Ventiladors per pc - tot el que necessites saber

Veurem i explicarem pràcticament tot el que s'ha de saber sobre un ventilador per encertar sempre en la nostra compra. L'ús d'això està molt clar, són elements que gràcies a el gir d'una hèlix ia les seves altes revolucions, genera un corrent forçada d'aire que incideix directament sobre una superfície metàl·lica calenta. A causa d'una diferència de temperatura entre l'aire i l'element, part de la calor es traslladarà a l'flux, disminuint així la temperatura de l'dissipador i en conseqüència de la CPU, RAM, Targeta gràfica o en on el tinguem col·locat.

Índex de continguts

Com d'importants són els ventiladors en un PC

Doncs d'ells dependrà en part la bona refrigeració dels components. No cal dir que els components electrònics treballen a altes freqüències i amb fortes intensitats de corrent. Això al costat d'una superfície mínima provoca que les temperatures en ells es disparin necessitant així dissipadors. Al seu torn, aquests dissipadors són capaços d'agafar tota la calor que genera el xip i repartir-ho en una innombrable quantitat d'aletes de coure o alumini en ells. Per a què serveixen tantes aletes? Doncs perquè un flux d'aire forçat entre en elles i es porti tota la calor possible cap a l'ambient.

Si no hi ha ventiladors, la calor seguirà estant en el dissipador, i només passarà a l'aire en calma al voltant d'ell en molta menor quantitat a causa de la convecció natural. D'aquesta manera, el xip segueix acumulant temperatura, i el sistema per protegir-lo, baixa dràsticament el voltatge, al que anomenem Thermal Throttling, per així controlar la calor que genera. Així que el resultat és un equip més lent, més calenta i amb menys esperança de vida. ¿Convençut de la importància dels ventiladors?

L'efecte Joule Thomson

Segurament hagis col·locat un ventilador davant la teva cara alguna vegada, i faràs notat que l'aire que d'ell surt, és una mica més fresc que el propi de l'ambient. De fet, quant més gran sigui la velocitat de la mateixa més fred ens semblarà que és. Això es deu a l'efecte Joule-Thomson.

Aquest fenomen físic explica el procés en el qual la temperatura de l'aire disminueix o augmenta causa de la seva espontània expansió o compressió a entalpia constant. L'entalpia és bàsicament l'energia que el sistema (l'aire) intercanvia amb la resta de l'entorn. Si l'aire es comprimeix, llavors augmenta de temperatura, mentre que si s'expandeix disminueix la mateixa. Això es pot provar de forma molt fàcil: obre la boca i expulsa aire cap a la teva mà, veuràs que està calenta (uns 36, 5⁰C si no tens febre). Ara fes el mateix amb la boca gairebé tancada, veuràs que l'aire surt molt més fred, més fins i tot que l'aire ambient. Enhorabona! L'efecte Joule Thomson t'acompanya.

En un ventilador tenim dos fenòmens; a el passar per les hèlixs l'aire es comprimeix i augmenta la seva temperatura lleugerament, mentre que a l'ésser expulsat aquesta disminueix. Com més flux d'aire tingui un ventilador, més capacitat de refrigeració tindrà, ja que més energia intercanviarà amb l'entorn (el dissipador).

Diàmetres i tipus

diàmetres

Un factor molt important en l'elecció d'un ventilador serà el diàmetre de la mateixa i la seva configuració o tipus de funcionament.

Són dos factors molt senzills d'entendre. El primer es refereix a el gran que és el ventilador, com més diàmetre, més grans serà seves aspes i en conseqüència, major serà el flux d'aire que generi. No entrarem en aspectes tècnics com el tipus de flux, laminar o turbulent, però sí que un ventilador gran lent refrigerarà molt millor que un petit més ràpid.

En aquest punt el que realment ens interessa als usuaris, és que el ventilador que vam comprar entri en el nostre xassís o en el nostre dissipador per a això, el que haurem de fer és simplement anar-nos a les especificacions del nostre xassís i veure els diàmetres dels ventiladors que admet. Podran ser bàsicament de tres mesures: 120 mm, 140 mm i 200 mm. Són les mesures estàndard i les usades actualment excepte configuracions personalitzades. Si us plau, no fem servir ventiladors de 80 mm, són molt vells, bàsics i només fan soroll.

Quant als tipus de ventiladors, tenim els següents:

• Centrífugs o turbines: aquests ventiladors són els que s'utilitzen en els dissipadors de tipus blower. Les aletes que recullen l'aire estan col·locades totalment verticals a l'eix de gir, de manera que el flux d'aire es genera en una direcció de 90 ^o respecte a l'entrada, (entra horitzontal i surt de front). En general són ventiladors més silenciosos i eficients, però en electrònica no és la configuració més recomanada, ja que l'aire surt a menys velocitat i en menor pressió, així que recull poca calor.

Ventilador de turbina

• Axials: aquests són els ventiladors de tota la vida, els seus aspes col·locades de forma inclinada surten directament de l'rotor per generar un flux perpendicular a elles i sense variar la trajectòria. Són més sorollosos, i requereixen més potència, però la pressió d'aire i el flux és més gran, així que són més eficaços en dissipadors aletejats.

ventilador Axial

• Helicoïdals: és una variant dels ventiladors axials en els quals les aspes en lloc de ser rectes, estan corbades sobre si mateixes. Aquests ventiladors generen un gran flux d'aire a més baixa pressió, pel que són més silenciosos. Són ideals per ficar i treure aire dels xassís.

ventilador helicoïdal

Prestacions i característiques de ventiladors

Ara vegem més detalladament les principals característiques dels ventiladors de PC, ja que seran important de cara a la durabilitat i rendiment de la mateixa.

Disseny de les aspes i nombre

Ja hem vist com els ventiladors axials i els helicoïdals són molt similars, i només és qüestió de diferenciar el disseny de les seves aspes. Aquestes, són les encarregades de fer moure l'aire a l'adreça indicada i en aquest trajecte es produeix una acceleració de l'aire que es tradueix en soroll, el qual tracten els fabricants d'eliminar sigui com sigui.

La majoria d'aquests compten en el seu arsenal amb ventiladors d'aspes personalitzades, fins i tot amb estries en la part interior o alerons en la part posterior per evitar que la turbulència de l'aire es tradueixi en soroll. El nombre d'elles també serà important, ja que com més tinguem, més quantitat d'aire podran moure a més baixes revolucions, de manera que sempre cal buscar un equilibri entre tots dos.

rodaments

Els rodaments o coixinets són el mecanisme encarregat de permetre el moviment d'un ventilador a través del motor. En aquests ventiladors tan petits, l'eix de gir i les bobines elèctriques o estatores, normalment estan separades, normalment fixes aquestes últimes. Això és just el contrari a un motor normal, per exemple, els que fan servir les joguines. Amb aquesta fórmula el que s'aconsegueix és que l'eix tingui menys inèrcia a l'estar les bobines fixes i puguem ficar fluid dins el mateix per eliminar el so i maximitzar la durabilitat.

Aquests són els coixinets més utilitzats en els ventiladors de PC:

• Coixinet llis o de casquet (sleeve bearing): l'eix de l'ventilador té un coixinet llis amb revestiment i lubricació per facilitar la rotació. Les bobines formen un anell exterior de 4 o 6 segons el fabricant. Són bastant silenciosos, senzills de fabricar i amb una durada bastant bona d'unes 25.000-30.000 hores abans que el seu lubricació es degaste, el seu punt més fluix. Coixinet de rodament o boles (ball bearing): per millorar i eliminar aquest desgast a l'coixinet anterior d'es col·loquen boles lubricades, per així assegurar el contacte amb el cilindre de gir. Ofereixen una durabilitat major i suporten majors temperatures, però són una mica més sorollosos a causa de la fricció de les boles, les quals després d'un cop podrien moure i fallar. Coixinet de fluid (fluid dynaminc bearing): finalment, tenim el més complex de tots, el que utilitza una precámara d'oli pressuritzada al voltant de l'coixinet per maximitzar la durabilitat i la lubricació de la mateixa. Així mateix són molt silenciosos i ofereixen una vida mitjana de 150000 hores. Aquests són molt usats per Noctua.

RPM

Es tracta de les revolucions per minut a què gira un ventilador. Cada revolució és un gir complet de la mateixa, així que com més girs hagi en un minut, ja que més ràpid anirà i més flux d'aire generarà.

Tipus de connexió elèctrica

La forma de connectar el ventilador al nostre PC també és molt important. Potser us hagueu fixat que els ventiladors no sempre porten el mateix connector de corrent, uns ho fan a través d'una capçalera de 3 pins, altres amb una de 4 pins i fins i tot el més bàsics tenen una de dos pins al costat d'una Molex.

• Connexió Molex o LP4: és la més bàsica, dos conductors, positiu i negatiu, seran connectats a la part de la capçalera de la placa base corresponent o directament a una capçalera Molex de la PSU. Aquests reben un senyal elèctric comptant, de 5V o 12V, de manera que sempre giren als seus màximes RPM. Connexió DC: aquesta és molt habitual per ventiladors de gamma mitjana que vénen integrats en el xassís o connectats a microcontroladors bàsics. En aquesta ocasió tenim tres pins en lloc de dos, afegint un control de velocitat de rotació en funció de l'percentatge de tensió que entri en el motor. El control es realitza de forma analògica i permet interacció de l'usuari si el controlador és compatible. Connexió PWM: finalment tenim la més completa de totes, utilitzant 4 pins, és possible controlar el gir de l'motor mitjançant la modulació per amplada de pols (PWM). La tensió és generada per un senyal digital formada per polsos, com més densitat de polsos, més gran serà la tensió mitjana de sortida, ja gran velocitat girarà. Aquest sistema és molt útil per controlar el CFM de l'ventilador en funció de la potència consumida.

Flux d'aire i pressió estàtica Què és millor?

Després de veure les característiques bàsiques i construcció, és moment de veure les diferents mesures de rendiment dels ventiladors. Les que més apareixen sense dubte són el flux d'aire i la pressió estàtica del mateix.

El flux d'aire o cabal és la quantitat d'aire que circula pel ventilador. En mecànica de fluids es mesura en forma de cabal (Q), sent proporcional a la secció de conducte (S) ia la velocitat de l'aire (V), Q = S * V. Hi ha una altra mesura que s'usa molt per a aquest tipus de ventiladors digitals, el CFM o Cubit Feet per Minute o peus cúbics per minut, una mesura britànica. En aquest cas es mesura el cabal d'aire que passa per una secció per unitat de temps.

Per als que vulgueu passar-lo a unitats de sistema internacional aquesta és l'equivalència:

La pressió estàtica per la seva banda és la força que l'aire és capaç de fer sobre un objecte, diguem que és la potència en la qual l'aire surt de l'ventilador. Mentre major pressió estàtica, més difícil serà de trencar el flux d'aire. Es mesura en mmH2O o mil·límetre d'aigua.

Ara arriba l'important per a l'usuari, volem més fluix o més pressió? Doncs això depèn, però el millor és tenir tots dos. Al mercat hi ha ventiladors específics per a cada tipus de mesura, els de més aspes (9 o més) tenen un major CFM, mentre que els de menys aspes, però més amples (8 o menys) és s'especialitzen en mmH2O. Quan en una marca, per exemple Corsair, vegis la sèrie SP o AF significarà que són "Static Pressure" o "Air Flow".

Els ventiladors AF estan més orientats al seu ús en els xassís per ficar i treure aire, ja que major flux ens permet renovar més aire de l'interior de l'habitacle. D'altra banda, els ventiladors SP els recomanen per dissipadors i radiadors per ser capaços de retirar més calor de la superfície. La pràctica diu que com més alts siguin els dos paràmetres, millor serà el ventilador, així que en igualtat de CFM, agafeu el ventilador amb major mmH2O, i si el mmH2O varien només una unitat, agafeu el de major flux. Per exemple:

soroll

El soroll que genera un ventilador depèn en part dels paràmetres anteriors i també de l'tipus de rodament intern que tingui. Com més RPM, més soroll perquè més aire circula. Els ventiladors amb coixinet d'oli són els més silenciosos.

El soroll generat es mesura en Decibels (dB), encara que normalment ho veiem amb una A davant (dBA). Això vol dir que el valor ha estat ponderat per ajustar-se a la capacitat auditiva humana. El dB abasta totes les freqüències sonores disponibles, mentre que el dBA s'ajusta a la franja de 20 - a 20.000 Hz que escolta l'ésser humà.

Ventiladors amb il·luminació RGB

Part ja fonamental dels ventiladors és l'incloure sistemes d'il·luminació RGB. Per descomptat tenir RGB augmenta dràsticament totes les prestacions de l'ventilador (broma). En tot cas no podem negar que a tots ens crida l'atenció el RGB, i volem que el nostre xassís sigui el millor de tots.

En el panorama actual gairebé tots els fabricants compten amb les seves pròpies tecnologies d'il·luminació, amb LED que són capaços de donar fins a 16, 7 milions de colors. El més important és tenir un sistema que ens permet personalitzar a través d'un programari, així que hem d'assegurar que siguin ARGB (Addressable RGB) amb capçaleres de 4 pins.

Com aconseguir el millor flux d'aire en un xassís

Finalment estudiarem d'una manera ràpida i donarem alguns consells sobre com aconseguir el millor flux d'aire en un xassís. Moltes vegades no es tracta de quantitat de ventiladors, sinó de la seva qualitat o el ben posats que estiguin. Essencialment podem generar tres tipus de fluxos d'aire en un xassís; el flux horitzontal, el flux vertical i el flux mixt. Tinguem sempre en compte que l'aire calent pesa menys que el fred, així que tendirà sempre a anar-se'n cap amunt.

flux vertical

El vam crear ficant aire des de la base de l'xassís i traient-lo per dalt. Aquest seria el flux més òptim de tots ja que facilitem la circulació d'aire a l'màxim. El problema és que pocs xassís estan oberts per sota, per portar les cobertes per a PSU que l'aïllen de l'compartiment central. L'important és saber que els ventiladors superiors sempre han de treure aire, i els de baix ficar-lo.

flux horitzontal

D'altra banda, tenim les torres que estan tancades tant per sota com per dalt. En aquest cas hi ha un panell de ventiladors al frontal que estarà obert o semi obert. Aquests sempre hem col·locar-los perquè fiquin aire, mentre que a la part del darrere tindrem un altre ventilador que tregui tot aquest aire.

L'ideal hauria de ser usar ventiladors amb un gran CFM perquè l'aire calent no es quedi a la part superior estancat, especialment el cul.

flux mixt

Aquests xassís són de llarg els més habituals en l'actualitat. Tenen la zona inferior tancada amb la coberta de l'la PSU, però tant el frontal com la part superior estan obertes, així com la part de darrere.

De nou l'ideal serà posar ventiladors que fiquin aire al frontal, i deixar la part del darrere i superior per expulsar l'aire calent. És un flux horitzontal però ajudat per una part super molt oberta i ideal per a radiadors de refrigeració líquida.

Conclusió i guia amb els millors ventiladors per a PC

Si us semblava que comprar un ventilador no tenia molts secrets, aquí us hem demostrat que també té el seu què. No hem d'infravalorar la seva importància en un PC, especialment si tenim maquinari molt potent o tenim un xassís de mala qualitat. Les altes temperatures poden causar estralls en els nostres components. Ara us deixem amb la nostra guia.

Quants ventiladors uses en el teu xassís i de quina mida són? ¿T'havies parat mai a pensar per què hi ha tants models de ventilador en el mercat?