Himbeer-Pi-Kühlung; Kalte Luft einblasen oder heiße Luft heraussaugen?

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Ich befestige einen Lüfter am Originalgehäuse des RPi. Ich wollte einen Laptop-CPU-Lüfter verwenden. Soll ich die heiße Luft aus RPi saugen? oder kalte Luft in das Gehäuse blasen? Übrigens gibt es einen Kühlkörper auf dem Soc- und LAN- und USB-Chip.

cooling JFetz2191
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Nur für den Fall, dass es Verwirrung gibt: Wenn Sie dies tun möchten , ist das in Ordnung, aber es sei denn, es gibt einen besonderen Grund, warum Sie dies basierend auf der beobachteten Temperatur des internen Sensors des SoC tun müssen , beachten Sie, dass dies wahrscheinlich keinen wirklichen Unterschied macht der Pi selbst.
Goldlöckchen

Antworten:

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Es spielt keine Rolle. In beiden Fällen bewegen Sie Luft von einem Ort zum anderen. Beim Kühlen geht es um das Luftvolumen, nicht um die Fahrtrichtung.

Theoretisch kann das Herausziehen von Luft einen Unterdruck im Inneren des Gehäuses erzeugen, was theoretisch für die Kühlung vorteilhaft sein kann. In der Realität wird dies jedoch nur dann geschehen, wenn Ihr Lüfter ein Strahltriebwerk ist, was wahrscheinlich sehr nachteilige Nebenwirkungen hat auf den Fall und die Dinge darin.

Ein pragmatischeres Problem bei Desktop-Gehäusen ist die Ansammlung von Staub im Inneren aufgrund der sich bewegenden Luft. Wenn Sie jedoch die Luft hinein- und herausdrücken, können Sie den Innenraum sauber halten, indem Sie einen Staubfilter an der Außenseite des Lüfters anbringen. Dann müssen Sie den Staubfilter nur gelegentlich absaugen. Es ist unmöglich, Filter umgekehrt zu verwenden, es sei denn, Sie haben einen Sonderfall. Wenn Sie Luft ausblasen, saugen Sie diese am Ende aus einem beliebigen Riss, Spalt oder Loch ein, und Staub bedeckt die Komponenten zwischen dem Lüfter und dem Ausgangslüfter.

Bei einem Gehäuse in Pi-Größe wird die Staubansammlung nicht zu viel Aufwand führen. Wie ich bereits kommentiert habe, ist es unter normalen Umständen wahrscheinlich sinnlos, Luft mit einem Ventilator zu bewegen, außer als Generator für weißes Rauschen zu dienen.

Goldlöckchen
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Im Gegenteil, ich hatte ausgezeichnete Erfolge beim Kühlen meines Pi mit einem kleinen Strahltriebwerk. :)
Katze
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Ich bin verwirrt ... Sie möchten einen Überdruck erzeugen (wie bei einem höheren Druck als außerhalb des Kastens), um die Konvektion zu erhöhen, oder?
Antzi
@Antzi Ich hatte es nicht so gesehen - ich bin kein Physiker und es war ein Witz, der auf der Idee beruhte, dass die Temperatur mit dem Druck sinkt. Ich meine es ernst mit Überdruck, der im Allgemeinen besser ist als WRT-Computergehäuse und Staub (funktioniert in der Tat hervorragend). Und wenn man das Problem der Überhitzung ernst nimmt, hilft es sicherlich nicht, Staub anzusammeln. Es ist, als würde man langsam eine Isolierung hinzufügen.
Goldlöckchen
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Sie möchten immer Luft in ein Gehäuse blasen und keine Luft heraussaugen. Sie verlassen sich auf eine Druckdifferenz, um den Durchflusskreislauf durch das Gehäuse zu schließen, und der Lüfter kann den Druck stärker erhöhen als senken.
David Schwartz
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@Luaan Einverstanden. Sie können auch mit einem großen Gehäuse in Schwierigkeiten geraten, wenn zu viele Lüfter versuchen, Luft aus dem Gehäuse zu ziehen, und nicht genug Luft hineinschieben. Es ist wichtig, ausreichend Luft in das Gehäuse zu drücken.
David Schwartz
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Da die heiße Luft dazu neigt, im Gehäuse stecken zu bleiben, würde ich davon ausgehen, dass das Absaugen effektiver ist. In jedem Fall sollten Sie sicherstellen, dass neben dem Lüfter genügend Löcher vorhanden sind, damit die Luft zirkulieren kann.

Geheimnis
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Das Problem "stecken bleiben" besteht darin, dass die Luft nicht im gesamten Gehäuse zirkuliert. Je nach Gehäusekonstruktion und Position des Lüfters kann dies bei Unterdruck, Überdruck oder beidem auftreten.
Mark
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Ich habe dies mit einem nicht originalen Acrylgehäuse getestet und es scheint, dass es etwas bessere Ergebnisse gibt, wenn kalte Luft in die Box gedrückt wird. Sehen Sie dieses Video mit Grafik: https://youtu.be/N6keyV-gOzQ

Peluca
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Die Antwort lautet: Sie sollten den Kaltluftstrom direkt auf den Kühlkörper leiten.

Auf dem Lüftergehäuse befinden sich normalerweise Pfeile, die die Drehrichtung der Flügel und die Richtung der Luft anzeigen, die beim Einschalten durch den Lüfter strömt. Installieren Sie den Lüfter so, dass die Luft direkt auf die heiße Oberfläche strömt.

Stellen Sie außerdem in jeder ähnlichen Situation (wenn Sie einen Flüssigkeitsstrom haben, den Sie zum Kühlen einer heißen Oberfläche verwenden möchten) sicher, dass Sie den schnellsten Teil des Stroms direkt auf die heißeste Stelle lenken. Das würde das bestmögliche Ergebnis liefern.

Hier ist warum:

Es gibt drei allgemeine Mechanismen der Wärmeübertragung:

  1. Wärmeleitung - wenn die Energie durch Kollisionen zwischen Partikeln (Molekülen, Atomen) übertragen wird;
  2. Wärmekonvektion - wenn die Energie von einem Ort zum anderen übertragen wird, indem die sich bewegende Flüssigkeit (Luft, Wasser usw.) als Transportumgebung verwendet wird; Es gibt zwei Arten von Konvektion - frei und erzwungen.
  3. Wärmestrahlung - wenn die Energie durch Emission oder Absorption elektromagnetischer Wellen übertragen wird;

Wenn wir die Wärme von einer heißen Oberfläche (wie der Kühlkörperoberfläche oder der IC-Chipoberfläche) unter Verwendung eines Luftstroms an die Umgebungsluft übertragen möchten, erzeugen wir eine erzwungene Konvektionsbedingung. Das heißt, der Luftstrom "nimmt" die Luftmoleküle über der heißen Oberfläche auf und bewegt sie in den Außenraum.

Im Allgemeinen hängt die Wirksamkeit eines solchen Wärmeübertragungsmechanismus von der Geschwindigkeit des Luftstroms ab, der die heißen Moleküle "aufnimmt" und wegwirft, denn je mehr heiße Moleküle wir von der Oberfläche entfernen können, desto kühler ist sie wird sein.

Wir müssen die Geschwindigkeitsverteilung der Luftströme analysieren, die in verschiedenen Szenarien der Ventilatorplatzierung erzeugt werden können. Nennen wir dazu zuerst die Lüfterseiten: Die "Rückseite" des Lüfters ist die Seite, an der die Luft angesaugt wird. Und die "Vorderseite" des Lüfters ist die Seite, an der die Luft ausgeblasen wird. Nehmen wir außerdem an, dass am IC ein Kühlkörper angebracht ist.

Vergleichen wir nun die folgenden beiden Fälle.

In einem Szenario, in dem der Lüfter mit dem Rücken an der heißen Oberfläche befestigt ist (so dass er die Luft von den Seiten des Kühlkörpers senkrecht zur Lüfterachse auf die heiße Oberfläche saugt und die angesaugte Luft durch den Außenraum ausbläst (vorne) ist die Geschwindigkeit des Luftstroms in der Nähe der heißen Oberfläche langsamer als die Geschwindigkeit des Ausgangsstroms, der an der Vorderseite des Lüfters weggeblasen wird.

Für einen Ventilator, der mit seiner Vorderseite an der heißen Oberfläche befestigt ist (so dass er die Luft durch den Rücken saugt, sie dann direkt auf die heiße Oberfläche wirft und dann die Luft durch die Seiten des Kühlkörpers ausbläst) Die maximale Strömungsgeschwindigkeit wäre genau an der heißesten Stelle, was die optimalen Bedingungen für die Kühlung ergibt.

Samuil9999
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IBM und HP haben in den 60er und 70er Jahren viel zu diesem Thema recherchiert. Das Einblasen von Luft kühlt den heißesten Teil am besten, sendet diese Wärme jedoch an andere Teile, wodurch diese erwärmt und die Gesamt-MTBF gesenkt werden. Das Saugen vermeidet dieses Problem, vorausgesetzt, der Lüfter ist an den heißesten Stellen montiert, kühlt aber nicht so gut ab.

Und Staub sammelt sich so oder so an. Dies ist immer dann der Fall, wenn Sie kalte Oberflächen mit Luftstrom haben.

Mike Bryant
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Schauen Sie sich die Konfiguration der Desktop-PC-Gehäuse an - alle haben Lüfter, die Luft ansaugen, und einige haben auch Lüfter, die Luft einblasen.

Gehäuselüfter sind immer hinten und blasen Luft aus; Netzteile blasen Luft aus; Grafikkarten blasen Luft aus.

Einige Rackmount-Server haben Lüfter in der Mitte , die gleichzeitig blasen und saugen!

Der Trick ist ein guter Luftstrom (weshalb einige auch zwei Lüftersätze haben) - wenn Sie den Rest des Gehäuses abdichten und einen guten Weg für das Einbringen von Luft (normalerweise vorne) und das Ausblasen (normalerweise) bieten können auf der Rückseite) erhalten Sie dann die beste Kühlung für die geringste Luftbewegung. Wenn Sie den Lufteinlass auf einen bestimmten Bereich beschränken können, können Sie auch Staubfilter einsetzen.

Sie können dies an dünnen 1U-Rackmount-Servern erkennen, bei denen die Lüfter winzig klein sind und Luft vorne aufnehmen und direkt über die Komponenten, die sorgfältig im Durchfluss positioniert sind, direkt nach hinten ausblasen.

gbjbaanb
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"Sie haben alle Fans, die Luft heraussaugen" -> Sehr oft, aber dies ist ein schlechtes Design, das aufgrund der Trägheit der Tradition fortgesetzt wird. Siehe meine Kommentare zu Staub und zur Erzeugung von Überdruck, indem Sie mehr Luft einblasen, als Sie heraussaugen. Wie David Schwartz dort in einem Kommentar feststellt, ist es auch wahrscheinlicher, dass es nirgendwo tote Stellen gibt. Das heißt, wenn Sie mehrere Lüfter verwenden, sollte der größte der Eingang sein. Der Versuch, "den Rest des Falles zu besiegeln", ist ein Kinderspiel.
Goldlöckchen
Als ich PCs baute, wurde uns geraten, die Luft aus der Oberseite des Gehäuses zu ziehen und in die Unterseite zu schieben, damit wir nicht gegen die Hitze kämpfen müssen, die nach oben steigt, damit die Netzteile lüften würde dazu neigen, herauszudrücken, einfach weil sie normalerweise in fast allen verfügbaren Gehäusekonstruktionen an der Spitze landeten.
SeanC
@SeanC Ich denke, dies ist der Grund, warum Gehäuse traditionell mit einem kleinen Lüfter geliefert werden, der ausbläst - weil er oben auf einem kleinen Rost montiert ist, ebenfalls mit dem Netzteil (außerdem möchten Sie nicht, dass ein Netzteil einbläst, weil diese Luft einbläst durch das Netzteil erwärmt werden). Dann werden die Gehäuse mit einem großen offenen Rost am Boden geliefert.> _ <Das Beste, was Sie mit so etwas tun können, ist, einen zweiten Lüfter an diesem unteren Rost (mit äußerem Staubfilter) anzubringen, der eine deutlich höhere CFM-Bewertung als aufweist der oberste. Natürlich sind wir hier vom Thema abgekommen. WRT the Rpi ... ein Fan ist übertrieben, egal zwei.
Goldlöckchen
@goldilocks Offensichtlich nicht hermetisch abgedichtet, aber schauen Sie sich die Servergehäuse an - Luft strömt vorne und hinten auf freiem Weg. Auf jeden Fall ist ein Lüfter für den Pi entweder viel zu groß für das Gehäuse oder viel zu klein und daher laut. Vielleicht ist die beste Lösung eine bessere Möglichkeit, Wärme den Kühlluftstrom auf natürliche Weise bereitstellen zu lassen - indem sie unter eigener Konvektion über oder durch das Gehäuse fließen kann.
Gbjbaanb
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@goldilocks Schauen Sie sich den Link an - es ist ein Bild eines leeren Rackmount-Gehäuses. Was Rillen an Kühlkörpern betrifft - wenn die Lamellen horizontal sind, kann sich nirgendwo Staub ansammeln (dh an den Seiten herausragen, damit Luft zwischen ihnen aufsteigen kann). Mein Fall zu Hause hat einen Staubfilter an der unteren Vorderseite und die üblichen GFX-, Netzteil- und Gehäuselüfter, die hinten herausblasen - es gibt sehr wenig Staub im Inneren, aber der Staubfilter wird mit Schmutz bedeckt, daher denke ich, dass der wichtige Aspekt der ist Filter, ohne dass Sie unabhängig von der Konfiguration des Ein- / Aus-Lüfters Staub ansaugen.
Gbjbaanb