فن کیس

فن کیس چیست

فن کیس که به آن فن سیستم هم می گویند، در داخل فضای کیس کامپیوتر قرار دارد که به جلو یا پشت کیس آن متصل است. این فن ها به ورود هوای خنک به داخل بدنه و خروج هوای گرم از کیس کمک می کنند.

آنها در اندازه های مختلف موجود هستند، اما 80 میلی متر، 92 میلی متر و 120 میلی متر (12 سانتی متر) با عرض 25 میلی متر رایج ترین انواع آن هستند.در ادامه به مطالبی در مورد این فن ها می پردازیم.

چرا یک فن کیس کافی نیست؟

پاسخ کوتاه این است که یک فن برای جلوگیری از داغ شدن بیش از حد کامپیوتر شما کافی نیست. خنک کرده کیس به ظاهر آسان است ولی حتما باید به نکات ریز دیگر توجه کرد.

سازنده کیس این کار را به شما واگذار می‌کند زیرا کامپیوترهای شخصی سفارشی نه تنها پیکربندی‌های اجزای بسیار متفاوتی دارند، بلکه جهت‌گیری فیزیکی فن‌های خنک‌کننده نیز از یک کیس به کیس دیگر متفاوت است.

عملکرد محاسباتی به طور مستقیم با تعداد وات و قدرتی که می توانید از طریق CPU و GPU بگیرید مرتبط است. بیشتر این نیرو به صورت گرما دفع می شود. در صورتی که نتوانید این گرما را به طور موثر از اجزای خود حذف کنید، عملکرد کلی رایانه شخصی به شدت محدود می شود.

این یک مشکل است زیرا کامپیوترهای شخصی با یک فن کیس از نظر عملکردی بسیار داغ می شود. بنابراین، انتخاب پیکربندی مناسب فن کیس برای کامپیوترهای گیمینگ یا دستگاه ویرایش ویدیوی شما تأثیر قابل توجهی بر فضای حرارتی موجود دارد.

رایانه‌ای که خنک کار می‌کند به CPU و GPU اجازه می‌دهد تا به سرعت توربو کلاک بالاتری برسند و در عین حال آنها را برای مدت طولانی‌تری حفظ کنند.

فن کیس چگونه کار می کند؟

دانستن ساختار اولیه یک فن معمولی کیس کامپیوتر و درک مشخصات آن باعث می شود به راحتی بتوانید فن کیس ایده آل و مناسب خود را انتخاب و استفاده کنید. فن های کامپیوتر از طراحی محوری یا گریز از مرکز استفاده می کنند.

هواکش های محوری هوای ورودی و خروجی را در امتداد محور چرخشی پره ها خارج می کنند، در حالی که فن های گریز از مرکز هوا را عمود بر محور چرخش خارج می کنند.

از آنجایی که رایانه‌های رومیزی منحصراً از فن‌های محوری استفاده می‌کنند، بنابراین آنچه بحث می کنیم بیشتر فن های محوری هستند.

یک فن محوری معمولی از سه قسمت اصلی شامل، هاب، تیغه ها و قاب تشکیل شده است. تیغه و قاب قطعات پلاستیکی ساده ای هستند، اما هاب گران ترین و مهم ترین اجزا مانند موتور، بلبرینگ ها و لوازم الکترونیکی را در خود جای می دهد. این نوع فن ها با چرخش فن ها با سرعت بالا جریان هوا ایجاد میکنند.

حجم جریان هوای تولید شده به سرعت/گشتاور موتور، بازده آیرودینامیکی تیغه ها و عوامل متعدد دیگر بستگی دارد.اگر به دنبال فن کیس هستید، باید بدانید قطعات گفته شده چگونه قیمت و کیفیت آنها را تعیین می کنند.

مهمترین مشخصات فن کیس

بیایید نگاهی به مشخصات مختلف فن کیس ها بیندازیم.

بهینه سازی جریان هوا و فشار استاتیک

عملکرد فن توسط دو معیار مجزای متقابل جریان هوا و فشار استاتیک تعیین می شود. اولی مقدار هوای جابجا شده توسط یک فن را در یک زمان معین اندازه گیری می کند که معمولاً بر حسب فوت مکعب در دقیقه (CFM) بیان می شود.

هرچه جریان هوای یک فن بالاتر باشد، حجم هوای بیشتری می تواند حرکت کند، که تأثیر مثبتی بر عملکرد خنک کننده دارد.

وقتی می خواهید هوای گرم را از کیس خارج کنید، فن با جریان هوای بالاتر مناسب است. مسیری که هوا هنگام خروج از کیس طی می کند، در این پیکربندی کاملاً بدون مانع است.

حال تصور کنید که همان فن برای ورود هوای سرد از طریق رادیاتور مایع خنک‌شده استفاده ‌شود. رادیاتور ضخیم با ساختار باله متراکم خود مقاومت قابل توجهی در برابر جریان هوا نشان می دهد.

اگر بخواهید از فن با جریان هوای بالا برای خنک کردن رادیاتور استفاده کنید باید بگوییم به شدت ضعیف عمل می‌کند، زیرا شبکه رادیاتور محدودکننده به یک فن نیاز دارد که فشار استاتیکی بالاتری ایجاد کند تا هوا را از میان آن عبور دهد.

چنین فن هایی دارای هندسه تیغه های تخصصی هستند که جریان هوای کمتری دارند اما فشار استاتیکی بیشتر دارند که با پاسکال (pa) یا میلی متر آب(mm H2O) اندازه گیری می شود.

بهتر است از فن‌های با فشار استاتیک بالا برای کیس هایی که تراکم اجزای داخلی آنها بالاتر دارند که معمولاً در کیس های کوچک مانند رایانه‌های شخصی mini-ITX دیده می‌شود، استفاده شوند.

این فن ها برای عبور هوا از طریق رادیاتورهای ضخیم و خنک کننده های هوای CPU با باله های متراکم مناسب هستند.

اندازه فن کیس

اندازه یک فن محوری بر حسب میلی متر بیان می شود و تقریباً برابر با طول قاب یا قطر پره های فن است. این گزینه بر مقدار هوای رانده شده توسط فن تأثیر می گذارد که به نوبه خود به دو عامل اصلی یعنی سطح پره ها و سرعت چرخش آنها بستگی دارد.

فن های بزرگتر از نظر فنی باید جریان هوای بیشتری را به دلیل مساحت سطح بیشتر پره ها ایجاد کنند، اما وزن اضافی و کشش آیرودینامیکی نیز باعث افزایش جریان و مصرف انرژی می شود.

به همین دلیل است که فن‌های بزرگ‌تر طوری طراحی شده‌اند که آهسته‌تر بچرخند تا تقریباً همان مقدار جریان هوا را به اندازه یک فن کوچکتر با همان میزان مصرف برق ارائه کنند.

اکثر فن‌های کیس کامپیوترهای شخصی برای به حداکثر رساندن توان مصرفی از هدر فن‌های استاندارد مادربرد استفاده می کنند، بنابراین صرف نظر از اندازه فیزیکی آن‌ها، وات کل در انواع اندازه فن کم و بیش ثابت می‌ماند.

جای تعجب نیست که یک فن معمولی 200 میلی متری با حداکثر 800 دور در دقیقه می چرخد ​​تا تقریباً همان مقدار جریان هوا را به اندازه یک فن 120 میلی متری که در محدوده 2000 دور در دقیقه کار می کند ارائه دهد.

به عنوان یک قاعده کلی، فن های بزرگتر به دلیل سرعت چرخش پایین تر، نسبت به پسرعموهای کوچکترشان، آرام تر هستند. می‌توانید فن‌های ویژه‌ای را پیدا کنید که با سرعت‌های بالاتر کار می‌کنند، اما این فن‌ها قدرت بیشتری را جذب می‌کنند و به کنترل‌کننده‌های فن اختصاصی با ارائه توان قوی‌تر نیاز دارند.

ضخامت فن

همچنین بر حسب میلی متر، ضخامت فن دومین مجموعه اعدادی است که در کنار اندازه فن بیان می شود. در فضای کامپیوترهای رومیزی، ضخامت فن معمولاً بین 10 تا 40 میلی متر است.

یک فن ضخیم‌تر به دلایل مختلفی جریان هوای بیشتری را در مقایسه با همتای نازک‌تر خود با همان اندازه ارائه می‌کند.

طراحی فن‌های ضخیم‌تر به گونه ای است که پره های آن دارای زاویه تندتر هستند، که به آنها اجازه می‌دهد تا در هر چرخش مقدار بیشتری هوا جذب کنند. با افزایش عمق سطح تیغه و مکش فن افزایش و در نهایت فشار استاتیک بالاتری ظاهر می شود.

انواع بلبرینگ فن کیس

نوع بلبرینگ مورد استفاده در فن کیس هزینه، طول عمر و صدای کارکرد آن را تعیین می کند.ارزان‌ترین فن‌ها از بلبرینگ‌های غلافی استفاده می‌کنند که شامل یک محور فولادی است که در داخل یک غلاف برنجی نرم‌تر می‌چرخد.

این بلبرینگ ها هنگام استفاده برای اولین بار بی صداتر هستند اما با گذشت زمان پر سر و صدا می شوند. علاوه بر این زودتر و به صورتی ناگهانی از کار می افتند و می شکنند. فن های بلبرینگ غلافی فقط در جهت عمودی قابل استفاده هستند. نصب آنها به صورت افقی در جهت بالا یا پایین منجر به خرابی زودرس می شود.

فن های بلبرینگ دوبل از بلبرینگ های سنتی در امتداد انتهای جلو و عقب شفت استفاده می کنند. این طراحی اصطکاک را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد تا عمر طولانی‌تر شود و امکان استفاده از فن در هر جهتی را فراهم می‌کند.

مشکل صدای فن کیس

تنها نقطه ضعف این فن ها صدای بیشتر آنها در مقایسه با بلبرینگ های غلافی است. انواع تک بلبرینگ آنها از یک بلبرینگ غلافی برای انتهای دیگر شفت استفاده می کنند و به اندازه انواع بلبرینگ دوبل قابل اعتماد نیستند.

بلبرینگ دینامیک سیال قابلیت اطمینان طراحی بلبرینگ دوبل را با نویز کم تکنولوژی بلبرینگ غلافی ترکیب می کند. این فن ها اساساً یک بلبرینگ شیاری اصلاحی هستند.

این طراحی ترکیبی از نیروهای چرخشی ذاتی فن و اثر هیدرواستاتیکی روان کننده برای ایجاد میدان فشاری است که باعث تثبیت قطعات متحرک و حذف اصطکاک می شود. چنین فن هایی در حالی که از همه جهت ها پشتیبانی می کنند، دوام بیشتری دارند. تنها نقطه ضعف آنها قیمت بالای آنهاست.

با این حال، بلبرینگ‌های دینامیک سیال تنها شامل طرح‌های هیبریدی مبتنی بر بلبرینگ‌های غلافی نیستند. بلبرینگ های Maglev Sunon و SSO Noctua این طراحی را با استفاده از آهنربا برای تثبیت و کاهش اصطکاک بهبود می بخشند. هر دو بلبرینگ به دلیل عمر طولانی و سطح سر و صدای کم خود مشهور هستند.

PWM و کنترل سرعت فن مبتنی بر ولتاژ

کنترل سرعت هوشمند مبتنی بر ریزپردازنده یکی از مزایای اصلی اتصال فن ها به مادربردهای رایانه شخصی قدرتمند است. بر خلاف فن‌های DC معمولی که فقط از دو سیم استفاده می‌کنند – یکی برای VCC (قدرت) و دیگری برای زمین – ساده‌ترین فن‌های کیس کامپیوتر یک سیم اضافی برای سیگنال سرعت سنج دارند که سرعت چرخش فن را با استفاده از سنسور اثرهال روی برد رله می‌کند.

این فن های کیس سه پین، ​​به کامپیوتر اجازه می دهد تا سرعت فن را حس کرده و آن را تعدیل کند تا تعادل سالمی بین خنک کننده و عملکرد بی صدا برقرار کند. سرعت فن با تغییر ولتاژ در چنین طرح هایی تنظیم می شود.

در حالی که این کار برای سرعت های بالاتر خوب عمل می کند، کاهش ولتاژ به منظور رسیدن به سرعت فن پایین تر تأثیر منفی بر عملکرد فن ها خواهد داشت.

فن‌های گران‌تر با اضافه کردن یک سیم اضافی برای سیگنال PWM (مدولاسیون عرض پالس) این مشکل را حل می‌کنند. چنین فن هایی ولتاژ ثابتی را حفظ می کنند، اما سرعت با روشن و خاموش کردن سریع فن چند بار در ثانیه با استفاده از مدارهای سوئیچینگ فرکانس بالا تغییر می کند. البته با توجه قطعات مصرفی شما باید هزینه بیشتری نیز پرداخت کنید.

حالا که نکات مهم را در مورد خود فن ها گفتیم بیایید چند نکته دیگر را بررسی کنیم.

جهت گیری بهینه فن

حال که نحوه انتخاب فن را بررسی کردیم، در ادامه به نکاتی درباره نصب صحیح فن ها در داخل کیس میپردازیم. اساسی ترین قانونی که باید به خاطر بسپارید این است که مطمئن شوید جریان هوا در سراسر کیس را از یک نقطه به نقطه دیگر هدایت می کنید.

جهت مهم نیست شما می توانید هوا را از پشت کیس گرفته و آن را از جلو تخلیه کنید و تا زمانی که در حین بازی فضای داخل کیس خیلی گرم نشود، هر نوع قرارگیری فنی عملکرد خوبی خواهد داشت. تنها استثنا زمانی وجود است که بخواهید هوا را به صورت عمودی هدایت کنید.

هوای گرم به طور طبیعی بالا می‌آید، بنابراین مبارزه با فرآیند طبیعی همرفت هیچ فایده ای ندارد.

با این حال، دیده می شود گاهی اوقات فن ها را به گونه ای نصب می کنند که دقیقاً مقابل یکدیگر کار می کنند که اصلاً شیوه مناسبی نیست. این مورد برای فن های خروجی تأثیر منفی ندارد، اما اگر دو فن ورودی را در دو طرف مقابل بدنه قرار دهید، جریان های هوای مخالف با هم برخورد می کنند.

که با ایجاد جریان متلاطم هوای گرم داخل کیس به گردش در می آید. همانطور که قبلا توضیح دادیم، از فن های بهینه شده با فشار استاتیک برای ورود یا کشیدن هوا از طریق رادیاتور استفاده کنید.

اگر کیس شما به خوبی تهویه نمی شود (جلو شیشه ای ) یا به شکل دیگری کوچک و/یا داخل آن شلوغ است، بهتر است از فن های بهینه فشار استاتیک برای نقاط ورودی هوا استفاده کنید.

بهینه سازی فشار هوا

توصیه می کنیم حداقل از سه فن مورد نیاز برای کاربردهای پر فشار استفاده کنید. تعداد مواردی که برای خروجی و ورودی استفاده می کنید تعیین می کند کیس شما دارای پیکربندی فشار هوای مثبت یا منفی است.

کیسی که از فن های ورودی بیشتری نسبت به فن های خروجی استفاده می کند، فشار هوای داخلی مثبت را تجربه می کند، فقط به این دلیل هوای ورودی بیش از هوای خروجی است.

در این مورد فشار بیش از حد هوا منجر به خروج هوا از هر گوشه و شکافی می شود که مانعی طبیعی در برابر گرد و غبار ایجاد می کند. این یک ویژگی بسیار مطلوب است.

با این حال، دستیابی به یک تنظیم فشار مثبت همیشه امکان پذیر نیست. پس بهترین گزینه خارج کردن گرما از کیس هایی که تهویه مناسبی ندارند با استفاده از فن های خروجی بیشتر است. البته با این کار از گرم شدن بیش از حد جلوگیری می کند ولی گرد غبار بیشتری نیز جذب می کند.

فقط با بهینه سازی فشار منفی یا مثبت زیاده روی نکنید. شما در حالت ایده آل می خواهید برای حفظ فشار مثبت، تعداد فن های ورودی را با یک سوگیری جزئی نسبت به مصرف متعادل کنید. در پایان روز، برقراری جریان هوای ساده در داخل کیس از اهمیت بیشتری برخوردار است.

راهنمای انتخاب فن کیس کامپیوتر

انتخاب فن‌های کیس کامپیوتر می‌تواند بسیار سخت باشد. بدون شک باید موارد زیادی را در نظر داشته بگیرید، فقط به یاد داشته باشید که حفظ جریان هوای خنک در یک جهت مهمترین چیز است و چیز دیگری اشتباه نخواهید کرد.