小風扇的大學問 小編淺談散熱風扇常識

2020-12-06 中關村在線

  被動式散熱器不會發出噪音,靜音效果自然比所有的主動式散熱器出眾,但是它在散熱效果上會與後者有很大的差距。熱管的加盟讓被動散熱器的散熱效果更進了一步,但是仍沒有達到主流用戶的散熱標準。市面上已經出現了單純的熱管被動CPU散熱器,如Tt的mini Tower、酷冷至尊的Hyper 6+,這些昂貴的熱管散熱器依然要留有風扇安裝孔位,來滿足大功耗CPU的散熱。



Tt schooner顯卡散熱器

  舉個例子,Tt曾經推出一款經典的帆船schooner顯卡散熱器,採用了雙熱管被動式散熱。這款產品使用在6800GT核心的顯卡上以後,核心溫度比原裝主動式散熱器高了2度,而且這款產品售價為390元,比原裝的風扇高出200餘元。

  市面上的主動式散熱器種類數以千計,而被動式散熱器只有寥寥數款,數量上面又拉開了很大的差距。

  綜上,被動式散熱器雖然是未來發展的方向,但是現在依然是主動式散熱器的天下。說到主動散熱器不得不提一下主動式與被動式的關鍵區分點:風扇。現在風扇的身影在電腦裡到處可見,隨手拆開一臺電腦的側板就可以看到至少一個風扇。


今天風扇是主角

  小小的風扇裡蘊含著深奧的學問,今天小編就淺顯地向大家介紹一些電腦散熱器上用得著的風扇知識。

參數


風扇參數示例

  首先得會讀懂風扇的參數,正規廠商生產的散熱器在包裝的背部一般都會有該產品的規格參數。小編以酷冷至尊的Hyper7為例,向大家介紹風扇的常規參數。

  第一個是風扇尺寸,主要標示了風扇的大小一般以mm為單位。

  第二散熱片尺寸,寫得是散熱片的體積,與我們今天的風扇並無關係。

  第三行是額定電壓,是風扇在穩定運行下的電壓指數,市場上常見的直流風扇電壓普遍為12V。風扇轉速單位為rpm(轉每分),這是風扇一個比較重要的參數,大轉速表明可以帶來大風量。

  風量,衡量一個風扇能力的一個最直觀的重要指標,單位為CFM標示的是立方英尺每分。

  噪音值是大家關心的又一個重要指數,雖然與散熱無關,可也左右著用戶的選購,單位是dBA(分貝)。

  軸承是風扇的靈魂部件,在下文中將有詳細介紹。

  使用壽命,就是字面的意思,並沒有什麼太深奧的東西。

  接頭,是一個風扇上比較重要的細節部件,容易被大家所忽略。

  工作電壓範圍,就是指風扇可以正常運行的電壓區間,一般與DIY自製風扇調速器有關,經過調速器調整的電壓需要在指定範圍內,風扇才可以正常轉動。

第二頁:尺寸和軸承

尺寸



三個不同尺寸的風扇

  風扇的尺寸有兩種度量規格,一種是使用體積,如80*80*20mm,這種表示方法為長*寬*高,這種方法在風扇的參數表中用得比較多。就是根據風扇尺寸的直徑,一般來說與風扇的體積參數中的長和寬相等。我們平時去櫃檯購買風扇時就使用後一種表示方法,因為它比較簡單明了,如「老闆,給我拿一個8cm的風扇」。

產品轉速尺寸風量
Tt A19072000rpm80mm27.8CFM
Tt A19252000rpm92mm37.5CFM
Tt A19292000rpm120mm78CFM
相同轉速的同款式風扇風量與尺寸成正比

  尺寸對風扇的風量有很大的影響,同等轉速下大尺寸的風扇產生的風量遠比小尺寸的要大得多。換句話說,得到相同的風量,大尺寸的風扇轉速可以比小尺寸的小很多,這樣可以有效地減小噪音。


14英寸巨型CPU散熱風扇

  目前常見的機箱風扇尺寸有8cm、9.2cm和12cm;CPU風扇的尺寸就更加多種多樣,有6cm、7cm、8cm、9.2cm、12cm,甚至有的用上了14cm的大尺寸風扇;傳統吸風型電源使用的風扇一般是8cm的尺寸,新近流行的底部吸風型的風扇一般為12cm,也有14cm的,如Tt的Tough Power系列電源。顯卡上用的風扇尺寸都比較小,一般的家用級別顯卡的主動散熱器上使用的一般是4cm的產品,而各散熱廠商生產的升級產品尺寸更是多種多樣。在顯卡風扇上在囉嗦一句,普通的顯卡散熱器上使用的小風扇底座有等腰和等邊兩種,大家購買的時候需要先弄清楚自己的顯卡上使用的是哪一種規格的,避免買到不匹配的產品。

軸承


在各種領域被廣泛使用的軸承是風扇的心臟

  軸承是一個風扇的心臟,風扇質量與軸承的關係最大。市面上常見風扇的軸承類型有以下幾種:

  含油軸承,這類軸承結構一般是鐵環套在銅芯上,中間封存油脂。此類風扇前期的噪音比較小,成本似乎是最低的。但是壽命比較短,一般在20000小時以內。到了使用後期由於油脂的消耗,噪音也會慢慢增大,轉速也在降低。這種類型的軸承一般價格在10元以內,並且以小品牌產品居多。

  滾珠軸承,這種是世界上使用最普遍的軸承,兩個鐵環中間有一些鋼球或者鋼柱,並輔以一些油脂來減小摩擦。使用滾珠軸承的風扇也是市面上最常見的,因為它使用壽命長,發熱量小,噪音值會很穩定,而且成本不高。各大品牌如九州風神超頻三等,都在使用這種軸承。

  混合軸承,一般是以一個含油軸承搭配一個滾珠軸承,意在發揮兩者的長處,起到優勢互補。還有就是使用兩個滾珠軸承,這樣搭配可以有效延長產品的使用壽命, 一般雙滾珠軸承的壽命在50000小時以上,多用於伺服器

  合金軸承,這是酷冷至尊的專利,酷冷至尊的中高端產品都是使用的這種軸承。該軸承帶有反向螺旋槽及擋油槽的軸芯,在風扇運轉時含油將形成反向回遊,從而避免含油流失,因而提升了軸承壽命。這種設計使得風扇的噪音明顯降低,還能延長風扇的使用壽命,只不過價格略高了一些。

  磁懸浮軸承,這個技術由著名的散熱器製造商AVC帶來,Tt的一些產品也會使用該類軸承。磁浮風扇利用磁力原理使風扇懸空且憑藉磁浮力吸住扇葉成 360 度定軌圍繞軸心形成穩定旋轉。磁浮風扇的軸承兩端無任何接觸物,完全避免了摩擦從而延長了其壽命。這一技術克服了傳統風扇轉速不勻均、旋轉易受阻以及滾軸風扇的運轉機械噪音大和受衝擊易損壞等缺點。

  納米陶瓷軸承,由富士康研製,該軸承壽命更長,效率更高,噪音更小,目前僅見於富士康散熱產品當中。

  在這裡面最適合普通用戶使用的就是滾珠軸承,因為它運行穩定,噪音不高,價格合理。但是有一部分奸商會使用含油軸承冒充滾珠軸承,從而獲得更大的利益。小編前些日子跟網友學了一招可以有效辨別兩種軸承,在這裡教給大家:將扇葉輕輕轉動,然後在扇頁即將停止時,滾珠軸承的風扇會向反方向迴轉一下,但是含油軸承不會。小編親自拿兩種風扇測試了一下,確實有效。還有一種方法是隔著商標紙摸一下軸承孔。含油軸承的孔徑比較小,約3mm,其中的轉軸也比較細。而滾珠軸承的孔徑比較大,因為軸承通常是502(外徑為5mm,內徑為2mm),其轉軸亦為2mm。

第三頁:扇葉和接口的類型

扇葉類型

  扇葉的種類普遍習慣按照扇葉形狀分類,因為扇葉的形狀能夠最直接地決定風扇性能特點。通常將扇葉分為薄直角,厚彎角和薄彎角,牽強一點還可以把渦輪式風扇說成是另一種扇葉類型。



薄直角風扇現在已經很少見

  薄直角扇葉則是最早期的產品了,但是它仍然沒有落伍。使用這種扇葉的風扇在噪音、風壓、風量、壽命等方面只能表現得規規矩矩,適合那些發熱量較低的低頻率CPU


小編最喜歡後直角扇葉的暴力扇

  厚彎角扇葉具有最佳的散熱能力,因為它產生的風壓很大,風量也很足,對於冷熱交換速度的提高也有好處。但是厚彎角扇葉會帶來更多的噪音,而且轉動時對於軸心的離心力較大,磨損較嚴重,對於壽命也有一定的影響。提供更大風量的暴力扇上多使用這種扇葉。


薄彎角的代表酷冷至尊Hyper7

  薄彎角扇葉是在厚彎角扇葉的基礎上進行改進的,它採用了更多的葉片,因此風量基本上還是可以保證。此外,由於葉片的份量較輕,因此其轉速較高,而且速度均勻,噪聲也不大。像最近在玩家中大熱的酷冷至尊Hyper 7的經典九齒鐮刀風扇就是使用的這種設計,但是薄彎角扇葉的最大不足就是風壓略小,給大家留下了一絲的遺憾。


渦輪式PC機箱散熱風扇

  渦輪式風扇多用於伺服器散熱,扇葉是貼在渦輪四周的小片,這種風扇一般轉速極高,能夠產生一條直線風道。渦輪風扇只見過渦輪風扇用在PC上的兩種形式,第一種是像空軍一號、火箭作為CPU的散熱器風扇,這樣做帶給帶給大家一種全新的散熱模式,據說沒有散熱死角;然後向九州風神的龍捲風,作為機箱散熱風扇,模仿的是伺服器的散熱模式。

接口類型


2pin接口

  2pin:直流電的正負極,一般紅線為正,黑線為負,只可以通過調速面板來控制風扇速度。


3pin接口

  3pin:增加的一條線為轉速的控制線,一般為黃色,有了這根線的風扇可以讓BIOS晶片讀出風扇轉速,並且通過軟體進行調速。


4pin接口

  4pin:在3pin的基礎上增加了測溫探頭,能夠讀出當前散熱器的溫度,一般有這根線的風扇都有智能溫控功能。

第四頁:邊框類型和總結

邊框類型

  彩豐推出了吊掛式風扇設計,受到大家的廣泛歡迎,也引起了散熱器廠商進行對風扇邊框的革新,使得以前單一乏味的風扇邊框變得多種多樣。



常規的風扇邊框類型

  最常規的還是得算全封閉式邊框,普普通通,中規中矩,從風扇的一面吸風,然後讓其留沿著邊框較集中的流動。


邊框周邊密封的改新版

  不過最近這種風扇邊框也有了變更,使用了圓形邊框配合太陽花型散熱器能夠更均勻的散熱。甚至有一些設計成寬入窄出的形狀,使得氣流更集中。


邊框鏤空的風扇

  四面開口的邊框設計實際上也是從全封閉式衍生而來,像Tt的金星10A的風扇就是這種設計。這樣可以增大風扇的進風範圍,從而增大風扇的風量。


吊掛式風扇代表

  吊掛式,與四面開口設計有異曲同工之妙,不同的是這是一種全新的理念,而不是在原有基礎上改進而來的。業界著名散熱器供應商彩豐Colorful設計了這種模式以後,各大散熱器廠商競相效仿,這種邊框設計得以廣泛使用。


無邊框式風扇代表

  無邊框式,嚴格意義上說應該是吊掛式的一種。但是小編認為它的散熱效果與普通的吊掛式有一些出入,所以將它單獨劃分出來。這種模式吸風的範圍無疑是最大的,但是它沒有導風罩,風量不能集中的吹在需要散熱的地方,並不能將大風量轉化為散熱效果。

結語:


風是氣體我們很難捕捉它

  氣流是一個看不見、摸得著卻又抓不住地東西,又是一門高深的學問;風扇,一個小小的配件,也是人類智慧的結晶。小編上面的論述只是淺顯地對目前市面上散熱風扇的一點分析,由於小編知識淺薄,初窺門徑,存在錯誤是不可避免的,請大家原諒並指正。

相關焦點

  • 貓頭鷹NF-A12×25風扇評測:新散熱風扇之王,靜、強勁、貴
    什麼,299元賣一把電腦散熱風扇,這是瘋了吧?不,這並不是瘋,而是貓頭鷹NF-A12×25這把風扇真的很強勁。之前我們也做了相關開箱視頻《六個貓頭鷹NF-A12系列散熱風扇,放在一起開箱給大家看看》,由於我們有沒有相關的專業設備,很難測試出個所以然來,成為很多網友催促更新的評測之一。
  • 超能課堂:風扇是如何幫助散熱的?
    在我們生活中,像吊扇、臺扇這些在夏天幾乎是必不可少的,在各種電子設備中,也隨時都可以見到大大小小的各色風扇,在我們天天打交道的電腦中,風扇更是如影隨行,機箱中有前置風扇、後置風扇,顯卡上一般都有兩三個小風扇,風冷和水冷散熱器上那風扇必須是標配了。很顯然,我們、尤其是我們的電腦那是離不開風扇了!這些風扇有什麼用呢?
  • 解答散熱風扇轉速和風量的關係
    很多小夥伴們在選擇風扇的時候,都會問轉速多少?風量多少?認為轉速越高越好,其實這是一個誤區。今天,健策電子今天就聊聊散熱風扇轉速和風量的關係。散熱風扇風量風量是指散熱風扇每分鐘排出或納入的空氣總體積,如果按立方英尺來計算,風量單位就是CFM;如果按立方米來算,就是CMM。散熱風扇經常使用的風量單位是CFM(約為0.028立方米/分鐘)。風量是衡量散熱風扇散熱能力的最重要的指標。顯然,風量越大的散熱風扇其散熱能力也越高。這是因為空氣的熱容比率是一定的,更大的風量,也就是單位時間內更多的空氣能帶走更多的熱量。
  • 機箱風扇不會選擇?從風扇的葉片看懂風扇!
    隨著氣溫的不斷升高,可能現在有不少的小夥伴都在考慮給記得的機箱多加兩個風扇,但是面臨著諸多的選擇,比如風扇的散熱能力、噪音等等,我相信應該有很多小夥伴都吃過這方面的虧,從十幾到幾十價格差中不難看出,散熱用的風扇下限很低,上限很高,對於風扇中的這些門道我想大家也不是很清楚,今天小編就來給大家科普一下,風扇造成這種高低差價的原因在哪裡。
  • 工業散熱風扇行業應用及分類
    工業零組件,那麼說明這類產品不會直接面對消費者銷售,而且是屬於工業製成品的散熱應用組件,或者應用組件的一部分(因為除了風扇通風散熱,還有散熱片、液冷散熱等其它散熱應用)。工業散熱風扇的應用領域相當廣泛,大到航天航空器材設備,小到電動牙刷,都會有用到這種散熱零組件。
  • 如何自製溫差發電小風扇 用熱能發電的風扇
    打開APP 如何自製溫差發電小風扇 用熱能發電的風扇 發表於 2018-01-24 16:23:24 一個反向安裝的半導體製冷片通過溫差發電給風扇供應能源。也就是說,只要把它放在溫暖的爐子上頭,它就會吸收熱能驅動風扇轉動。 我一直想做個斯特林發動機,可惜複雜度略高。不過這個溫差發電的小風扇很簡單,適合在一個周末裡搞定。 溫差發電機原理 溫差發電依靠帕耳帖效應,這種效應常用於cpu散熱器和袖珍冰箱裡的半導體製冷片上。
  • 小小風扇呼呼轉,故障維修大學問!
    現在家家戶戶基本都有電風扇,小小電風扇結構看著雖然簡單,但是其中也是包含了各種大學問,今天淘配通就為大家分享一下關於電風扇的常見故障分析和保養常識。電風扇主要還是分為三種類型,最常見最常用的電風扇還是以單相交流電容式風扇為主,其他兩種類型分別為交直流串激整流式和單相交流罩極式,這兩種電風扇相對使用比較少。
  • 自動溫控散熱風扇電路
    打開APP 自動溫控散熱風扇電路 發表於 2019-10-29 17:20:20   自動溫控散熱風扇電路   介紹一款簡單易制的自動溫度控制電路,其可以自動檢測大功率三極體(或大功率IC)的溫度,當溫度達到設定值時,自動開啟散熱風扇散熱,直至管子的溫度低於設定值。
  • 如何選擇CPU散熱風扇
    風扇的主要性能從以下幾個方面體現:轉速、扇葉形狀、扇葉角度和軸承系統。一般情況下,在散熱器的說明書上都標明風扇的轉速。一般來說散熱器的散熱效果有30%要取決於風扇的轉速,但風扇並不是轉速越高越好。正確的風扇轉速應該根據CPU的發熱量決定,不同規格的風機轉速選擇都應該有所區分,基本的原則就是:在產生同等風量的前提下,風機越大轉速就應該越低,噪音同樣也會較小,一般在3500轉至5200轉之間的轉速是比較合乎常規的。功率越大,風扇風力越強勁,散熱效果也就越好。而風扇的功率與風扇的轉速又是有直接聯繫的,也就是說風扇的轉速越高,風扇也就越強勁有力。
  • 工業散熱風扇的原理及構成
    工業散熱風扇的工作原理是按能量轉化來實現的,即:電能—機械能-動能,是利用強制熱對流的方式來進行散熱的,利用導流作用與周圍空氣進行熱交換來帶走熱量,從而實現強制對流的散熱方式。工業散熱風扇按額定電壓可分為:AC交流風機110V、220V、380VDC直流風機5V、12V、24V、48V散熱風扇根據進出氣流流向又可分為:軸流風機、離心風機、混流風機和貫流風機。
  • 液壓泵站的散熱風扇加工方法
    液壓泵站的散熱風扇是液壓泵站系統中散熱的重要元件之一,主要工作方式為由發動機主軸的轉動來直接帶動風扇轉動,設計時風扇周邊有風扇罩,其主要目的是使風扇轉動形成的空氣流動方向指向一個出口來增加出風量和定向冷卻的功能。
  • 五色LED 先馬遊戲風暴散熱風扇評測
    機箱,特別是遊戲機箱,散熱成為一種永恆的話題,熱量和高溫會對電腦硬體形成挑戰,影響硬體壽命。而且現在DIY市場有著許多時尚的LED風扇,安裝在機箱顯得非常炫酷。先馬作為機電大廠旗下眾多機電產品相比玩家們早已了解,遊戲風暴是先馬推出的一款機箱風扇,今天,筆者帶大家詳細了解這款風扇,看看是否會得到你們的喜愛。
  • 怎麼判別散熱風扇抽風的方向?
    散熱風扇具體的散熱方式有兩種,一種是送風,一種是抽風,相對於送風而言,散熱風扇抽風效率更高。具體表現在哪幾個方面呢?a. 送風均勻,適用於發熱器件分布比較均勻,風道比較複雜的情況.b.進入風扇的流動主要為層流狀態.c. 風扇將在出風口高溫氣流下工作,壽命會受影響.d. 機櫃內形成負壓,縫隙中的灰塵將進入機櫃/箱.具體送風跟抽風,怎樣來區分呢?
  • 渦輪散熱和風扇散熱適合什麼機箱?
    對於顯卡散熱,除了常見的風扇散熱顯卡之外,公版顯卡採用則是渦輪散熱的方式,但因為公版顯卡在某些機箱裡面散熱效果不佳,所以公版顯卡又或者渦輪散熱器就成了散熱不好的代名詞。那麼渦輪散熱是不是真的不行呢?渦輪散熱器和風扇散熱器適合什麼機箱?
  • 雲評測:打造極致靜音吃雞電腦,貓頭鷹NF-P12 Redux靜音散熱風扇
    作為來自奧地利的品牌,貓頭鷹一直以高端靜音散熱解決方案為傲。經典的NF-P12是針對壓力要求苛刻的應用(如CPU或散熱器散熱)而設計的型號,長期以來一直受到全球發燒友用戶的信賴和喜愛,並且極大的提高了Noctua作為優質靜音散熱組件的頂級製造商的聲譽。
  • 怎麼拆裝立體方形小風扇
    當敲下這個題目,小編內心無限感慨,去年的這時候,小編還是屬於看到有女生拆裝風扇會無比驚嘆的軟妹子,而現在為了示範又拆裝一次,並且越發覺得拆裝無比簡單的時候,內心是崩潰的啊!請妹子們認識一下(男生應該沒有不認識的吧),下圖左邊是鋼絲鉗,右邊是螺絲刀,沒錯,去年小編也不清楚它們哪個叫哪個!首先擰開下圖手指捏住的小圓蓋,可以輕易擰下來。小圓蓋擰下來之後,會看到一個很小的黑色的半圓固定夾,鑲嵌在白色小圓圈中,如圖螺絲刀指的地方。
  • 直流無刷散熱風扇的知識原理與內部構成
    直流無刷散熱風扇的知識原理與內部構成安徽華生機電集團①直流無刷風扇的結構:包括風扇扇葉,是產生空氣流動的核心、散熱風扇的軸心,用來支撐平衡扇葉滾動、轉子磁環,永磁體,推進磁級切換轉速關鍵、磁環外框,固定磁環。
  • 9238交流散熱風扇批發廠家-萬德福
    9238交流風扇的產品參數        型號:WDF9238        尺寸:92X92X38mm        外框:黑烤漆鋁合金、防腐防潮扇葉:PBT+30%玻纖+VOL阻燃劑軸承:含油軸承/雙滾珠軸承
  • 散熱風扇之滾珠軸承詳解
    抗老化性能好,適合轉速較高的風扇。某些玩家比較熱衷的「暴力扇」,就是使用的雙滾珠軸承。優點:1、封閉性較好2、超長使用壽命。缺點:1、成本高2、噪音高(因為滾珠軸承摩擦點增加了2倍)。感謝您的閱讀,希望本文能對您有所幫助,工業散熱風扇網致力於為用戶提供一站式,散熱風扇選型採購,散熱風扇生產工藝,行業設備散熱解決方案,歡迎前來諮詢,謝謝!
  • 超靜音設計 渦輪風扇散熱原理全面解析
    廉價筆記本電腦的普及力度日漸加大,但散熱問題也逐漸突顯出來。加之夏日已至,高溫考驗著每個本本的散熱設計。為了幫助用戶加強散熱,確保筆記本電腦的穩定運行,九州風神特推出N15/N16兩款新型筆記本散熱器,分別用來滿足14英寸或16/17英寸筆記本電腦的散熱需求。