Из чего состоит кулер для компьютера. Зачем нужна теплопроводящая паста. Контроль и управление вентиляторами

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.

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.

Устройство компьютера довольно сложное – он состоит из множества блоков, каждый из которых выделяет много тепла. Перегрев любого из них может привести в лучшем случае к неправильной работе и аварийному выключению компьютера, в худшем – к выходу из строя. Особенно сильно нагреваются процессор , видеокарта, микросхемы северного и южного моста на материнской плате. Но и прочие узлы также греются – например, винчестер при активной работе нагревается весьма ощутимо. Поэтому компьютер нуждается в охлаждении.

Порядок установки вентиляторов в корпус компьютера.

Самая распространённая и дешёвая система охлаждения, применяемая в компьютерах – воздушная, которая работает с помощью специальных вентиляторов. Для лучшего отвода тепла и увеличения теплоотводящей поверхности на самые важные детали ставят металлические радиаторы. Они отводят немало тепла, но площадь их ограничена, поэтому дополнительно используются вентиляторы . Например, он есть на главном процессоре, помимо радиатора, так как это одна из самых важных и самых горячих микросхем. Для лучшего эффекта в системный блок должен быть установлен хотя бы один дополнительный кулер, который будет создавать постоянную циркуляцию воздуха и выводить горячий наружу. В большинстве компьютеров, особенно в минимальной конфигурации – так называемом офисном варианте, никакого дополнительного охлаждения не устанавливают. Однако в таких моделях всё равно есть один кулер – в блоке питания, который расположен в верхней части компьютера. Тёплый воздух, поднимаясь вверх от материнской платы и дополнительных устройств, с его помощью выдувается наружу. Но эта конструкция имеет недостатки:

Весь теплый воздух идёт через блок питания, который и сам не слабо греется, отчего его детали перегреваются ещё быстрее. Поэтому он выходит из строя чаще всего.
В корпусе компьютера создаётся пониженное давление, и для выравнивания его воздух поступает внутрь откуда попало – через все щели. Поэтому внутри быстро скапливается множество пыли, ещё больше ухудшающей отвод тепла.
Создаваемый поток не особо стабильный, опять же, из-за притока его со всех возможных отверстий. Создаются ненужные и вредные завихрения, сильно снижающие эффективность всей системы.
Воздушный поток не очень сильный, для низко расположенных устройств, например, видеокарты, явно недостаточный.

Поэтому требуется установка дополнительных кулеров в системном блоке. Стоят они недорого и поставить их можно самостоятельно.

Как можно установить вентиляторы в корпус компьютера

Установка кулеров в системном блоке производится по разным схемам. Перед началом работы с ними нужно обязательно ознакомиться, так как неправильное расположение этих узлов может принести еще больше вреда, чем их отсутствие. Обычно на материнской плате имеется пара разъёмов для охлаждения . Их можно задействовать оба или только один. Схемы установки вентиляторов в корпусе компьютера тогда будут такими:

На задней стенке вверху, напротив процессора.
На передней стенке.
Использование двух вентиляторов – переднего и заднего.

Можно выбрать любой из этих вариантов, но самый предпочтительный – последний. Заметим, что использование только одного кулера так или иначе нарушает воздушный баланс в замкнутой системе. Поэтому рассмотрим каждый вариант по отдельности.

Установленный сзади вентилятор должен работать на выдув, то есть выводить теплый воздух наружу. При этом тёплый воздушный поток уже не идёт сквозь блок питания и не вызывает его перегрева. К тому же, улучшается охлаждение процессора. Этот вариант имеет недостаток – в корпусе создаётся разрежённость, и приток воздуха через всевозможные отверстия в корпусе приносит с собой много пыли. Однако применение такой схемы всё равно заметно улучшает ситуацию.

Этот вентилятор должен располагаться в нижней части, желательно напротив винчестера, и работать на вдув. Он не только непосредственно охлаждает винчестер, но и способствует выравниванию давления внутри корпуса. Поток естественным путем идёт снизу-вверх, обтекая все важные узлы и нагретым выдувается сверху наружу.

Двойной вариант

Установка пары вентиляторов в корпус компьютера – лучший вариант. Один из них должен стоять под блоком питания на задней стенке и работать на выдув. Второй – фронтальный, устанавливается на передней стенке, и работает на вдув. Это самое правильное расположение кулеров в системном блоке, так как создаёт хороший воздушный поток мимо всех узлов. Большой плюс — баланс внутреннего давления не позволяет скапливаться пыл внутри корпуса. Но всё будет работать отлично лишь при соблюдении пары правил:

Размер вентиляторов лучше выбирать максимальным для места установки – если туда можно установить 140-миллиметровую модель, то ставьте её, иначе остановитесь на 120-миллиметровом варианте.
Нужно контролировать, куда должен дуть вентилятор в корпусе компьютера. Передний – на вдув, задний – на выдув. Иначе внутреннее давление и циркуляция воздуха нарушатся, и в результате будет больше вреда, чем пользы.

Основные ошибки при установке охлаждения

Важно знать, как правильно поставить кулеры в системном блоке. Неправильно работающая система охлаждения может быть неэффективной, или, наоборот, создавать условия для быстрого перегрева. Самое главное здесь – в какую сторону дует кулер корпуса.

Установлен лишь задний вентилятор, работающий на «вдув». При этом выходящий из блока питания теплый воздух тут же подаётся снова внутрь и движется по тому же кругу наружу. В нижней части корпуса циркуляции вообще не создаётся, и там всё нагревается.
Установлен только передний вентилятор, который работает на «выдув». Так в корпусе будет создаваться пониженное давление, и быстро накопится очень много пыли. Отвод тепла не будет происходить, поэтому всё будет перегреваться, и компьютер постоянно будет держать кулеры на максимальных оборотах, так что ещё и шум будет намного больше.
Задний кулер вдувает воздух, а передний – выдувает. Это ненормально хотя бы потому, что тёплый воздух поднимается вверх, и его поток нельзя направить вниз. Поэтому эффект будет таким же, как в предыдущем пункте.
Оба кулера вдувают внутрь. В корпусе создаётся избыточное давление, вентиляторы работают на износ, а пользы, естественно, нет.
Оба кулера выдувают. Это самая опасная ситуация, так как в корпусе создаётся пониженное давление, нарушается циркуляция воздуха, и все компоненты компьютера очень быстро перегреваются.

Как видите, очень важно, какой стороной установлен кулер. Стоит его перевернуть, и он начнёт дуть не в ту сторону. Поэтому это всегда надо проверять. Правильная установка вентиляторов в корпус ПК – верхний задний должен выдувать воздух, а нижний передний – вдувать. Тогда циркуляция его будет естественной и правильной, а система охлаждения будет работать максимально эффективно. Теперь вы знаете, как правильно установить кулеры охлаждения в системном блоке. Если вы устанавливали их сами, проверьте их работу. Если только собираетесь этим заняться, сделаете всё грамотно сразу.

У пользователей, которые впервые самостоятельно собирают компьютер, часто возникает вопрос, как правильно установить корпусные кулеры в системном блоке, для того чтобы охлаждение работало максимально эффективно. На самом деле в этом нет ничего сложного, нужно всего лишь подобрать подходящий кулер и установить его таким образом, чтобы он не нарушал естественное движение воздуха.

Для того чтобы правильно установить кулер в системный блок, кулер должен иметь подходящий размер. Поэтому измерьте размер посадочный мест на вашем системном блоке и определите максимальный размер кулера, который можно на них установить. Для точного посадочного места можно замерить расстояние между крепежными отверстиями, как показано на картинке внизу.

После замеров кулер можно подобрать с помощью таблицы, приведенной ниже. Лучше всего выбирать максимально большие кулеры из тех, которые можно установить. Ведь чем больше кулер, тем больше воздуха он может через себя пропустить. На практике это означает, что такой кулер может работать на низких оборотах и охлаждать также эффективно как небольшой кулер на максимальной скорости. Что в свою очередь позволяет снизить уровень шума от компьютера.

Расстояние между крепежными отверстиями	Размер кулера
32 мм	40×40 мм
50 мм	60×60 мм
71.5 мм	80×80 мм
82.5 мм	92×92 мм
105 мм	120×120 мм
125 мм	140×140 мм
154 мм	200×200 мм
Информация о размерах кулеров взята с сайтов noctua.at и arctic.ac.

Кроме габаритов кулера нужно также обращать внимание на тип подшипника, который применяется в его конструкции. Самые доступные кулеры выпускаются с подшипниками скольжения. Этот тип подшипника обеспечивает низкий уровень шума, но служит очень недолго. Кулеры из среднего ценового диапазона обычно построены с использование шарикоподшипника (подшипник качения). Шарикоподшипник характеризуется более продолжительным сроком службы, но он издает заметно больше шума. В кулерах из высшего ценового диапазона чаще всего применяют гидродинамический подшипник. Этот тип подшипников совмещает преимущества подшипников качения и шарикоподшипников. Гидродинамические подшипники имеют длительный срок службы и при этом работают очень тихо.

Также нужно заранее определиться со способом подключения кулеров. В большинстве случаев кулеры оснащаются одним из следующих разъемов: разъем 3-pin, разъем 4-pin или разъем MOLEX (на картинке внизу они слева-направо). Кулеры с разъемами 3 и 4 pin подключаются к материнской плате, а кулеры к с разъемом MOLEX к .

Если на материнской плате есть разъем 4 pin под корпусные кулеры, то лучше всего выбирать кулер именно с таким разъемом. Такой способ подключения позволит регулировать скорость кулера в зависимости от температуры компьютера, что снизит уровень шума.

Правильная установка кулеров в системный блок

После того как кулеры выбраны и закуплены можно приступать к их установке в системный блок. Для правильной установки важно понять, как двигается воздух внутри компьютера и как будут воздействовать на него кулеры. Под влиянием конвекции горячий воздух сам поднимается к верхней части корпуса и для максимально эффективного охлаждения кулеры должны быть установлены так, чтобы использовать и усиливать это естественное движение воздуха, а не противостоять ему.

Поэтому традиционно в верхней части корпуса кулеры устанавливаются на выдув, это позволяет удалять нагретый воздух из корпуса. А в нижней части корпуса вентиляторы устанавливаются на вдув, так как это усиливает естественное движение воздуха снизу-вверх. На картинке внизу показаны возможные места для установки кулеров и направление, в котором они должны прогонять воздух. Такая схема установки кулеров в системный блок считается наиболее правильной.

Если игнорировать естественное движение воздуха и, например, в верхней части системного установить кулер на вдув, то это может даже увеличить . Особенно плохо будет жестким дискам, на которые направится поток горячего воздуха от радиатора процессора.

Сам процесс установки кулера в системный блок не представляет из себя ничего сложного. Кулер устанавливается с внутренней стороны системного блока, после чего фиксируется 4 винтами с внешней стороны. При установке важно проследить, чтобы кулер направлял воздух в нужную сторону. Для этого на кулере обычно есть стрелка, которая указывает, куда будет двигаться воздух.

После установки кулера его нужно подключить к материнской плате (если используется разъем 3 или 4 pin) или к блоку питания компьютера (если используется разъем MOLEX).

Естественно, все эти действия нужно выполнять на полностью выключенном и обесточенном компьютере. Иначе есть риск повредить комплектующие или получить удар током.

Как правильно организовать охлаждение в игровом компьютере

Применение даже самых эффективных кулеров может оказаться бесполезным, если в компьютерном корпусе плохо продумана система вентиляции воздуха. Следовательно, правильная установка вентиляторов и комплектующих является обязательным требованием при сборке системного блока. Исследуем этот вопрос на примере одного производительного игрового ПК

⇣ Содержание

Эта статья является продолжением серии ознакомительных материалов по сборке системных блоков. Если помните, в прошлом году вышла пошаговая инструкция « », в которой подробно описаны все основные моменты по созданию и проверке ПК. Однако, как это часто бывает, при сборке системного блока важную роль играют нюансы. В частности, правильная установка вентиляторов в корпусе увеличит эффективность работы всех систем охлаждения, а также уменьшит нагрев основных компонентов компьютера. Именно этот вопрос и рассмотрен в статье далее.

Предупреждаю сразу, что эксперимент проводился на базе одной типовой сборки с использованием материнской платы ATX и корпуса форм-фактора Midi-Tower. Представленный в статье вариант считается наиболее распространенным, хотя все мы прекрасно знаем, что компьютеры бывают разными, а потому системы с одинаковым уровнем быстродействия могут быть собраны десятками (если не сотнями) различных способов. Именно поэтому приведенные результаты актуальны исключительно для рассмотренной конфигурации. Судите сами: компьютерные корпусы даже в рамках одного форм-фактора имеют разные объем и количество посадочных мест под установку вентиляторов, а видеокарты даже с использованием одного и того же GPU собраны на печатных платах разной длины и оснащены кулерами с разным числом теплотрубок и вентиляторов. И все же определенные выводы наш небольшой эксперимент сделать вполне позволит.

Важной «деталью» системного блока стал центральный процессор Core i7-8700K. Подробный обзор этого шестиядерника находится , поэтому не буду лишний раз повторяться. Отмечу только, что охлаждение флагмана для платформы LGA1151-v2 является непростой задачей даже для самых эффективных кулеров и систем жидкостного охлаждения.

В систему было установлено 16 Гбайт оперативной памяти стандарта DDR4-2666. Операционная система Windows 10 была записана на твердотельный накопитель Western Digital WDS100T1B0A. С обзором этого SSD вы можете познакомиться .


MSI GeForce GTX 1080 Ti GAMING X TRIO

Видеокарта MSI GeForce GTX 1080 Ti GAMING X TRIO, как видно из названия, оснащена кулером TRI-FROZR с тремя вентиляторами TORX 2.0. По данным производителя, эти крыльчатки создают на 22 % более мощный воздушный поток, оставаясь при этом практически бесшумными. Низкая громкость, как говорится на официальном сайте MSI, обеспечивается в том числе и за счет использования двухрядных подшипников. Отмечу, что радиатор системы охлаждения , а его ребра выполнены в виде волн. По данным производителя, такая конструкция увеличивает общую площадь рассеивания на 10 %. Радиатор соприкасается в том числе и с элементами подсистемы питания. Чипы памяти MSI GeForce GTX 1080 Ti GAMING X TRIO дополнительно охлаждаются специальной пластиной.

Вентиляторы ускорителя начинают вращаться только в тот момент, когда температура чипа достигает 60 градусов Цельсия. На открытом стенде максимальная температура GPU составила всего 67 градусов Цельсия. При этом вентиляторы системы охлаждения раскручивались максимум на 47 % — это примерно 1250 оборотов в минуту. Реальная частота GPU в режиме по умолчанию стабильно держалась на уровне 1962 МГц. Как видите, MSI GeForce GTX 1080 Ti GAMING X TRIO имеет приличный фабричный разгон.

Адаптер оснащен массивным бекплейтом, увеличивающим жесткость конструкции. Задняя сторона видеокарты имеет L-образную полосу со встроенной светодиодной подсветкой Mystic Light. Пользователь при помощи одноименного приложения может отдельно настроить три зоны свечения. К тому же вентиляторы обрамлены двумя рядами симметричных огней в форме драконьих когтей.

Согласно техническим характеристикам, MSI GeForce GTX 1080 Ti GAMING X TRIO имеет три режима работы: Silent Mode — 1480 (1582) МГц по ядру и 11016 МГц по памяти; Gaming Mode — 1544 (1657) по ядру и 11016 МГц по памяти; OC Mode — 1569 (1683) МГц по ядру и 11124 МГц по памяти. По умолчанию у видеокарты активирован игровой режим.

С уровнем производительности референсной GeForce GTX 1080 Ti вы можете познакомиться . А еще на нашем сайте выходил MSI GeForce GTX 1080 Ti Lightning Z. Этот графический адаптер тоже оснащен системой охлаждения TRI-FROZR.

В основе сборки лежит материнская плата MSI Z370 GAMING M5 форм-фактора ATX. Это слегка видоизмененная версия платы MSI Z270 GAMING M5, которой вышел на нашем сайте прошлой весной. Устройство отлично подойдет для разгоняемых K-процессоров Coffee Lake, так как конвертер питания с цифровым управлением Digitall Power состоит из пяти двойных фаз, реализованных по схеме 4+1. Четыре канала отвечают непосредственно за работу CPU, еще один — за встроенную графику.

Все компоненты цепей питания соответствуют стандарту Military Class 6 — это касается как дросселей с титановым сердечником, так и конденсаторов Dark CAP с не менее чем десятилетним сроком службы, а также энергоэффективных катушек Dark Choke. А еще слоты DIMM для установки оперативной памяти и PEG-порты для установки видеокарт облачены в металлизированный корпус Steel Armor, а также имеют дополнительные точки пайки на обратной стороне платы. Для ОЗУ применена дополнительная изоляция дорожек, а каждый канал памяти разведен в своем слое текстолита, что, по заявлению производителя, позволяет добиться более «чистого» сигнала и увеличить стабильность разгона модулей DDR4.

Из полезного отмечу наличие сразу двух разъемов формата M.2, которые поддерживают установку накопителей PCI Express и SATA 6 Гбит/с. В верхний порт можно установить SSD длиной до 110 мм, в нижний — до 80 мм. Второй порт дополнительно оснащен металлическим радиатором M.2 Shield, который контактирует с накопителем при помощи термопрокладки.

За проводное соединение в MSI Z370 GAMING M5 отвечает гигабитный контроллер Killer E2500, а за звук — чип Realtek 1220. Звуковой тракт Audio Boost 4 получил конденсаторы Chemi-Con, спаренный усилитель для наушников с сопротивлением до 600 Ом, фронтальный выделенный аудиовыход и позолоченные аудиоразъемы. Все компоненты звуковой зоны изолированы от остальных элементов платы токонепроводящей полосой с подсветкой.

Подсветка материнской платы Mystic Light поддерживает 16,8 млн цветов и работает в 17 режимах. К материнской плате можно подключить RGB-ленту, соответствующий 4-пиновый разъем распаян в нижней части платы. Кстати, в комплекте с устройством идет 800-мм удлинитель со сплиттером для подключения дополнительной светодиодной ленты.

Плата оснащена шестью 4-контактными разъемами для подключения вентиляторов. Общее количество подобрано оптимально, расположение — тоже. Порт PUMP_FAN, распаянный рядом с DIMM, поддерживает подключение крыльчаток или помпы с током силой до 2 А. Расположение опять же весьма удачное, так как к этому коннектору просто подключить помпу и от необслуживаемой СЖО, и от кастомной системы, собранной вручную. Система ловко управляет в том числе «карлсонами» с 3-контактным коннектором. Частота регулируется как по количеству оборотов в минуту, так и по напряжению. Есть возможность полной остановки вентиляторов.

Наконец, отмечу еще две очень полезные «фишки» MSI Z370 GAMING M5. Первая — это наличие индикатора POST-сигналов. Вторая — блок светодиодов EZ Debug LED, расположенный рядом с разъемом PUMP_FAN. Он наглядно демонстрирует, на каком этапе происходит загрузка системы: на стадии инициализации процессора, оперативной памяти, видеокарты или накопителя.

Выбор на Thermaltake Core X31 пал неслучайно. Перед вами Tower-корпус, который соответствует всем современным тенденциям. Блок питания устанавливается снизу и изолируется металлической шторкой. Присутствует корзина для установки трех накопителей форм-факторов 2,5’’ и 3,5’’, однако HDD и SSD можно закрепить на заградительной стенке. Есть корзина для двух 5,25-дюймовых устройств. Без них в корпус можно установить девять 120-мм или 140-мм вентиляторов. Как видите, Thermaltake Core X31 позволяет полностью кастомизировать систему. Например, на базе этого корпуса вполне реально собрать ПК с двумя 360-мм радиаторами СЖО.

Устройство оказалось очень просторным. За шасси полно места для прокладки кабелей. Даже при небрежной сборке боковая крышка легко закроется. Пространство под железо позволяет использовать процессорные кулеры высотой до 180 мм, видеокарты длиной до 420 мм и блоки питания длиной до 220 мм.

Днище и передняя панель оснащены пылесборными фильтрами. Верхняя крышка снабжена сетчатым ковриком, который тоже ограничивает попадание пыли внутрь и облегчает установку корпусных вентиляторов и систем водяного охлаждения.