夏日PC消暑指南:機箱風道與風扇選擇
進入六月以后北京的天氣真是熱得讓人感覺喘不過氣，大家天天打交道的筆記本和臺式機更是連人都不如了，所謂熱成狗真是一點也不夸張。年年大家在防暑抗高溫這個問題上都是八仙過海各顯神通，但是很多人光顧著自己涼快，卻忽視了夏天臺式機、筆記本的散熱問題，長期的忽視導致機器一到夏天就問題不斷。本周筆者就為大家帶來《夏日PC防暑指南》系列文章，分別從“PC、筆記本除塵清灰”“風道構建和風扇選擇”以及“硅脂的選擇和使用”三個方面來幫助大家對如何給電腦降溫有一個全面的認識。
作為系列文章的第二篇，本期我們從風道構建和風扇選擇說起。
很多玩家攢機的時候往往會忽略風道這個概念，在風冷散熱器為主流的時代，風道的搭建確是發燒玩家們之間討論最多的問題，如今隨著一體水冷的普及大家開始逐漸淡化風道這個概念，風道問題淡化的主要原因有三個一、一體水冷技術的大范圍普及，水冷對于風道要求有所降低；二、如今新出的機箱對于風道優化已經做到極致，立體風道技術已經全面普及；三、小白用戶依舊對于風道的概念一知半解，下面我們為大家“挖墳”，重新把風道從歷史的塵封中拿出，為大家揭開風道的概念與運用。為了方便大家理解下面會利用Q/A方式來解讀“風道”
什么是風道？都有那些風道？
風道就是指空氣在機箱內運動的軌跡、方向，主要表現于冷風從哪里進入，熱風從哪里出去，風的流向應該怎么控制，如何才能達到最好的散熱效果，這幾點都是我們在攢機時要考慮得。機箱風道設計發展到現在已經出現了水平風道、垂直風道及水平垂直立體風道設計三大類型。
Q：水平風道、垂直風道及水平垂直立體風道各有何優缺點
A：水平風道起步較早，也比較成熟，但是存在一定的散熱死角；垂直風道消除了散熱死角，但是帶來了防塵問題；立體風道采用了多處散熱孔的設計，這保證了冷風的充足與熱風的及時排出。
Q：如何判別機箱采用那種風道設計？
A：采用水平風道設計的機箱最明顯的特征是，機箱前面板加裝風扇，背部也加裝了風扇；垂直風道最明顯的特征是，機箱底部有大面積進風口，頂部進行了開窗，進風量大于排風量形成正壓差；立體風道最明顯的特征是，頂部開窗、前面板及背部加裝風扇、側板開有散熱孔等。
三種不同風道示意圖（點擊圖片可放大）
目前水平風道設計早已過時，且存在散熱死角；垂直風道機箱一直被銀欣機箱占據，且此類風道機箱對于防塵要求較高；立體散熱設計為目前主流，不管國產還是大牌機箱都主推此類風道，下面我們就立體風道展開討論
機箱內部風扇越多越好？
立體風道是通過大量進風口來獲得足夠的進風量，那么問題來了，機箱內部風扇是否越多越好？下面我們根據這個問題做一番測試，測試對象為機箱尾部12cm排風扇與風冷散熱器之間的組合。
上圖為測試結果，就機箱cpu區域散熱而言，風扇越多對散熱越好，但是提升并不是太大，僅僅2-3攝氏度的差別，為了換取2-3攝氏度的差別來增加一個風扇的噪音與成本是得不償失的，所以這里得出結論是風扇并不是越多越好，散熱效果不是成倍增加，所以風扇再多也無法從本質上改變散熱器散熱性能。
風扇只是最大限度優化空氣對流速度，本質上散熱器熱交換效率才是決定散熱性能好壞的根本。
什么是正壓差、負壓差？
很多人不明白什么是正壓差機箱什么是負壓差機箱，甚至會和垂直風道概念混淆，這里先說明一下三者的區別。垂直風道上面已經講過，是風道的一種設計。正負壓差指的是機箱內部空氣的壓強，正壓差是指機箱內部壓強大于外部壓強，負壓差則是機箱內部壓強小于外部壓強。正負壓差是一種物理屬性，是非人為 設計的，但可以通過使用工具來改變機箱內外壓強的平衡，達到預期的效果。
在機箱中實現正負壓差的方法很簡單，實際效果也各不相同。正壓差是機箱內部壓強大于外部壓強，那么只要使用更多的風扇往里吹風，使用較少的風扇往外排風或降低排風扇通風量，就可以達到正壓差的效果。 負壓差則相反，即往外排氣大于向內吸氣。
正壓差和負壓差之間的差異
采用正壓差設計的機箱，最大的好處是防塵，正壓差概念主要是來自無塵室，無塵室主要應用于高科技工業，醫療與食品加工，而無論哪一種等級的無塵室都是以保持正壓差來避免灰塵的侵入。而負壓差理論上散熱效率要大于正壓差，比如服務器機箱基本都是向外排風，對排風扇位置也好部署。
當然正壓差與負壓差到底哪個好一直都是一個爭論不休的問題，正壓差防塵且對散熱效果直觀，負壓差理論散熱效率高，對于防塵這是一個偽命題，只要有進風口都會吸入灰塵，防塵好壞在于進風口防塵措施；正壓差與垂直風道機箱配合最好，同樣這也是伴隨垂直風道機箱誕生的， 兩者是相輔相成的關系。
對于普通玩家我們該如何搭建一個簡單而又高效的風道？
零零碎碎說了那么，那么對于普通用戶而言什么樣的風道最直接、高效且簡單呢？這個不難，上面我們知道了如今我們早已步入立體風道時代、風扇并不是越多越好、正壓差更適合垂直風道機箱，那么對于機箱風道部署如上圖所示即可，面板上安裝兩枚12cm風扇作為進風風扇，尾部安裝一枚12cm風扇作為排風扇，如果裝有高端游戲顯卡可在機箱底部安裝一枚進風扇，對于底部沒有12cm風扇安裝位的機箱，也沒關系，單卡平臺使用這三枚風扇已經夠用了。
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如何挑選適合自己的風扇，首先我們從風扇的一些必要知識講起，這里都是干貨，不喜歡的玩家可以直接跳過看結論。
一般來講，我們衡量一款風扇好壞是從它的性能、工作噪音、壽命等方面進行評價。對于DIYer來說，外觀、附加值等也成為衡量一款風扇是否優秀的標準。
衡量一款風扇的性能最重要的兩項指標就是這款風扇的風壓和風量。
風量：即單位時間內通過風扇出風口（或進風口）截面的空氣體積，單位一般為cfm，即立方英尺每分-cubic feet per minute，或cmm，即立方米每分- cubic metres per minute。風量＝平均風速×過風面積。可見，風扇風量的大小基本取決于風速的高低與過風面積的大小。過風面積相同，風速越高，風量越大；風速相同，過風面積越大，風量越大。 風冷散熱器是利用熱交換帶走散熱片上堆積熱量的。顯然，采用同樣的散熱片結構與空氣流動方式，單位時間內通過的空氣越多，帶走的熱量也就越多。
因此，其它條件不變的情況下，可以說實際風量對風冷散熱效果起著決定性的作用。
風壓：風壓即風扇能夠令出風口與入風口間產生的壓強差，單位一般為mm（cm） water column，即毫米（厘米）水柱（類似于衡量大氣壓的毫米汞柱，但由于壓強差較小，一般以水柱為單位）。風壓是衡量風扇“強勁”程度的重要指標，風壓直接影響到風扇的送風距離。對于那些比較厚重的散熱器或者機箱風道風扇來說，一款風壓大的風扇是必不可少的。
對于目前流行的一體水冷來說，在選擇風扇的時候要著重選擇大風壓風扇，正如上面所說，風壓代表風扇強勁如否，而對于冷排而言風壓代表能否將冷排吹透明。
除了風壓、風量這兩個性能決定因素外，關于風扇還有葉片曲率、葉片傾角、葉片間距、葉片數目、葉端間隙、葉片弧度、電機直徑、葉片光滑度等參數，感興趣玩家可以看看以下的科普（文字整理于玩家堂）
葉片曲率：在一定范圍內，葉片曲率越大，相同轉速下，氣體動能也就越大，即風量與風壓越大；同時，葉片所受的阻力也越大，要求電機的扭力更大。
葉片傾角：傾角越大，葉片上下表面間壓力差越大，相同轉速下風壓越大；但上表面壓力過大，可能產生回流現象，反而降低風扇性能。因此，葉片傾角也應在一定限度內提升。
葉片間距：葉片間的距離過小，會導致氣流擾動，增加葉片表面的摩擦，降低風扇效率；葉片間的距離過大，則會導致壓力損失增大，風壓不足。
葉片數目：各種規格風扇葉片的截面曲線、傾角等基本相若，每片葉片寬度往往取決于扇葉的高度。為了保證葉片間距不致過大，影響風壓，徑高比較小（即相對較薄）的風扇多采用增加葉片數目的方法彌補。不論葉片數目是多是少，軸流風扇的葉片數目卻往往是3、7、11等奇數，這是由于若采用偶數片形狀對稱的扇葉，又沒有調整好平衡，很容易使系統發生共振，倘葉片材質又無法抵抗振動產生的疲勞，將會使葉片或心軸發生斷裂，因此多設計為關于軸心不對稱的奇數片扇葉設計。這一原則普遍應用于包括部分直升機螺旋槳在內的各種扇葉設計中。
葉端間隙：如何調整扇葉與外框之間所存在的間隙是風扇設計中的一大難題。間隙過小會令此間氣流與葉片、外框發生摩擦，增大噪音；增大間隙則會由于反激氣流等影響而降低風扇效率。
葉片弧度：扇葉除了在截面上具有一定曲率外，在俯視平面內也并非沿著徑向筆直延伸，而是向著旋轉方向略有彎曲，呈一定弧度。如果葉片沿徑向筆直延伸，風扇旋轉所帶動的氣流在出風口一側將呈散射狀，送風距離短，且“力量”不集中；如現行產品版略帶弧度，則可保證吹出氣流集中在出風口正前方的柱狀空間內，增加送風距離與風壓。
電機直徑：由于電機與軸承的存在，軸流風扇主軸所在的中心部分難免一定無氣流通過的盲區，主軸直徑便決定著此盲區的大小。主軸直徑的大小則主要取決于風扇電機的功率——大功率的電機需要更大的定子繞組線圈，必然占用更多的空間，在無法縱向擴展（增加高度）的情況下，便只好橫向擴展（增大面積）。
葉片光滑度：這是一項非設計因素影響的指標，基本上取決于生產者的模具成形與后期處理工藝。在設計曲線之外，葉片上的不平整會在旋轉中產生紊流，增加摩擦，降低風扇效率，折損風扇性能，增大工作噪音。
噪音
在現在的DIY領域里，玩家們越來越在乎PC整機的工作噪音，而噪音的最大來源之一就是風冷散熱器。風冷散熱器的工作噪音主要有三個來源：軸承的摩擦與振動、扇葉的振動、風噪。
軸承的摩擦與振動：不但產生噪音，而且影響性能，縮短器件壽命。
扇葉的振動：一般采用塑料制作的風扇扇葉具有一定的韌性，可以承受一定程度的物理形變，同樣也會在推動空氣過程中因受力發生振動，但幅度一般較小。另一種較為嚴重的振動則是由于扇葉質量分布不均，重心與旋轉軸心存在偏心距所致。
風噪：流動的空氣之間互相沖擾，與周圍物體發生摩擦，葉片對氣流的分離作用，周期性送風的脈動力等，都會產生噪音。空氣流速越快湍流越多，往往風噪也越大，而且會隨著風速的提高呈加速度增大。普通的軸流風扇會在扇葉與外框間的空隙處產生反激氣流，產生較大風噪的同時，更會對風量造成不利影響。另外,同款風扇噪音與轉速成正比，葉端間隙越小產生的噪音也越大。
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風扇雖小，但門道很多，光參數就那么一堆，根據各大同行風扇橫評上來看，一款風扇的性能強弱并不是單獨增加一兩項獨特的設計就能使風扇性能大幅提升，這需要風扇整體在各個細節上處理的恰到好處，才能得以發揮非常好的的性能。噪音方面基本上表現為性能越強的風扇其相對于同轉速一些性能較弱的風扇更吵，也就說幾乎沒有一款風扇能做到性能和噪音的完美結合，熊和魚掌不可兼得。
當然有些風扇會對葉片進行優化，使其盡可能的提升風壓或者風量
風扇的一些小知識講完了，相信很多用戶對于風扇的選擇依舊還是一知半解，為了結合上一頁，搭建高效風道，在文章的結尾小編為大家推薦幾款好用的機箱風扇。
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