчатка интересующих нас кулеров.

При подаче энергии на обмотку прежде нейтрального цилиндра, он превращается в электромагнит, генерирующий магнитное поле между двумя полюсами (называемыми северным и южным). Кроме того, вокруг мотора дополнительно помещаются два магнита с противоположной полярностью (поляризующих магнита, статора). В то время, когда генерируемое рабочим электромагнитом магнитное поле оказывается противоположным создаваемому статичными магнитами, мотор приходит в движение; действует пара сил Ампера (ведь одноименные магнитные полюса отталкиваются друг от друга, а разноименные - притягиваются). Мы отобразили данный начальный этап на первом рисунке.

Однако при описанной выше конфигурации после поворота на 180 градусов, цилиндр вместе с валом вновь придут в состояние покоя, прекратив движение; система окажется в равновесии.
Получается, что для дальнейшего вращения мотора, требуется инвертировать полярность рабочего электромагнита. При этом обратится формируемое мотором магнитное поле, и цикл с поворотом на 180 градусов до остановки (как на первом шаге) повторится.

Таким образом, для того, чтобы заставить мотор постоянно вращаться, необходим механизм, который бы автоматически изменял полярность ротора. Самый простой и дешевый вариант решения этой задачи - щёточно-коллекторный узел. Такие узлы бывают технически сложными, но для простого примера достаточно рассмотреть такой мотор, у которого движимая часть соединяется с недвижимым источником подачи тока через пару щёток. Они находятся на концах обмотки ротора и соприкасаются с контактами коллектора каждый раз при повороте на половину оборота, тем самым инвертируя полярность. Стоит отметить, что щётки получили свое название из-за первых, не слишком долговечных и надежных реализаций идеи скользящих контактов. Описанные в данном абзаце этапы работы мотора показаны на следующем изображении:
Естественно, приведенное описание сильно упрощено; существуют намного более сложные двигатели, однако сам принцип коллекторных моторов и в них остается неизменным. К сожалению, работающие таким образом электродвигатели не слишком подходят для персональных компьютеров: их срок службы оставляет желать лучшего, как и надежность при вращении на больших скоростях, не говоря уже о высоком уровне шума и возможном возникновении искры при контакте щёток с коллектором. Такие двигатели нередки в профессиональных электрических инструментах, где щётки часто являются расходным материалом.