Raffreddamento Raspberry Pi; Soffiare aria fredda o aspirare aria calda?

Allego un fan alla custodia originale dell'RPi. Volevo usare un ventilatore della CPU del laptop. Dovrei succhiare l'aria calda da RPi? o soffiare aria fredda all'interno della custodia? A proposito, c'è un dissipatore di calore sul chip Soc, LAN e USB.

Non importa In entrambi i casi, stai spostando l'aria da un posto all'altro. Il raffreddamento riguarda il volume d'aria, non la direzione di marcia.

In teoria, estrarre l'aria può creare una pressione negativa all'interno del caso che, in teoria, può essere vantaggioso per il raffreddamento, tuttavia, in realtà ciò non accadrà a meno che la tua ventola non sia un motore a reazione, che probabilmente avrà effetti collaterali molto dannosi sul caso e le cose dentro.

Una preoccupazione più pragmatica per i casi desktop è l'accumulo di polvere all'interno a causa di tutta l'aria in movimento. Tuttavia, spingendo l'aria invece che all'esterno è possibile mantenere pulito l'interno includendo un filtro antipolvere all'esterno della ventola, quindi è sufficiente aspirare il filtro antipolvere di tanto in tanto. Cercare di usare i filtri al contrario, a meno che tu non abbia qualche tipo di caso speciale, è impossibile; se stai soffiando aria finirai per risucchiarla da qualche crepa, spazio o foro arbitrari e la polvere ricoprirà i componenti tra lì e la ventola di uscita.

Con una custodia di dimensioni pi, l'accumulo di polvere non aumenta la seccatura. Tuttavia, come ho già commentato, in circostanze normali lo spostamento dell'aria con una ventola in primo luogo è probabilmente inutile, oltre a fungere da generatore di rumore bianco.

Dato che l'aria calda tende a rimanere bloccata all'interno del case, immagino che risucchiarlo sia più efficace. Ad ogni modo, dovresti assicurarti che ci siano abbastanza fori oltre alla ventola per far circolare l'aria.

L'ho testato con una custodia acrilica non originale e sembra che ci siano risultati leggermente migliori spingendo aria fredda nella scatola. Guarda questo video con il grafico: https://youtu.be/N6keyV-gOzQ

La risposta è: dovresti dirigere il flusso di aria fredda direttamente sul dissipatore di calore.

Di solito ci sono frecce stampate sul corpo del ventilatore che mostra la direzione di rotazione delle pale e la direzione dell'aria che scorre attraverso il ventilatore quando è acceso. Installare la ventola in modo tale che l'aria fluisca direttamente sulla superficie calda.

Inoltre, in ogni situazione simile (se si dispone di un flusso di fluido che si desidera utilizzare per il raffreddamento di una superficie calda), assicurarsi di dirigere la parte più veloce del flusso direttamente sul punto più caldo. Ciò darebbe il miglior risultato possibile.

Ecco perché:

Esistono tre meccanismi generali di trasferimento del calore:

1. Conduzione del calore - quando l'energia viene trasferita da collisioni tra particelle (molecole, atomi);
2. Convezione del calore - quando l'energia viene trasferita da un luogo a un altro utilizzando il fluido in movimento (aria, acqua, ecc.) Come ambiente di trasporto; Esistono due tipi di convezione: libera e forzata.
3. Radiazione di calore - quando l'energia viene trasferita mediante emissione o assorbimento di onde elettromagnetiche;

Quando vogliamo trasferire il calore da una superficie calda (come la superficie del dissipatore di calore o la superficie del chip IC) all'aria circostante con l'uso del flusso d'aria, stiamo creando una condizione di convezione forzata. Cioè, il flusso d'aria "prende" le molecole d'aria sopra la superficie calda e le sposta nello spazio esterno.

In generale, l'efficacia di tale meccanismo di trasferimento del calore dipende dalla velocità del flusso d'aria che "prende" le molecole calde e le butta via, perché, più molecole calde possiamo rimuovere dalla superficie superiore, più è fredda sarà.

Dobbiamo analizzare la distribuzione della velocità dei flussi d'aria che possono essere generati in diversi scenari di posizionamento della ventola. Per questo, chiamiamo prima i lati della ventola: la "parte posteriore" della ventola è il lato in cui viene aspirata l'aria. E la "parte anteriore" della ventola è il lato in cui l'aria viene espulsa. Supponiamo inoltre che sia presente un dissipatore di calore collegato all'IC.

Ora, confrontiamo i seguenti due casi.

Per uno scenario, in cui la ventola è fissata alla superficie calda con la parte posteriore (in modo che aspira l'aria sulla superficie calda dai lati del dissipatore di calore, perpendicolare all'asse della ventola e soffia l'aria aspirata nello spazio esterno attraverso la sua parte anteriore), la velocità del flusso d'aria vicino alla superficie calda sarà più lenta della velocità del flusso di uscita che viene soffiata via nella parte anteriore della ventola.

Per un ventilatore che è attaccato alla superficie calda con il suo lato anteriore (in modo che aspira l'aria attraverso la sua parte posteriore, quindi la lancia direttamente sulla superficie calda e quindi l'aria viene espulsa attraverso i lati del dissipatore di calore) , la massima velocità di flusso sarebbe proprio nel punto più caldo fornendo le condizioni ottimali per il raffreddamento.

IBM e HP hanno fatto molte ricerche su questo argomento negli anni '60 e '70. Soffiare aria raffredda la parte più calda, ma invia quel calore ad altre parti riscaldandole e abbassando l'MTBF complessivo. Succhiare evita questo problema a condizione che la ventola sia montata dalle parti più calde, ma non si raffreddi altrettanto bene.

E la polvere si accumula in entrambi i modi. Lo sarà sempre quando si hanno superfici fredde con un flusso d'aria.

Guarda la configurazione delle custodie per PC desktop: hanno tutte ventole che aspirano aria e alcune hanno anche ventole che soffiano aria.

I fan del case sono sempre dietro, soffiando aria; Gli alimentatori soffiano aria; le schede grafiche soffiano aria.

Alcuni server montati su rack hanno i fan nel mezzo - che agiscono sia per far saltare che per succhiare allo stesso tempo!

Il trucco è un buon flusso d'aria (che è anche il motivo per cui alcuni hanno 2 set di ventole) - se riesci a sigillare il resto del case e fornire un buon percorso per far entrare l'aria (di solito nella parte anteriore) e soffiare (di solito sul retro) quindi si ottiene il miglior raffreddamento per la minima quantità di movimento dell'aria. Se è possibile limitare la presa d'aria a una determinata area, è possibile anche posizionare i filtri antipolvere.

Puoi vederlo nei sottili server rack 1U, in cui le ventole sono minuscole e progettate per prendere aria nella parte anteriore e soffiarla direttamente dalla parte posteriore su qualsiasi componente sia posizionato con cura nel flusso.