Technologie současného a budoucího chlazení

Ventilátory

Již několikrát jsem se zmínil o průtoku vzduchu a zatím jako jediný možný způsob, jakým můžeme vzduch v počítači donutit se hýbat (kromě pověšení za kabely do průvanu), je použití ventilátorů. V dnešní době se používají hlavně pro dva úkoly – výměna vzduchu ve skříni a ofukování pasivních chladičů. V době před dvaceti lety, kdy PC měly zanedbatelný tepelný výkon, byl zpravidla jediný větráček ve zdroji počítače a plnil funkci, která mu zůstala až do dnes – chlazení zdroje a obměny vzduchu v počítačové skříni. Dnes se ovšem ventilátory nebývale rozšířily a není výjimkou, když taktuchtivý uživatel nacpe větráků do svého miláčka jen co se vejde. Pokud ovšem není ještě více taktuchtivý a užívá výhod vodního chlazení, ale to už je jiná kapitola.
Typy ventilátorů

Ventilátory se liší hlavně ve třech vlastnostech, a to velikosti, otáčkách za minutu a typu ložisek.

Velikost – velikost ventilátorů, která se měří podle hrany rámečku větráku, se u PC pohybuje nejčastěji od 5 do 12 cm. Menší ventilátory kvůli titěrnosti svých lopatek, nutnosti velmi vysokých otáček a výsledně zvuku připomínajícímu komára u ucha nemají mnoho významu a jen výjimečně se setkáme s ventilátory většími než 15 cm. V zásadě platí, že čím vetší je větrák, tím více vzduchu protlačí. Díky tomu je můžeme provozovat na menších otáčkách a výrazně tak snížit vibrace a hluk.

Otáčky – měří se v jednotkách RPM (Revolutions Per Minute) – počtu otáček za minutu. Dnes se v honbě za tichým chlazením výrobci snaží maximalizovat průtok vzduchu za použití co nejméně otáček; konečně už i oni přišli na to, že člověk nemá zapotřebí sedět u 4000RPM větráku, co ho oblažuje zvukem o intenzitě 40dBA.

Ložiska – donedávna jsme znali pouze dva typy – kluzná a kuličková. Kluzná se liší menší cenou, menším hlukem, ale také menší životností, protože rotor se otáčí pouze pomocí vazelíny, která se časem zanese a vyschne, čímž se větrák stane hlučným a posléze přestane pracovat úplně. Poté, co se chlazení náležitě zpopularizovalo, začaly se různé typy ložisek jen rojit. Namátkou vyberu Coolermaster a jejich Rifle Bearing, nebo Arctic Cooling s keramickými ložisky. To ovšem nebylo na škodu, protože tyto nové typy přinesly snížení hluku a zvýšenou trvanlivost.
Pokud vezmeme v potaz velikost ventilátoru, počet otáček, množství a tvar jeho lopatek, vyjde nám jako výsledek jeho výkon měřící se v jednotkách CFM (Cubic Feet per Minute) – počet krychlových stop, které ventilátor dokáže skrz sebe protlačit za minutu. Existuje sice ještě jeden způsob měření – měření rychlosti proudícího vzduchu, jenže ten v sobě nezahrnuje objem. Zde tedy nezáleží na velikosti větráku.

Jako velmi důležitá vlastnost ventilátorů, jež velmi výrazně ovlivňuje výsledné vibrace, hluk a posléze i životnost, je kvalita vyvážení rotoru. Jestliže si rozmontujete ventilátor a pozorně se podíváte na rotor, lze najít malé kousky kovových drátků, nebo jiné závaží, které kompenzují nerovnováhu vzniklou jistými tolerancemi ve výrobě.
Výkon a hluk ventilátorů může být samozřejmě ovlivněn i jinak, než jen jimi samotnými. Pokud to vezmeme popořadě, v první řadě jsou to turbulence. Aerodynamika je věc ošidná a nemůžeme se divit, když se v omezeném prostoru počítačové skříně začnou ventilátory mezi sebou "hádat" o vzduch, nebo když nepořádek v kabelech zabraňuje vzduchu se k lopatkám vůbec pořádně dostat. Léčba na tyto problémy je triviální – v prvé řadě stačí při umisťování komponent a ventilátorů myslet na to, aby vzduch mohl volně procházet skříní skrz co nejméně záhybů. A pakliže už máme vymyšleno, neškodí i po sobě uklidit. Tím myslím takové nešvary, jako jsou volně visící kabely, nejlépe přímo před lopatkami větráku.

Za další problém nemohou už ani tak lidé sestavující počítače, ale spíše výrobci počítačových skříní. Zatímco výrobci zdrojů už vesměs přišli na to, že ledabyle vyražený rošt se svými hluchými místy a ostrými hranami není zrovna ideální pro protékající vzduch, počítačové skříně se vesměs tvrdošíjně drží zažitých schémat a jediné, co nám byli zatím schopni nabídnout, je letmé vypoulení roštu, aby nebyl úplně nalepený na ventilátor. A přitom stačí tak málo – použít kulatou mřížku, jenž by sice možná v některých případech narušila zamýšlený design výrobku, užitnou hodnotu by ale jistě zvýšila.
Naposled se podíváme na všudypřítomný prach. Prachové částečky a zvláště cigaretový kouř jsou nebezpečné nejen pro chladící části, ale i pro komponenty samotné. Co se týče chlazení, prach dokáže v několika týdnech zanést žebra chladiče tak, že vzduch začne mít problémy skrz něj pronikat a chladící účinek tak rapidně klesá. Stejně tak motorky ventilátorů mají s prašným prostředím problémy – pronikající částečky je znečišťují, nabalují se na vazelínu a výsledkem je zvýšený hluk až zadřený větrák, což platí zvláště pro ty s kluznými ložisky.
Zabránit prachu pronikat dovnitř skříně snad ani úplně nelze, můžeme však použít prachových filtrů (dají se normálně sehnat v počítačovém obchodě) na ventilátory zajišťující nasávání vzduchu do skříně. Pokud takový ventilátor nemáme a spoléháme se na to, že vzduch si podtlakem najde cestu dovnitř sám, můžeme prostě použít filtr na nasávací otvory, což mají některé skříně už od výroby (například Chieftec). Pořád tu jsou ovšem dva problémy. Jednak nám žádný filtr nezajistí, že vzduch bude proudit zrovna přes něj, takže je vhodné utěsnit všechny ostatní otvory. A potom, každý filtr je čas od času nutné čistit, jinak riskujeme postupný pokles průtoku vzduchu.

Moje zkušenost je ovšem taková, že prach si cestu dovnitř vždy najde, aspoň troška. Co tedy dělat, když máme komponenty a chladiče zanesené? Rozhodně nemohu doporučit použití vysavače, protože na konci hubice může vzniknout statický náboj. Něco jiného ale je, když má vysavač možnost obrátit tok vzduchu a prach jednoduše vyfoukat. Stejně tak můžeme použít čistících souprav se stlačeným vzduchem, ale to může být pro někoho zbytečný luxus a mnohdy stačí, když prostě použijeme vlastní plíce; pokud možno bez prskání.