Veľa sa o nich hovorí, ale málo povedia. Čo to je?
A ideme do finále, v ktorom si rozoberieme mimoriadne populárne čiarové grafy, ktoré vyjadrujú vzťah medzi prietokom vzduchu a statickým tlakom. Tie sofistikovaným spôsobom a zdanlivo dôveryhodne prezentujú, v akom prostredí bude ktorý ventilátor efektívnejší. Ako to už ale býva, je to hlavne pomôcka na podporu marketingu ako niečo užitočné, na čo by sa dalo naozaj spoľahnúť.
V predošlých častiach seriálu Statický tlak vs. prietok sme sa najprv zorientovali vo vysvetlení si kľúčových veličín, potom nasledoval rozbor meraní „výkonu pre radiátory“ a teraz si vám dolovíme vysvetliť, prečo v testoch ventilátorov neriešime P/Q krivky.
Čo sú P/Q krivky? Perfektný nástroj na manipuláciu zákazníka, ktorý má veľmi malú výpovednú hodnotu. Pomocou neho výrobcovia (alebo skôr marketingové oddelenia) pomerne egoisticky operujú s vnorenými krivkami, ktoré majú za úlohu odprezentovať rôzne ventilátory v čo najlepšom svetle. Modely, ktoré chce firma predávať zákazníkom na radiátory či pasívy chladičov a i také, čo majú byť „akože“ výhodnejšie v systémových pozíciách, na cirkuláciu vzduchu v počítačových skrinkách.
Do momentu, kým sa vo ventilátoroch nezačnete vŕtať tak hlboko ako my, to vyzerá všetko zmysluplne, opak je však pravda. Znovu platí to, na čo sme prízvukovali už minule. Nechceme nikomu prekaziť plány uškodiť, ale z našej pozície považujeme za vhodné s patričným dôrazom poukázať na fakty, ktoré ukazujú, prečo sa P/Q krivky nedajú brať vážne.
Najprv je dôležité vedieť, čo vlastne tieto pomerne komplikované grafy zachytávajú. Na osi X je dosahovaný prietok vzduchu, na osi Y zase výška statického tlaku. To je jasné každému, ale pre každý prípad je dobré tým začať. O trochu komplikovanejšie na orientáciu je to, prečo s klesajúcim prietokom narastá statický tlak a pri najnižšom prietoku je najvyšší. Vy už ale dobre viete, že statický tlak sa meria pri nulovom prietoku (to znamená, že merací systém je utesnený a nepreteká ním žiadny vzduch).
Na lepšiu predstavu môže slúžiť stena, do ktorej ventilátor tlačí, ale žiadny vzduch cez ňu nepretlačí, no statický tlak je vtedy najvyšší. Ten klesá s každou dierkou, ktorá sa do tejto steny navŕta. Zároveň cez túto stenu pretečie viac vzduchu. Namiesto steny je ale lepšie si dosadiť reálne prekážky, ktoré sa v počítači používajú – filtre, mriežky, pasívy chladičov a radiátory. S nimi v grafoch pracujú aj samotní výrobcovia. Má to však dva háčiky, a pomerne zásadné.
Prerušované čiary v grafoch, ktoré reprezentujú jednotlivé prekážky, vychádzajú iba na základe predpokladov. Nemajú teda dočinenia s reálnymi meraniami na mriežke, na pasívoch ani na radiátoroch kvapalinových chladičov. Skrátka sa u nich kalkuluje s tým, že každá z týchto prekážok má inú mieru „otvorenia“ a možno aj pri inej hrúbke, čím vzniká na nej iný úbytok prietoku vzduchu. Tým pádom sa dá u ventilátorov s vyšším statickým tlakom dobre zakrúžkovať priesečník s radiátorom (a označiť ventilátor ako optimálny na takého použitie) a u ventilátorov s nízkym statickým tlakom, ale vysokým prietokom (to je typicky aj nešťastný Arctic BioniX F120) zase priesečník so skrinkou. Naoko to vyzerá všetko perfektne, logicky, ale pozor na tie dva avizované háčiky. Teraz prichádzajú.
Skrinka v porovnaní s radiátorom nemusí predstavovať menej reštriktívnejšiu prekážku, ako to prezentujú všetky P/Q krivky výrobcov ventilátorov. Všimnite si, ako v našich testoch prachový filter alebo šesťuhoľníková mriežka znížia prietok v porovnaní s hrubším radiátormi s redším rebrovaním. Aj u ventilátorov s relatívne vyšším statickým tlakom výrazne viac. A čo potom tie ventilátory „do skrinky“? Tie majú s filtrami a mriežkami veľké ťažkosti.
Znovu dávame ako ukážkový príklad do pozornosti Arctic BioniX F120, ktorý má špičkovú efektivitu iba bez prekážky. Veľké ťažkosti tomuto a mnohým konštrukčne podobným ventilátorom spôsobuje už aj prachový filter. „Skrinka“ za najmenej reštriktívnu prekážku môže byť považovaná iba vtedy, ak nemá žiadne filtre ani mriežky. Inak, na filtri a mriežkach zožerie prietok ventilátora podstatne viac než radiátor kvapalinového chladiča. V praxi sa to teda celé obráti. Z týchto kriviek je ďalej nejasné i to, aké konštrukcie predstavujú „vzduchové chladiče“ (ktorých sú mraky) a aké „radiátory“? V hustotách rebrovania (FPI) a hrúbkach sú veľké rozdiely na to, aby mohla radiátory zastupovať jedna univerzálna krivka.
Navyše, ako už z minulej časti seriálu viete, pre radiátory nie je kľúčové, aký spôsobujú úbytok dynamického tlaku, ale aký je celkový tlak na ich úrovni, v miestach prekážky. Nie v jej okolí. Informácia, aký je merateľný úbytok prietoku je užitočná na zohľadnenie toho, ako sa ventilátor na radiátore podieľa na systémovom chladení. O tom, ako efektívne je z rebier odvádzané vyžarované teplo, hovorí však niečo iné a P/Q krivky to len odhadujú na základe dynamického a statického tlaku (meraného pri nulovom prietoku, na ktorý ventilátor nezruinuje ani najhustejší a najhrubší radiátor), a odhadujú to dosť nepresne.
Bez meraní na fyzickej prekážke sa nedá vytvoriť ani záver, že ventilátor s vyšším statickým tlakom musí znamenať nižší úbytok vzduchu, ktorý prejde cez prekážku. Dôležitý je pre konečný výsledok aj charakter turbulentného prúdenia a to, ako efektívne mieša teplé molekuly so studenými. To už je ale nad rámec toho, čo bolo cieľom tohto seriálu. Každopádne je to oveľa, oveľa komplikovanejšie, než prednášajú výrobcovia ventilátorov. A oni to dobre vedia, my to vieme, vy to viete.
Ďakujem za sériu. Ako vedia byť skrinky reštriktívne ma prekvapilo už pri testoch ventilátorov a prinútilo ma zamyslieť sa nad výberom skrinky a ventilátorov do nej úplne inak. Čo sa týka toho chladiaceho výkonu, bude séria či sa dá aspoň približne odvodiť od airflow cez radiátor či nejakej kombinácie airflow/statický tlak?
Ako som písal v druhej časti seriálu, tak na relevantné poradie od najefektívnejšieho po najmenej efektívny ukazujú merania v kapitolách „Statický tlak cez tenší radiátor“ a „Statický tlak cez hrubší radiátor“. Poradie zodpovedá priemernému poradiu konštrukčne rôznych pasívov testovaných s konštrukčne rôznymi ventilátormi v prirodzenom prostredí (t.j. sledovaním rodzielov v zahrievaní procesora naprieč rôznym tepelným zaťažením). Výsledky prietoku cez radiátor sú na posudzovanie chladiacho výkona na radiátore menej presné.
Dôležitý je aj charakter turbulentného prúdenie vnútri radiátora, od ktorého efektivity (miešania teplých molekúl vzduchu zo studenými) sa tiež odvíja „chladiaci výkon“ medzi rebrami. To tie naše merania statického tlaku cez radiátor síce nereflektujú, ale aj tak tieto výsledky najlepšie korelujú s priemerom výsledkov z prirodzeného prostredia. Každopádne všetky tieto veci budeme i naďalej priebežne skúmať a sledovať najrôznejšie závisloti. Stále sme na začiatku, hoci už teraz môžeme smelo tvrdiť, že to, čo z P/Q kriviek urobil marketing výrobcov počítačových ventilátorov, je dosť nepodarený vtip. Samozrejme aj systémový ventilátor musí mať vysoký statický tlak (aby sa prietok vzduchu dramaticky neznížil), pokiaľ je na ňom filter, mriežka alebo kombinácia jedného i druhého. 🙂
V tomto prípade by som skôr hľadal vinníka na strane výrobcov skriniek, než ventilátorov. Tie grafy sa snažia iba dať do súvisu reštriktívnosť prostredia vzhľadom k prietoku a statickému tlaku a musia nejakým spôsobom zahrnúť niečo čo si vie user priradiť k praktickému nasadeniu. Že sa to s praxou nie vždy zhoduje je pravda, ale ako sa aj minule spomínalo, tých kombinácií skríň, chladičov a radiátorov je veľa. Takže určite sú prípady keď tie grafy dávajú zmysel, ale aj keď vôbec nedávajú. Určite sa ale zhodneme, že v rámci filozofie chladenia chceme na pasívoch a radiátoroch väčšiu reštriktivitu než na otvoroch v skrinkách. Také by aspoň mali byť nároky zákazníka, ale aj cieľ výrobcu skrine, ak chce dať na trh funkčný produkt. V tomto sú výrobcovia ventilátorov naozaj nevinne.
Ja bojujem proti prekážkam na fan pozíciách už roky a všetko čo je v ceste vrtuliam poctivo strihám preč, až na holý otvor ak sa dá. 🙂 Toto bola kľúčová vec pri výbere mojej poslednej skrine a musím povedať, že to je poznať na akustike.
https://i.imgur.com/9C5yFfH.jpg
https://i.imgur.com/TjotmmX.jpg
Bohužiaľ aj veľa luxusnejších skríň si nesie vcelku hrubé šesťuholníkové perforácie na zadnom výfuku a vôbec nie je vidno snahu to zlepšovať. Ešte horšie je keď sa z tvaru perforácie stane skôr dizajnový prvok než priepust s čo najmenším odporom, viď napr. Fractal 7. Keď sa 7. generácia superúspešnej skrinky zníži k takej ignorácii funkčnosti v prospech dizajnu, tak musí byť v hlavách vývojárov niečo ozaj zle. 🙁
Neviem veru či toto má vôbec 50% plochy perforovanej https://hexus.net/media/uploaded/2020/2/10203f85-357d-4e80-9f20-9014088a6041.png
Lenže nejde len o mriežky, ale aj o prachové filtre. Minimálne nylonový filter ako ten najefektívnejší, čo je, by sa u skriniek mal zohladňovať. Už i ten okreše prietok niektorých ventilátorov na polovicu (typicky tých, čo sú prezentované ako najlepšia voľba do skriniek) zatiaľ čo u iných konštrukcií (typicky s vysokým statickým tlakom) je jeho percentuálny pokles o dosť nižší.
„Keď sa 7. generácia superúspešnej skrinky zníži k takej ignorácii funkčnosti v prospech dizajnu, tak musí byť v hlavách vývojárov niečo ozaj zle.“ Zvykne sa argumentovať nižšími výrobnými nákladmi, ale potom nech mi niekto rozumne vysvetlí, ako je možné, že na najlacnejších xy zdrojoch tá poriadna aerodynamická kruhová mriežka byť može? Nevyhovuje vzhľad? Prestriekať načierno a keď ani to nestačí, tak upliesť z RGB drôtu. 😀
U zdroje to problém není z prostého důvodu, tam se s ohledem na celkové rozměry pevnosti a tuhosti skříně dociluje snáze než na desetinásobném objemu.
Vysvetlenie je super, len som čakal že sa v ňom objavia niečo čo ste pomerali, nejaké čísla alebo grafy.
V rámci týchto miničlánkov som to nechcel príliš komplikovať. Grafy a čísla, o ktoré sa dá oprieť, sa priebežne pribúdajú v štandardných testoch ventilátorov. Keď sa teda budeme držať toho, čo písal vyššie Miňo, že P/Q krivky ilustrujú iba reštriktivitu prostredia (a nedá sa z nich vyvodzovať chladiaci pre radiátory), tak sa dajú jednoducho porovnať úbytky dynamického tlaku (prietoku) vplyvom jednotlivých prekážok. Už i len cez samotný plastový filter sú vyššie než cez redší radiátor. To je prirodzené, keď má otvorenú väčšiu časť prierezu, ale pozretí na to, čo sa prezentuje v P/Q krivkách, to tak nevyzerá.
Dobre, plastový filter je neefektívny a je to skôr nedokonalosť výrobcov skriniek, nízkorozpočtová možnosť, beriem. Ale ani rozdiel medzi nylonovým filtrom a tenším, ale hustejším radiátorom (konštrukcia, ktorá sa používa prakticky všetkých AIO vodníkoch), nezodpovedá pomeru, aký je prezentovaný. Inými slovami, keby to bolo uvádzané správne (t.j. obvyklá situácia v solídnej skrinke a mainstreamový radiátor), tak by sa tak skvelo nedali odprezentovať ventilátory „optimalizované na systémové chladenie“. 🙂