Pc Cooling pt.4: Técnicas para melhorar a dissipação de calor

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Até já foi abordada a temática do sobreaquecimento de computadores e que tipos de soluções temos para o combater. No entanto, a forma como as estratégias são aplicadas podem ditar um funcionamento em todo o seu potencial ou um desperdício de recursos.

Ventoinhas

Como já foi referido, o uso de ventoinhas é a solução mais comum para ajudar na dissipação de calor, seja através da combinação com alhetas, seja isoladas para evitar a estagnação do ar dentro da caixa. No entanto, o tipo de ventoinhas, configuração e disposição no equipamento conseguem criar uma infinidade de combinações possíveis e nem todas são propriamente eficientes. Comecemos então pelo tipo de ventoinhas.

Static Pressure vs Air Flow

Basicamente existem apenas 2 grandes grupos de tipos de ventoinhas: as desenhadas para movimentar grandes quantidades de ar (Air Flow) e as que conseguem criar um elevado diferencial de pressão (Static Pressure). As diferenças entre as duas estão principalmente no formato das lâminas da ventoinha e no tipo ideal de aplicação das mesmas.

detail_fans_builtcase_r_1Uma aplicação correta de ventoinhas numa caixa de 
elevada qualidade. Fonte: Corsair

Primeiro vamos realmente entender quais são as diferenças e os propósitos. As ventoinhas do tipo Air Flow estão desenhadas para movimentar grandes quantidades de ar numa situação em que não existe nenhuma restrição física à passagem do mesmo, e se for traçado um perfil de deslocamento da massa de ar verifica-se que este apresenta uma distribuição pouco difusa mas facilmente sofre alterações de direção em contacto com outras peças. Por essa razão, estas ventoinhas são as mais aconselhadas para colocar em zonas de baixa restrição de ar, como por exemplo as entradas laterais e superiores e as saídas, não sendo propriamente eficientes para colocar nas entradas com maiores restrições de ar (baías de expansão com equipamento montado ou na base) ou em contacto direto com alhetas ou radiadores.

JmVkw29Ventoinhas Air Flow na parte frontal. 
Fonte: Corsair e Linus Tech Tips

Por sua vez, as ventoinhas do tipo Static Pressure são desenhadas para criar um grande diferencial de pressão capaz de vencer a resistência à passagem do ar que as superfícies sólidas criam, com a desvantagem de mover uma menor quantidade de ar e o perfil de deslocamento de massa ser altamente difuso (basicamente um cone centrado na ventoinha). Isto faz com que estas ventoinhas sejam as ideais para emparelhar com alhetas e radiadores já que conseguem fazer atravessar o ar pelos seus canais, e noutras zonas de maior restrição física. Por sua vez, se forem aplicadas em zonas mais espaçosas a sua performance decresce significativamente.

H100i_hero_fanA maior aplicação de ventoinhas Static Pressure 
é em radiadores. Fonte: Corsair

Ao nível da estrutura em si, a diferença entre os dois tipos de ventoinhas está na forma das lâminas e no espaçamento entre si. Ventoinhas Air Flow possuem lâminas mais estreitas e espaçadas entre si, permitindo que o ar arrastado as possa atravessar sem que seja criado um cone de ar. Já as ventoinhas do tipo Static Pressure possuem lâminas mais largas e muito próximas uma das outras e que obrigam que o ar seja levado do centro para as extremidades, criando assim um maior diferencial de pressão mas com um fluxo mais difuso.

Na tentativa de conseguir conciliar estes dois tipos de design amortizando os aspectos negativos de cada um, foram criados designs híbridos de ventoinhas com lâminas mais largas mas com algum espaçamento entre elas.

detail_fans_familyshot_r_1_1_1_1Da esquerda para a direita: Air Flow, Híbrida e 
Static Pressure. Fonte: Corsair

Posição e configuração das ventoinhas

Escolher o tipo de ventoinha mais aconselhado para cada caso é fulcral, mas a posição na caixa e a configuração em que vai ser colocado, pode tornar toda a estratégia mais ou menos eficiente.

Ao nível da posição das ventoinhas, isto é, onde a vamos colocar, normalmente existem meia dúzia de opções: na parte frontal da caixa, na traseira, lateral, topo, base e algumas caixas permitem ventoinhas imediatamente após as baias de expansão (como por exemplo a linha Phantom 410 da NZXT).

5865574Phantom 410 e a sua ventoinha na parte central 
da caixa. Fonte: NZXT

Dois locais que devem ter sempre, pelo menos, uma ventoinha é na parte frontal e na traseira, já que na ausência de ventoinhas na parte frontal o ar que vai envolver os discos rígidos, SSD e outras drives vai-se encontrar mais estagnado e consequentemente mais quente. Em relação à traseira, a ventoinha servirá como ajudante ao cooler do CPU, ajudando também a remover mais rapidamente o ar quente no topo da caixa.

A configuração das ventoinhas traduz-se no facto de estarem a puxar ar para dentro da caixa ou para fora da caixa: as chamadas configurações intake ou exhaust. O facto de estas configurações serem permitidas leva-nos a mais uma “problemática”: as configurações globais de pressão na caixa (na realidade este termo  não é cientificamente o mais correto, já que efetivamente as ventoinhas de um computador não são suficientemente potentes para criar gradientes significativos de pressão).

Basicamente existem 3 tipos de configuração de pressão: Pressão Positiva, Neutra e Negativa.Numa caixa de pressão negativa o que se verifica é que o caudal de ar removido pelas ventoinhas é maior do que é fornecido. Para equilibrar essa diferença, vai haver entrada de ar pelos orifícios da caixa, sendo que isso se traduz invariavelmente na aspiração de pó. Ora essa é a principal desvantagem desta configuração e que dificilmente pode ser combatida já que requeria que todos os orifícios da caixa contivessem filtros. Em relação a vantagens desta configuração, há várias pessoas que defendem que são inexistentes, no entanto nós acreditamos que o facto de ser a configuração que mais facilmente se aplica em caixas com menos soluções de arrefecimento é um ponto positivo.

What-lives-in-your-computer-Dusty-Computer

Estamos perante uma caixa de pressão positiva quando o caudal de ar alimentado pelas ventoinhas do sistema é maior do que o caudal removido. Como consequência, o excesso de ar vai ser forçado a sair da caixa pelos orifícios da mesma, sendo que o principal benefício desta configuração é a eliminação de aspiração de pó através dos orifícios que se observa na pressão negativa, e consequentemente uma menor acumulação na caixa. No entanto, se as ventoinhas intake não possuírem filtro, o sistema vai acumular pó tão rapidamente como numa configuração de pressão negativa.

filterFiltro de ventoinha. Fonte: Silverstone

Por último, quando num sistema o caudal de ar a entrar é igual ao caudal de ar a sair, estamos na presença de uma configuração de pressão neutra. Esta configuração, além de ser bastante difícil de conseguir, tem como principal desvantagem a criação de caminhos preferenciais de escoamento levando à criação de zonas estagnadas.

Tendo agora toda a informação em mãos, fica uma dúvida no ar:

Como é que se deve aplicar isto numa caixa?

Tecnicamente, não existe uma resposta infalível e imutável, sendo que isso é mais uma arte do que uma ciência exata. No entanto vamos analisar caso a caso, e ver o que é mais comum e eficaz.

Parte frontal
  • Tipo de ventoinha: Air Flow se houver poucas restrições, Static Pressure se as baias de expansão estão bastante preenchidas. O mais comum é usarem-se ventoinhas Air Flow;
  • Configuração: Intake. Normalmente dispensa filtro já que a caixa costuma apresentar algum tipo de solução nesse ponto.
Parte traseira
  • Tipo de ventoinha: Air Flow se estiver a usar refrigeração líquida e o radiador se encontrar fixado noutra posição (topo normalmente), Static Pressure se estiver a usar um heatsink como cooler ou refrigeração líquida e a ventoinha estiver montada no radiador;
  • Configuração: Exhaust. Dispensa totalmente uso filtro.
Parte lateral
  • Tipo de ventoinha: Air Flow já que normalmente não se encontra muito impedida;
  • Configuração: Depende do tipo de configuração que se pretende, mas o mais aconselhável é como intake e com filtro, para que possa alimentar ar fresco ao GPU ou a outras cartas PCI-e.
Topo
  • Tipo de ventoinha: Air Flow se houver poucas restrições, Static Pressure se estiver a usar um radiador ligado ao topo;
  • Configuração: Há muita discussão sobre se deve ser intake ou exhaust. O conselho que damos é: se estiver um radiador ligado ao topo as ventoinhas devem ser exhaust para evitar enviar ar quente para dentro do sistema (aquecendo severamente a RAM). Se por outro lado o radiador estiver ligado na parte traseira recomendamos que seja intake com filtro. Por último, se não possuir radiador mas sim um heatsink e houver hipótese de colocar duas ventoinhas no topo o melhor é colocar a que fica por cima da RAM como intake com filtro e a outra como exhaust.
Base
  • Tipo de ventoinha: Static Pressure.
  • Configuração: Intake com filtro (daí apenas se usar Static Pressure). Exhaust apenas iria competir pelo ar que está a ser fornecido pela parte frontal e/ou lateral e com a GPU, sendo que, dependendo do tipo de PSU e Caixa, pode-se estar a enviar ar um pouco mais quente para a PSU.
Interna
  • Tipo de ventoinha: Não existe assim grande discussão acerca deste ponto já que não é muito comum que seja aplicada no entanto recomendamos que siga a regra da restrição de espaço;
  • Configuração: Normalmente numa posição que transporte o ar da parte frontal para a parte traseira para evitar competição com a GPU.

Cabos

Para que as ventoinhas possam fazer o seu trabalho nas melhores condições possíveis é necessário que se minimize ao máximo as perturbações ao escoamento do ar na caixa. A presença de cabos mal arrumados dentro da caixa prejudica em muito o arrefecimento já para não dizer que não é propriamente muito estético. Perder um pouco de tempo e arrumar o melhor possível a cablagem pode diminuir as temperaturas em alguns graus.

DSC_0638Um computador bem arrumado é um computador bem arejado

Localização do Computador

Basicamente existem 3 grandes regras:

  • Nunca colocar o caixa em cima de tapetes ou no chão;
  • Colocar em lugares mais confinados pode diminuir a quantidade de pó que apanha mas também reduz o fornecimento de ar;
  • Evitar colocar junto de fontes de calor (aquecedores, radiadores…)

Manutenção

Apesar de tudo, nenhuma estratégia de dissipação de calor é infalível e vai sempre requerer algum tipo de manutenção. Se se começar a verificar que determinado equipamento está a aquecer mais do que devia, há que determinar a sua causa. Verifique se todas as ventoinhas estão a funcionar normalmente, no caso de arrefecimento líquido verifique se as bombas estão operacionais e se o nível de fluido não está baixo, e o mais importante de tudo, verifique se não há uma grande acumulação de pó. Esta é a principal causa para sobreaquecimento e que pode ser facilmente resolvida. Apresentamos de seguida um vídeo de Linus Sebastian que demonstra de forma divertida e cinemática, como limpar o pó do computador.

Posto isto, esperamos que tenham aprendido um pouco mais acerca de arrefecimento de computadores, a sua importância e consequências, todas as variantes e como melhorar o que já possuem.

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