淺談散熱風(fēng)扇:合理組合搭配
“散熱”一向是玄學(xué)眾多的領(lǐng)域。而關(guān)于如何合理地搭配散熱風(fēng)扇,更往往是DIY新人們所面臨的問題:一些行家老手們往往會提到“風(fēng)量”與“風(fēng)壓”等等詞匯,令人云里霧里。
相信大家都有著這些疑問:究竟如何合理地搭配散熱風(fēng)扇,以在性價比與性能間取得平衡?究竟哪些地方需要風(fēng)壓,而哪些領(lǐng)域需要風(fēng)量?
在這篇文章里,我就將深入分析不同風(fēng)扇位置的特點(diǎn),及其對風(fēng)扇性能的需求。希望能解開你的疑惑。
風(fēng)扇的意義?
對于一把散熱風(fēng)扇而言,最重要的用途是將其轉(zhuǎn)動的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為空氣的動能。這里就需要引入“熱對流”的概念。
散熱是需要空氣的對流來完成的,根據(jù)估算熱對流時使用的公式:
熱流量=(對流傳熱系數(shù))×物體表面積x物體表面同流體的溫度差

不難得知,在其他條件相同的情況下,“對流傳熱系數(shù)”將直接決定熱流量的大小。相比自然對流,強(qiáng)制對流往往能將“對流傳熱系數(shù)”增大5倍以上。
而散熱風(fēng)扇就是通過帶動空氣,形成強(qiáng)制對流。以增大對流傳熱系數(shù)的方式,快速帶走散熱器上的熱量。
風(fēng)扇的合理分配?
作為散熱的重要一環(huán),風(fēng)扇的重要性毋庸置疑。然而,位于不同位置的風(fēng)扇,其造成的性能影響也有所不同。
與其“多而雜”,將機(jī)箱塞滿風(fēng)扇,寧可“少而精”,在重點(diǎn)位置安裝最合適的風(fēng)扇。唯有合理地搭配風(fēng)扇布局,才能將有限的預(yù)算用在刀刃之上,并將不必要的噪音降到最低。
散熱器風(fēng)扇
一切的重中之重,自然是CPU散熱塔與水冷排上的風(fēng)扇。作為散熱器的氣流之源,它們會直接而顯著地影響處理器的溫度,并且也是最主要的噪音來源。
由于要面對層層鰭片的阻力,散熱器風(fēng)扇對性能的要求很高,它們的能力直接決定著散熱潛力的發(fā)揮。因此,應(yīng)當(dāng)將最好的風(fēng)扇搭配于散熱塔體之上,以最大限度地提升散熱表現(xiàn)。

而具體到散熱器上不同位置的風(fēng)扇,其搭配也有一定講究:
對單塔散熱器和冷排而言,應(yīng)將轉(zhuǎn)速較高的風(fēng)扇布置在塔體前方,而在后方安裝低轉(zhuǎn)速的風(fēng)扇。
原因在于,后方風(fēng)扇會受制于散熱塔體阻礙。如果后風(fēng)扇轉(zhuǎn)速大于前風(fēng)扇,前方的風(fēng)扇將無法為其提供足夠多的氣流。
阻力增大、進(jìn)氣不足,后風(fēng)扇將出現(xiàn)近似“窒息”的情況,拖低其同轉(zhuǎn)速下的效率,并徒增噪音。轉(zhuǎn)速越高,這一問題越明顯。

此外,在進(jìn)風(fēng)方向有遮擋時,風(fēng)扇的噪音都會不可避免地增大,甚至可能產(chǎn)生風(fēng)切聲。因此,如果追求更好的噪音表現(xiàn),可將后風(fēng)扇同塔體留出一定距離。
貓頭鷹建議為U14S的后風(fēng)扇搭配較厚的防振墊片,就是出于這樣的考量。

而對雙塔散熱器來說,應(yīng)將直徑較大的風(fēng)扇布置在中央,而在前后方安裝直徑較小的風(fēng)扇。
最主要的問題自然是內(nèi)存兼容性,但這也是基于雙塔散熱器設(shè)計的最佳做法。直徑較大的風(fēng)扇擁有更大的迎風(fēng)面積,投影超出散熱塔體的它們不易受氣流不足影響。
此外,中央風(fēng)扇的進(jìn)風(fēng)面,應(yīng)盡可能地與前塔體保持一定距離。這不僅是為風(fēng)扇留出進(jìn)氣空間,更是因為在進(jìn)風(fēng)方向有遮擋時,風(fēng)扇的噪音都會不可避免地增大,乃至產(chǎn)生風(fēng)切聲。
一個著名的設(shè)計反例就是舊款大霜塔,它的塔體間距僅為26mm,而常規(guī)風(fēng)扇的厚度則為25mm+。因此,中央風(fēng)扇有多么靠近前塔體,可想而知。

由于沒有對此細(xì)節(jié)進(jìn)行處理,導(dǎo)致大霜塔的中央風(fēng)扇常常會發(fā)出刺耳的噪音,這也導(dǎo)致大霜塔的靜音風(fēng)評不佳。
所幸,九州風(fēng)神已經(jīng)意識到了錯誤,在新款大霜塔上做出了改變。如今,大霜塔的塔體間距顯著增加,有效緩解了這一問題。

然而,正如黑格爾所言:“人類從歷史中學(xué)到的唯一教訓(xùn),就是沒有從歷史中吸取到任何教訓(xùn)。”九州風(fēng)神已意識到并改正了錯誤,但類似的問題不斷地在后來者身上重演。
由于雙塔散熱器的塔體很薄,因此更偏向于風(fēng)量取向的風(fēng)扇。而單塔散熱器中不乏較厚的型號,需要風(fēng)扇具備很均衡的性能。
水冷排擁有最密集的鰭片,因而也有最大的阻力,對風(fēng)扇的風(fēng)壓表現(xiàn)提出了高要求。關(guān)于具體的信息,可以看看這篇文章:
出風(fēng)扇
和散熱器風(fēng)扇同樣重要的,是機(jī)箱后方與上方的出風(fēng)扇。它的用途在于散熱器上的熱量接力排出,防止熱量在機(jī)箱內(nèi)堆積的同時,兼顧主板供電區(qū)域的散熱。

一般而言,由于沒有防塵網(wǎng)、裝飾面板的阻礙,后方出風(fēng)口的阻力很小,因此對風(fēng)扇的性能要求不高,但對散熱意義重大。
但上方的出風(fēng)位置就不那么樂觀了。從理論上說,出風(fēng)扇的位置幾乎不需要防塵。但隨著機(jī)箱廠商越來越多地在機(jī)箱上方設(shè)計防塵網(wǎng),上出風(fēng)扇所面對的阻力也隨之增加。

因此,上方出風(fēng)扇應(yīng)略有一定的風(fēng)壓性能。于此同時,它對性能的影響也小于后方的出風(fēng)扇。
請盡可能地安裝后方出風(fēng)扇,而上方出風(fēng)扇則是可選項目。出于噪音的考慮,后方出風(fēng)扇的位置應(yīng)主要搭配最大轉(zhuǎn)速較低、同轉(zhuǎn)風(fēng)量較大的風(fēng)扇,風(fēng)扇尺寸盡可能大。如果預(yù)算實在有限,也可以使用機(jī)箱自帶的風(fēng)扇作出風(fēng)。
進(jìn)風(fēng)扇
隨后是機(jī)箱的前方進(jìn)風(fēng)風(fēng)扇。前方進(jìn)風(fēng)風(fēng)扇能為機(jī)箱源源不斷地提供新鮮空氣,進(jìn)一步減少機(jī)箱內(nèi)熱量的堆積。如果機(jī)箱內(nèi)有機(jī)械硬盤等設(shè)備,還能為其提供散熱。

除此以外,前進(jìn)風(fēng)風(fēng)扇還有一個重要用途:維持機(jī)箱正壓差。
當(dāng)機(jī)箱的出風(fēng)量大于進(jìn)風(fēng)量時,機(jī)箱內(nèi)的氣壓將低于外界,處于負(fù)壓狀態(tài)。此時,空氣將從一切可能的縫隙涌入機(jī)箱。雖然這客觀上有利于散熱,但也繞過了防塵網(wǎng),帶來了大量灰塵。
對于體積狹小、風(fēng)道緊湊,且做工精良、縫隙較少的ITX、MATX小型機(jī)箱來說,負(fù)壓或許是利大于弊的。但對大多數(shù)ATX乃至EATX機(jī)箱而言,負(fù)壓帶來的收益往往比不上快速積塵的煩惱。
在設(shè)置大量進(jìn)風(fēng)扇后,機(jī)箱內(nèi)部變?yōu)楦邏簠^(qū)。此時,氣流只能通過有濾網(wǎng)的前面板進(jìn)入,有效減輕了機(jī)箱內(nèi)的積灰。
然而,有不少機(jī)箱并沒有開設(shè)直接的前進(jìn)風(fēng)網(wǎng)孔,而是采用側(cè)邊進(jìn)氣的手段。這樣的設(shè)計大大增加了進(jìn)風(fēng)阻力,為風(fēng)扇帶來了挑戰(zhàn)。此時的進(jìn)風(fēng)位置,可能是全機(jī)箱內(nèi)對風(fēng)壓要求最高的位置了。

但是,同為強(qiáng)調(diào)風(fēng)壓的性能取向,進(jìn)風(fēng)扇旨在遠(yuǎn)距離上獲得集中的氣流,這與強(qiáng)調(diào)“近距離克服高阻力”的散熱器要求大相徑庭。這也讓特化的進(jìn)風(fēng)扇往往不適合散熱器用途。
在散熱器上表現(xiàn)羸弱的銀欣“穿甲彈”,正是進(jìn)風(fēng)特化扇的代表。

前進(jìn)風(fēng)扇無法如出風(fēng)扇、塔體風(fēng)扇那樣顯著地降低處理器溫度,但它不僅有利于整體風(fēng)道、為機(jī)械硬盤等部件散熱,更對防止積灰意義重大。
其它風(fēng)扇
最后,是機(jī)箱的上/下方的進(jìn)風(fēng)扇。對非垂直風(fēng)道的機(jī)箱而言,它們主要用于有針對性地提供散熱。

若超頻后的內(nèi)存溫度較高,可以考慮在內(nèi)存上方增設(shè)進(jìn)風(fēng)扇。如果顯卡的發(fā)熱量不俗,也可在顯卡的下方、前方等位置,安裝額外的進(jìn)風(fēng)風(fēng)扇。
這些位置的風(fēng)扇性能需求因人而異。如果預(yù)算有限且要求不高,可以考慮安裝價格較為低廉的高性價比風(fēng)扇。如先馬游戲風(fēng)暴等。
總結(jié)一下,從對溫度和氣流的影響程度來看,風(fēng)扇的重要性排序依次是:散熱塔體風(fēng)扇>后方出風(fēng)扇>上方出風(fēng)扇>前方進(jìn)風(fēng)扇
而對風(fēng)扇性能的要求則是:散熱塔體風(fēng)扇≥前方進(jìn)風(fēng)扇>上方出風(fēng)扇>后方出風(fēng)扇
根據(jù)這些原則,我們便能在有限的預(yù)算范圍內(nèi),更合理、高效而科學(xué)地搭配風(fēng)扇。
這篇文章到這里就結(jié)束了。如果對本文內(nèi)容與風(fēng)扇選購有疑惑,隨時歡迎與我交流!