Устройство системы охлаждения компьютера: тонкости и нюансы

Устройство и принцип работы воздушного охлаждения системного блока компьютера

Прежде чем начать разговор о том, каковы тонкости и нюансы системы охлаждения, стоит отметить некоторые наиболее значимые аспекты для дальнейшего понимания механизма охлаждения как целостной (единой) системы, поддерживающей стабильную работу компьютера.

Итак, все корпуса системных блоков компьютеров собираются производителями по единому стандарту (так называемый стандарт АТХ). В более широком смысле этот стандарт отвечает за устройство всего компьютера (включая отдельные компоненты: распиновка разъемов питания, размеры материнских плат и т.д.). Нас же интересуют только принципы и порядок размещения технологических отверстий и вентиляторов внутри системного блока.  Как видно на фото 1 воздух в системном блоке всегда движется в строго определенном направлении, т.е. от передней к задней стенке (фото 1).

Вот за обеспечение движения воздуха в системном блоке как раз и отвечают вентиляторы (их еще называют «кулеры»).

Распределение кулеров в системном блоке

Кулер в передней части системного блока служит для нагнетания воздуха вовнутрь. Именно поэтому при установке вентиляторов следует обращать внимание на то, в какую сторону будет двигаться воздух, ведь если повернуть кулер другой стороной, то он будет выдувать, а не нагнетать воздух (некоторые производители специальной стрелкой на боковой поверхности вентилятора указывают направление движения воздуха при его работе). Фото 2.

Кулер в боковой стенке не является обязательным атрибутом, но если он присутствует, то он также отвечает за нагнетание воздуха вовнутрь системного блока.

Что касается движения воздуха через нижнюю и верхнюю части блока, что здесь, как правило, есть специальные технологические отверстия, через которые также проходит воздух. В зависимости от конструкции блока и его начинки (размещение деталей и узлов, нависание жгутов проводов и т.п.) через эти отверстия воздух либо поступает, либо отводится естественным образом.

За отвод воздуха из блока отвечает вентилятор, расположенный на задней стенке корпуса. И это место выбрано не случайно. Еще помните, что теплый воздух всегда поднимается вверх? Так вот именно поэтому данный кулер находится в верхней части системного блока. Кстати, стоит заметить, что в хороших системниках блок питания находится внизу (как на фото 1), а отводящий кулер - вверху (т.е. на том месте, где у большинства стандартных системников устанавливается блок питания). 

Примечание: Многие пользователи любят устанавливать дополнительные вентиляторы в верхней крышке корпуса для нагнетания воздуха вовнутрь. В результате они только снижают эффективность всей системы охлаждения.

Как правильно подобрать необходимый кулер

Для системных блоков существует три самых распространенных типоразмера вентиляторов:

1. 80х80х25 мм
2. 92х92х25 мм
3. 120х120х25 мм

Все они различаются типом (по типу используемого подшипника) и видом устанавливаемых электродвигателей: они обеспечивают разную скорость вращения крыльчатки (при этом потребляют различный ток). Кроме того, вентиляторы имеют разную полезную площадь лопастей. А уже от скорости вращения лопастей и размеров самого вентилятора зависит его производительность, а именно величина статического давления (т.е. нагнетание в замкнутую систему под давлением) и максимальный объём этого нагнетенного воздуха за единицу времени. Объём переносимого воздуха обозначается как CFM (cubic feet per minute), а скорость вращения - RPM (rotates per minute).

При выборе вентиляторов следует обращать внимание на размер его крыльчатки (т.е. диаметральная площадь, по которой вращаются лопасти). Ведь при одной и той же скорости вращения кулер с большей площадью крыльчатки, другими словами больше размером, является более эффективным. Кроме того, такой вентилятор меньше шумит, так как может работать при меньших оборотах (а объем прокачивать тот же). Фото 3.

Примечание: если в задней части корпуса вентилятор работает интенсивнее (т.е. имеет более высокую скорость вращения, чем вентилятор спереди и при условии, что он не меньше по типоразмеру), то таким образом через всю систему прокачивается намного больший объем воздуха. Тем самым охлаждение является более эффективным.

Кулер и радиатор для процессора

Что касается требований к радиаторам для процессора, то здесь стоит выбирать радиаторы из меди или с медным сердечником. Если вы готовы приобрести радиатор на тепловых трубках, то такая система охлаждения будет еще эффективней, так как в таких радиаторах отвод тепла происходит по тепловым трубкам до самых дальних ребер.

Вообще стоит отметить, что эффективность охлаждения процессора является проблемой комплексной. Так если радиатор имеет низкую теплопроводность (его основание греется быстрее, чем концы его ребер)  или если он обладает высоким гидравлическим сопротивлением (т.е. более густое оребрение радиатора требует большего давления, чтобы прокачать сквозь него воздух), то данные проблемы одним только увеличением скорости вращения вентилятора не решишь. Мнение, чем быстрее вращается кулер, тем лучше – является не верным.  В таких случаях решение выглядит таким образом (фото 4): радиатор на тепловых трубках с двумя кулерами от Venom.

Если вы обладатель только лишь боксового варианта радиатора (от англ. Box – коробка, т.е. коробочный вариант, стандартный, заводской), не стоит отчаиваться. Помните, что правильная организация воздушного потока внутри корпуса прекрасно справится с охлаждением всей системы.

Относительно вентилятора для радиатора следует знать, что кулер должен соответствовать габаритам радиатора. Нет смысла на боксовый радиатор от AMD лепить чудо 120х120 мм, так как необходимо не обдувать сам радиатор, а именно продувать воздух сквозь ребра радиатора, что, согласитесь, невозможно при несоответствии размеров кулера (площади его крыльчатки) и радиатора (поперечной площади его ребер).

Немаловажным является выбор типа подшипника вертушки. Так подшипники качения (ball bearing) являются самыми долговечными и тихими, однако подшипники скольжения (slide bearning) менее долговечны, но при этом имеют меньшую стоимость.

Вопрос, с какой скоростью должен вращаться кулер, является довольно тривиальным. Дело в том, что чем выше скорость вращения, тем интенсивнее воздушный поток. И вместе с тем трудно сказать, достаточен ли этот поток процессору в данный момент, пока не узнаешь текущую температуру ядра. Другими словами температуру нужно отслеживать и в зависимости от нагрузки регулировать скорость вращения кулера. Заниматься этим вручную (если вы не фанат оверлокинга) нет никакого смысла. Материнские платы уже давно регулируют скорость вращения кулеров автоматически. 

На что стоит обратить внимание, так это на максимальную скорость вращения вентилятора. Современные кулеры поддерживают максимальную скорость вращения от 2000 до 8000 оборотов в минуту. А вот обычное (штанное) значение для боксовых кулеров Intel находится в пределах от 3000 до 4000 оборотов в минуту.

Радиаторы для материнской платы

Кроме всего прочего, охлаждению также подлежат компоненты материнской платы. Так, например, производители устанавливают уже готовый комплект радиаторов на южный и северный мост, а также на группу силовых транзисторов (фото 5).

Такое решение, очевидно, очень повышает эффективность всей системы охлаждения в целом. Ведь рассеянное тепло легче отвести даже слабым воздушным потоком.

Как видеокарта снижает эффективность охлаждения

Как ни странно, но видеокарта, несмотря на наличие собственной системы охлаждения, также может негативно влиять на всю остальную систему охлаждения системного блока.

Это происходит от того, что отводя тело от графического процессора, система охлаждения выбрасывает его внутрь системного блока. А некоторые и вовсе просто перемешивают воздух внутри корпуса компьютера. Кроме того, из-за большой площади самой платы видеокарты внутренний объем системного блока становится как бы разделенным пополам, что  препятствует свободному движению воздуха (фото 6). Для решения этой проблемы рекомендуется устанавливать дополнительный вентилятор на боковой стенке кожуха.