Raspberry Pi冷却;吹冷空气还是吸热空气?


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我在RPi的原始包装盒上安装了风扇。我想使用笔记本电脑的CPU风扇。我应该从RPi吸热空气吗?或在机箱内吹冷空气?顺便说一句,Soc和LAN&USB芯片上有一个散热器。


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万一有任何困惑:如果你做到这一点,这很好,但除非有就是为什么你一些特殊原因需要做到这一点基于SOC的内部传感器观测温度,当心它可能不会做出任何真正的区别Pi本身。
goldilocks

Answers:


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没关系 无论哪种方式,您都将空气从一个地方移到另一个地方。冷却大约是空气量,而不是行进方向。

从理论上讲,抽出空气可能会在机壳内部产生负压,从理论上讲,这可能有利于冷却,但是,实际上,除非风扇是喷气发动机,否则这不会发生,这可能会带来非常不利的副作用关于案件和内部的事情。

在台式机机箱上,更务实的考虑是由于所有移动的空气在内部积聚了灰尘。但是,通过将空气推入而不是吹出,您可以通过在风扇的外部包括一个灰尘过滤器来保持内部清洁-然后,您只需要偶尔吸尘器即可。除非您有某种特殊情况,否则尝试以其他方式使用过滤器是不可能的。如果将空气吹出,则最终会从任意裂缝,缝隙或孔洞中吸入空气,灰尘会覆盖那里和输出风扇之间的组件。

使用pi尺寸的机箱时,灰尘堆积不会增加太多麻烦。但是,正如我已经评论过的,在正常情况下,首先用风扇移动空气可能没有意义,除了充当白噪声发生器之外。


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相反,我用小型喷气发动机冷却Pi取得了巨大的成功。:)

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我很困惑...您想创建正压力(例如高于盒子外部的压力)以增加对流吗?
Antzi

@Antzi我没有那样想过-我不是物理学家,这是基于温度随压力下降而产生的笑话。我认为正压力通常是更好的WRT电脑机箱和灰尘(实际上是可怕的)。而且,认真对待过热问题,积聚灰尘当然无济于事,就像慢慢地增加隔热层一样。
goldilocks

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您总是想将空气吹入外壳,而不是从外壳中吸出空气。您需要依靠压差来关闭流经外壳的流量环路,而风扇所产生的压力要比其下降的压力大。
David Schwartz

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@Luaan同意。如果您有太多的风扇试图从机箱中抽出空气,而又没有足够的空气将其吸入机箱中,您也可能会遇到麻烦。将足够的空气推入外壳至关重要。
David Schwartz

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由于热空气倾向于卡在外壳内,我想将其吸出会更有效。无论哪种方式,都应确保除风扇外还有足够的孔供空气流通。


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“卡住”的问题是空气没有流通到整个壳体。根据机箱设计和风扇位置的不同,这可能在负压和/或正压下发生。
2016年


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答案是:您应该将冷气流直接引导到散热器上。

风扇外壳上通常印有箭头,表示打开时叶片的旋转方向和流过风扇的空气的方向。安装风扇,使空气直接流到热表面上。

此外,在每种类似情况下(如果您要使用流体流来冷却热表面),请确保将流中最快的部分直接引导到最热的位置。那将给出最好的结果。

原因如下:

有三种通用的热传递机制:

  1. 导热-当能量通过粒子(分子,原子)之间的碰撞而转移时;
  2. 热对流-当通过使用移动的流体(空气,水等)作为运输环境将能量从一个地方转移到另一个地方时;对流有两种类型:自由对流和强制对流。
  3. 热辐射-当能量通过发射或吸收电磁波进行传递时;

当我们想利用气流将热量从热表面(如散热器表面或IC芯片表面)传递到周围的空气时,我们正在创建强制对流条件。也就是说,空气流“吸收”了热表面上方的空气分子,并将其移到外部空间。

通常,这种传热机制的有效性取决于“吸收”热分子并将其丢弃的气流速度,因为我们可以从表面上方去除的热分子越多,其温度就越低将会。

我们需要分析在风扇放置的不同情况下可能产生的气流的速度分布。为此,我们首先将风扇侧面命名为:风扇的“背面”是吸入空气的那一侧。而风扇的“正面”是吹出空气的那一侧。另外,我们假设IC上有一个散热器。

现在,让我们比较以下两种情况。

对于一种情况,将风扇的背面安装在热表面上(以便它从散热器侧面垂直于风扇轴的方向将空气吸入到热表面上,并将吸入的空气通过它的前部),靠近热表面的气流速度将慢于在风扇前部吹走的输出气流的速度。

对于以正面连接到热表面的风扇(这样它就从背面吸入空气,然后将其直接扔到热表面上,然后通过散热器的侧面吹出空气) ,最大流速将恰好在最热的位置,从而提供最佳的冷却条件。


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IBM和HP在60年代和70年代对此主题进行了大量研究。吹入空气可以最好地冷却最热的零件,但会将热量传递到其他零件,从而将它们加热并降低整体MTBF。如果风扇是由最热的部件安装的,则吸油可避免此问题,但散热效果也不佳。

灰尘会以任何一种方式积聚。当您的表面很冷且有气流时,它总是会出现。


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看一下台式机机箱的配置-它们都有风扇将空气吸出,有些还具有将空气吹入的风扇。

机箱风扇始终在后面,将空气吹出。电源将空气吹出;显卡将空气吹散。

一些机架式服务器的中间有风扇 -同时吹气和吸气!

诀窍是良好的气流(这也是为什么有些风扇具有2套风扇的原因)-如果您可以密封其余的外壳,并为空气的引入(通常在前面)和吹出(通常是)提供良好的路径在后面),那么您将获得最佳的冷却效果,并使空气流动最少。如果您可以将进气口限制在某个区域,则还可以将灰尘过滤器安装到位。

您可以在瘦的1U机架式服务器中看到这一点,在这些服务器中,风扇很小,旨在将前面的空气吸入并直接吹向后面的气流,而不管流中是否已仔细放置任何组件。


“他们都有吸引空气的风扇” ->很多时候,但这是一个糟糕的设计,由于传统的惯性而继续存在;请参阅我对灰尘的评论,并通过吹入比吸入更多的空气来产生正压力。正如David Schwartz在评论中观察到的那样,这也更有可能确保任何地方都没有死角。即,如果您使用多个风扇,则最大的风扇应该是输入。试图“密封其余的案件”是愚人的事。
goldilocks

回到我建造PC时,我们被告知应该从机箱顶部抽出空气,然后将其推入底部,这样我们就不必为了防止热量上升到顶部而战斗,这样PSU风扇往往会推出,仅仅是因为它们通常在几乎所有可用的案例设计中都排在最前面。
SeanC '16

@SeanC我认为这就是为什么传统情况下机箱会带有一个小风扇吹出的原因-因为它安装在小炉排的顶部,与PSU一样(另外,您不希望PSU吹进来,因为空气会吹由PSU加热)。然后,这些箱子的底部带有一个大的敞开式炉排> _ <最好的做法是在该底部的炉排上加第二个风扇(带外部灰尘过滤器),该风扇的CFM额定值明显高于头一个。当然,在RRT WRT,我们已经远离话题了……一个球迷太过分了,别介意两个。
goldilocks

@goldilocks显然不是密封的,而是看服务器机箱-空气以清晰的路径在前面和后面流动。无论如何,对于Pi来说,风扇肯定是:机壳太大或太小而有噪音。也许最好的解决方案是让热量自然提供冷却气流的更好方法-通过让热量在其自身对流下流过或流过外壳。
gbjbaanb

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@goldilocks查看链接-它是一个空的机架安装盒的图像。至于散热器上的凹槽-如果散热片是水平的,则灰尘无处聚集(即伸出侧面,空气会在它们之间上升)。我在家中的箱子的下部前部有一个防尘网,而普通的gfx,psu和机箱风扇则向后吹–里面的灰尘很少,但防尘网被黑了,所以我认为重要的是过滤器,不考虑进/出风扇的配置,都将吸入灰尘。
gbjbaanb
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