Охлаждение компьютера: воздушные потоки, устройство корпуса и что можно допечатать

Процессор и видеокарта превращают в тепло почти всю мощность, которую берут из розетки. Игровой компьютер под нагрузкой отдаёт в воздух 300-500 Вт - как небольшой обогреватель. Радиаторы забирают это тепло с кристаллов, но дальше его должен унести воздух, который проходит через корпус. Если воздух в корпусе стоит или ходит по кругу, не помогут ни дорогой кулер, ни свежая термопаста: радиаторы будут дуть горячим в горячее.

Ниже - как устроить поток воздуха, как устроены современные корпуса, какие размеры у корпусов и вентиляторов, и что можно улучшить своими руками, в том числе деталями, напечатанными на 3D-принтере. В конце - генераторы таких деталей под ваши размеры.

Как должен идти воздух

Главное правило простое: холодный воздух входит с одной стороны, проходит через горячие детали и выходит с другой, не возвращаясь обратно. Тёплый воздух легче холодного и сам поднимается вверх, поэтому в классической схеме вдув стоит спереди и снизу, а выдув - сзади и сверху.

• спереди - два-три вентилятора на вдув: они тянут воздух комнаты к видеокарте и процессору;
• сзади - один вентилятор на выдув, напротив кулера процессора;
• сверху - выдув: сюда поднимается самый горячий воздух. Сверху на вдув ставить не стоит, он ломает естественный поток и сыплет пыль прямо на плату;
• снизу, если есть места под вентиляторы, - вдув прямо на видеокарту.

Работают не отдельные вентиляторы, а весь поток. Кулер процессора должен дуть в ту же сторону, что и корпус: спереди назад или снизу вверх. Башенный кулер, развёрнутый поперёк потока, гоняет воздух по кругу.

Перевес на вдув и пыль

Если вдув сильнее выдува, внутри корпуса чуть выше давление, и лишний воздух выходит через щели. Пыль тогда попадает внутрь только через вдувные вентиляторы - а на них можно поставить фильтры. Если сильнее выдув, корпус подсасывает воздух через все щели, слоты и отверстия, и пыль оседает где придётся. Поэтому вентиляторов на вдув обычно ставят на один больше, чем на выдув, или дают им чуть большие обороты.

Фильтр задерживает пыль, но и мешает воздуху. Мелкая сетка из нейлона почти не мешает, плотный поролон забивается быстро. Фильтры надо чистить: забитый фильтр хуже, чем никакого.

Чего избегать

• вентиляторы друг против друга: два вентилятора на одной стенке, один на вдув, другой на выдув, рядом - гоняют воздух короткой петлёй, мимо горячих деталей;
• глухая передняя панель: красивая стеклянная или пластиковая морда с узкими щелями по бокам пропускает мало воздуха, вентиляторы за ней шумят и почти не дуют;
• провода поперёк потока: пучок кабелей между вентиляторами и видеокартой работает как заслонка;
• шкаф и ковёр: корпус в закрытой нише дышит своим же горячим воздухом, а нижний вдув на ковре тянет ворс и пыль.

Как устроены современные корпуса

Ещё лет пятнадцать назад блок питания стоял вверху сзади и тянул тёплый воздух из корпуса через себя. Сейчас схемы другие, и от них зависит, где брать холодный воздух.

Блок питания внизу, под кожухом

Самая частая схема. Блок стоит на дне, вентилятором вниз, и берёт воздух снаружи через решётку с фильтром в днище. Над ним - кожух, который прячет блок и провода и отделяет его горячий воздух от остального корпуса. Корпусу нужны ножки высотой хотя бы 1-2 см, иначе блоку нечем дышать.

Блок питания за материнской платой

В корпусах с двумя камерами блок, диски и провода уходят в отсек за поддоном материнской платы. Основная камера остаётся пустой: в ней только плата, видеокарта и вентиляторы, и воздух идёт без препятствий. Такие корпуса часто делают с вентиляторами снизу и сбоку на вдув и сверху на выдув.

Блок питания у передней панели

В компактных корпусах блок ставят у передней панели или вдоль неё, а видеокарту - через райзер-кабель за платой. Корпус получается в два-три раза меньше, но воздуху места мало, и важно, чтобы видеокарта и блок брали воздух прямо снаружи через свои решётки, а не друг у друга.

Панорамные корпуса

Корпуса со стеклом спереди и сбоку берут воздух снизу и через боковую стенку. Красиво, но вентиляторов нужно больше: каждый из них тянет воздух через узкую щель, а не через сетку.

Типоразмеры

Материнские платы и корпуса

• ATX - 305 × 244 мм, полноразмерная плата, корпус Midi-Tower и больше;
• mATX (Micro-ATX) - 244 × 244 мм, корпус Mini-Tower;
• Mini-ITX - 170 × 170 мм, компактные корпуса.

В корпус для ATX встанут и меньшие платы, наоборот - нет. Перед покупкой корпуса сверьте ещё длину видеокарты и высоту башенного кулера: эти цифры корпус обязательно указывает.

Вентиляторы

Корпусные вентиляторы бывают 80, 92, 120 и 140 мм, реже 200 мм. Крепёжные отверстия стоят по углам квадрата:

• 80 мм - 71,5 мм между отверстиями;
• 92 мм - 82,5 мм;
• 120 мм - 105 мм;
• 140 мм - 124,5 мм.

Большой вентилятор на малых оборотах продувает столько же, сколько маленький на больших, и при этом тише. Если корпус позволяет поставить 140 мм вместо 120 мм - ставьте 140. Толщина у обычных вентиляторов 25 мм.

Что можно улучшить своими руками

• убрать провода за поддон платы или собрать их стяжками вдоль стенок;
• развернуть вентиляторы по схеме «спереди и снизу вдув, сзади и сверху выдув»;
• поставить фильтры на вдув и чистить их раз в один-два месяца;
• настроить обороты в BIOS по температуре, а не держать вентиляторы на максимуме;
• поднять корпус над полом и ковром, если блок питания берёт воздух снизу;
• подпереть видеокарту: тяжёлые карты прогибают плату и слот, со временем это ломает дорожки и разъём.

Что можно напечатать на 3D-принтере

Детали для корпуса неподвижные и простые по форме - их удобно печатать дома. Несколько правил, чтобы деталь получилась без поддержек и прослужила долго:

• нависание не круче 45 градусов от вертикали, лучше меньше: тогда каждый новый слой опирается на предыдущий, и поддержки не нужны. Генераторы ниже держат это правило сами;
• материал - PETG или ABS: внутри корпуса у видеокарты и процессора бывает 50-60 °C, а PLA при такой температуре со временем размягчается и ведёт;
• стенки не тоньше 1,2-1,6 мм, крепёжные лапки - толще, отверстия под винты - с запасом 0,2-0,3 мм.

Что печатают чаще всего:

• решётки и рамки на отверстия и прорези в корпусе;
• жалюзи на вентиляторы - направить поток или прикрыть вентилятор от пальцев и проводов;
• дефлекторы - отклонить поток на нужный угол: от блока питания, на видеокарту, на радиатор;
• подпорки видеокарты - площадка на дне корпуса и стойка нужной высоты;
• рамки фильтров под сетку и держатели проводов.

Окно в жестяном корпусе с печатной решёткой

У старого или бюджетного корпуса часто сплошная боковая стенка или глухой верх. Прорезать в них окно под вентилятор или для вентиляции несложно, а неровный край реза закроет напечатанная рамка с решёткой.

Как прорезать

1. Снимите стенку с корпуса. Резать стенку на собранном компьютере нельзя: металлическая пыль и стружка замыкают контакты на платах.
2. Разметьте окно маркером по линейке. Если ставите вентилятор - отверстие чуть меньше вентилятора, крепёжные отверстия по шагу из таблицы выше.
3. Режьте болгаркой с тонким отрезным кругом по металлу (1-1,2 мм), в очках и перчатках. Углы удобно сначала засверлить, тогда рез не уйдёт за разметку.
4. Снимите заусенцы напильником или наждачной бумагой и протрите стенку от пыли. Голый металл по краю можно закрасить.

Как закрыть рез

Рамка печатается на 5-10 мм больше окна с каждой стороны и накрывает неровный край. Решётка в рамке - соты, щели или ромбы - защищает от пальцев и проводов и почти не мешает воздуху. Рамку крепят винтами через стенку или на защёлки за край окна; если под ней вентилятор - на его же винты. Генератор ниже делает такую рамку под размер вашего окна.

Генераторы деталей

Ниже - генераторы деталей для корпуса: задаёте размеры, генератор строит модели для печати прямо в браузере, без программ. Все детали печатаются без поддержек.