浅谈散热风扇:合理组合搭配
“散热”一向是玄学众多的领域。而关于如何合理地搭配散热风扇,更往往是DIY新人们所面临的问题:一些行家老手们往往会提到“风量”与“风压”等等词汇,令人云里雾里。
相信大家都有着这些疑问:究竟如何合理地搭配散热风扇,以在性价比与性能间取得平衡?究竟哪些地方需要风压,而哪些领域需要风量?
在这篇文章里,我就将深入分析不同风扇位置的特点,及其对风扇性能的需求。希望能解开你的疑惑。
风扇的意义?
对于一把散热风扇而言,最重要的用途是将其转动的机械能转化为空气的动能。这里就需要引入“热对流”的概念。
散热是需要空气的对流来完成的,根据估算热对流时使用的公式:
热流量=(对流传热系数)×物体表面积x物体表面同流体的温度差
不难得知,在其他条件相同的情况下,“对流传热系数”将直接决定热流量的大小。相比自然对流,强制对流往往能将“对流传热系数”增大5倍以上。
而散热风扇就是通过带动空气,形成强制对流。以增大对流传热系数的方式,快速带走散热器上的热量。
风扇的合理分配?
作为散热的重要一环,风扇的重要性毋庸置疑。然而,位于不同位置的风扇,其造成的性能影响也有所不同。
与其“多而杂”,将机箱塞满风扇,宁可“少而精”,在重点位置安装最合适的风扇。唯有合理地搭配风扇布局,才能将有限的预算用在刀刃之上,并将不必要的噪音降到最低。
散热器风扇
一切的重中之重,自然是CPU散热塔与水冷排上的风扇。作为散热器的气流之源,它们会直接而显著地影响处理器的温度,并且也是最主要的噪音来源。
由于要面对层层鳍片的阻力,散热器风扇对性能的要求很高,它们的能力直接决定着散热潜力的发挥。因此,应当将最好的风扇搭配于散热塔体之上,以最大限度地提升散热表现。
而具体到散热器上不同位置的风扇,其搭配也有一定讲究:
对单塔散热器和冷排而言,应将转速较高的风扇布置在塔体前方,而在后方安装低转速的风扇。
原因在于,后方风扇会受制于散热塔体阻碍。如果后风扇转速大于前风扇,前方的风扇将无法为其提供足够多的气流。
阻力增大、进气不足,后风扇将出现近似“窒息”的情况,拖低其同转速下的效率,并徒增噪音。转速越高,这一问题越明显。
U14S的原装前风扇为1500转,而自行购买的后方风扇则仅有1300转。
此外,在进风方向有遮挡时,风扇的噪音都会不可避免地增大,甚至可能产生风切声。因此,如果追求更好的噪音表现,可将后风扇同塔体留出一定距离。
猫头鹰建议为U14S的后风扇搭配较厚的防振垫片,就是出于这样的考量。
而对双塔散热器来说,应将直径较大的风扇布置在中央,而在前后方安装直径较小的风扇。
最主要的问题自然是内存兼容性,但这也是基于双塔散热器设计的最佳做法。直径较大的风扇拥有更大的迎风面积,投影超出散热塔体的它们不易受气流不足影响。
此外,中央风扇的进风面,应尽可能地与前塔体保持一定距离。这不仅是为风扇留出进气空间,更是因为在进风方向有遮挡时,风扇的噪音都会不可避免地增大,乃至产生风切声。
一个著名的设计反例就是旧款大霜塔,它的塔体间距仅为26mm,而常规风扇的厚度则为25mm+。因此,中央风扇有多么靠近前塔体,可想而知。
由于没有对此细节进行处理,导致大霜塔的中央风扇常常会发出刺耳的噪音,这也导致大霜塔的静音风评不佳。
所幸,九州风神已经意识到了错误,在新款大霜塔上做出了改变。如今,大霜塔的塔体间距显著增加,有效缓解了这一问题。
然而,正如黑格尔所言:“人类从历史中学到的唯一教训,就是没有从历史中吸取到任何教训。”九州风神已意识到并改正了错误,但类似的问题不断地在后来者身上重演。
包括但不限于:在为25mm风扇设计的空隙内,强行塞入30mm风扇……
由于双塔散热器的塔体很薄,因此更偏向于风量取向的风扇。而单塔散热器中不乏较厚的型号,需要风扇具备很均衡的性能。
水冷排拥有最密集的鳍片,因而也有最大的阻力,对风扇的风压表现提出了高要求。关于具体的信息,可以看看这篇文章:
出风扇
和散热器风扇同样重要的,是机箱后方与上方的出风扇。它的用途在于散热器上的热量接力排出,防止热量在机箱内堆积的同时,兼顾主板供电区域的散热。
一般而言,由于没有防尘网、装饰面板的阻碍,后方出风口的阻力很小,因此对风扇的性能要求不高,但对散热意义重大。
但上方的出风位置就不那么乐观了。从理论上说,出风扇的位置几乎不需要防尘。但随着机箱厂商越来越多地在机箱上方设计防尘网,上出风扇所面对的阻力也随之增加。
因此,上方出风扇应略有一定的风压性能。于此同时,它对性能的影响也小于后方的出风扇。
请尽可能地安装后方出风扇,而上方出风扇则是可选项目。出于噪音的考虑,后方出风扇的位置应主要搭配最大转速较低、同转风量较大的风扇,风扇尺寸尽可能大。如果预算实在有限,也可以使用机箱自带的风扇作出风。
进风扇
随后是机箱的前方进风风扇。前方进风风扇能为机箱源源不断地提供新鲜空气,进一步减少机箱内热量的堆积。如果机箱内有机械硬盘等设备,还能为其提供散热。
除此以外,前进风风扇还有一个重要用途:维持机箱正压差。
当机箱的出风量大于进风量时,机箱内的气压将低于外界,处于负压状态。此时,空气将从一切可能的缝隙涌入机箱。虽然这客观上有利于散热,但也绕过了防尘网,带来了大量灰尘。
对于体积狭小、风道紧凑,且做工精良、缝隙较少的ITX、MATX小型机箱来说,负压或许是利大于弊的。但对大多数ATX乃至EATX机箱而言,负压带来的收益往往比不上快速积尘的烦恼。
在设置大量进风扇后,机箱内部变为高压区。此时,气流只能通过有滤网的前面板进入,有效减轻了机箱内的积灰。
然而,有不少机箱并没有开设直接的前进风网孔,而是采用侧边进气的手段。这样的设计大大增加了进风阻力,为风扇带来了挑战。此时的进风位置,可能是全机箱内对风压要求最高的位置了。
但是,同为强调风压的性能取向,进风扇旨在远距离上获得集中的气流,这与强调“近距离克服高阻力”的散热器要求大相径庭。这也让特化的进风扇往往不适合散热器用途。
在散热器上表现羸弱的银欣“穿甲弹”,正是进风特化扇的代表。
前进风扇无法如出风扇、塔体风扇那样显著地降低处理器温度,但它不仅有利于整体风道、为机械硬盘等部件散热,更对防止积灰意义重大。
其它风扇
最后,是机箱的上/下方的进风扇。对非垂直风道的机箱而言,它们主要用于有针对性地提供散热。
若超频后的内存温度较高,可以考虑在内存上方增设进风扇。如果显卡的发热量不俗,也可在显卡的下方、前方等位置,安装额外的进风风扇。
这些位置的风扇性能需求因人而异。如果预算有限且要求不高,可以考虑安装价格较为低廉的高性价比风扇。如先马游戏风暴等。
总结一下,从对温度和气流的影响程度来看,风扇的重要性排序依次是:散热塔体风扇>后方出风扇>上方出风扇>前方进风扇
而对风扇性能的要求则是:散热塔体风扇≥前方进风扇>上方出风扇>后方出风扇
根据这些原则,我们便能在有限的预算范围内,更合理、高效而科学地搭配风扇。
后记
看了这么多风扇,相信你也难免会有一个问题:小小的机箱散热风扇,为何会卖出数十乃至上百元的价格,成本究竟去哪里了?风量、风压等风扇的性能特性,是由什么来衡量的?
相信在下面这篇文章的内容里,有你需要的答案
这篇文章到这里就结束了。如果对本文内容与风扇选购有疑惑,随时欢迎与我交流!
如果你希望了解更多散热方面的内容,可以看看这些文章:
希望这些文章能帮到你!
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我打算前面板装3把Arctic P14双滚珠轴承风扇用于进风,看评测结论同样是14cm风压扇,Arctic P14噪音控制还是比银欣穿甲弹好。机箱后面板和上面板靠近后侧的两个风扇位我打算装3把利民G12风扇用于出风,形成一个常规的前下方进风后上方出风的机箱风道,箱体内部应该也是平衡压或者略微正压。我现在比较犹豫的是侧面主机板和电源仓上方的5个风扇位要不要配风扇,侧面主机板装风扇倒是应该没什么作用,但是电源仓上方装2把利民G12是不是可以吹下显卡,我显卡是7900XTX,高负载动辄上400w,发热量必定很大。我想看看大佬你的意见,同价位风扇型号选择和风扇布置我应该怎么样优化,还望不吝赐教。
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如果在散热器装了个性能远比 前面板风扇 强的散热器风扇,如追风者t30之类,我怕是负压还需要我再前面板配同等性能的风扇防止负压吃灰...
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合纵连横纵横捭阖
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我打算前面板装3把Arctic P14双滚珠轴承风扇用于进风,看评测结论同样是14cm风压扇,Arctic P14噪音控制还是比银欣穿甲弹好。机箱后面板和上面板靠近后侧的两个风扇位我打算装3把利民G12风扇用于出风,形成一个常规的前下方进风后上方出风的机箱风道,箱体内部应该也是平衡压或者略微正压。我现在比较犹豫的是侧面主机板和电源仓上方的5个风扇位要不要配风扇,侧面主机板装风扇倒是应该没什么作用,但是电源仓上方装2把利民G12是不是可以吹下显卡,我显卡是7900XTX,高负载动辄上400w,发热量必定很大。我想看看大佬你的意见,同价位风扇型号选择和风扇布置我应该怎么样优化,还望不吝赐教。
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