Impostare un flusso d'aria - Test

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  1. #1
    Moderatore L'avatar di Rais
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    Predefinito Impostare un flusso d'aria - Test

    Sfruttando l'occasione della solita pulizia ordinaria dei radiatori, ho colto l'occasione per testare una teoria circa il raffreddamento dei componenti in un case per PC.
    Le basi di questa teoria mi sono familiari, come sicuramente lo saranno per molti di voi, ma la conclusioni a cui arriva mi intrigavano cosi tanto che ho deciso di lasciar parlare gli strumenti.

    Mettiamo il caso di avere a disposizione un ventola ideale che produca in uscita dal case, sulla parte alta, un flusso di 100 m3/h costanti. Non essendo il case in pressione, da un altro punto il sistema vedrà un flusso di pari portata entrante

    A seguire, l'installazione di un analoga ventola da 100 m3/h in entrata non apporterà alcun miglioramento al bilancio delle portate. Il volume d'aria scambiato sarà lo stesso (per delta termici cosi bassi si potrebbe anche fare un equivalenza volume massa a densità costante) e di conseguenza non ci sarà alcun miglioramento della termodinamica del case.

    Elementare giusto? Devo essere sincero, non è un ipotesi che riesco a figurare con facilità, e la conclusione estrema di questa teoria è quello che andremo a dimostrare: idealmente, non c'è alcun bisogno di ventole di ingresso, e tutto ciò che serve è un efficiente “ventolame” in uscita.


    Test Setup



    La cavia per questo esperimento è il mio PC principale, costruito sulla base di componenti non più recenti ma ben overcloccati, interamente raffreddato a liquido da sistemi AIO ed integrato in un N600 gentilmente concesso da CoolerMaster.

    Non si tratta di un hardware fuoriserie, ma quello che serve è un sistema dal TDP medio-alto e lo abbiamo. Per il test ho usato Prime95 e Furmark 1.14 contemporaneamente per almeno 10 minuti, registrando i dati con HW Monitor 1.16, Asus PC Probe II, CPU-Z.

    I dati di idle sono stati registrati dai valori correnti dopo un periodo prolungato di riposo, la T ambiente è circa 18 gradi.

    Per cercare di dare una risposta alla questione, compariamo due diverse configurazioni del raffreddamento, a parità di settaggi, con temperature ambiente costanti, e con lo stesso numero di ventole installate.



    La prima configurazione utilizza un impostazione con il radiatore GPU che prende aria dall'interno, una ventola a bassa velocità che raffredda due drive meccanici ed il radiatore CPU che pesca aria interna e flussa all'esterno.
    Le frecce con contorno grigio indicano un flusso naturale in entrata (verde) ed uscita (rosso). Non sono indicate le griglie aperte sul lato destro (100x200mm) e lato sinistro (d=200mm).

    Il grosso handicap di questa situazione è il flusso d'aria calda che il radiatore frontale immette nel case al massimo carico della GPU.



    Nella seconda configurazione tutti i radiatori pescano aria interna ed estraggono aria calda e la ventola frontale è stata spostata in estrazione sul top.
    Tutti gli ingressi d'aria sono per convezione naturale.


    Risultati dei test

    Screenshot (in ordine; fine periodo idle CFG#1, testing CFG#1, fine periodo idle CFG#2, testing CFG #2)




    Il grafico di idle mostra un vittoria di misura della seconda configurazione rispetto alla prima, con valori che si distanziano oltre il ragionevole errore di misura che posso aver commesso con strumenti non adeguati.
    Conoscendo l'efficienza in Idle dei sistemi a liquido, le temperature di CPU e GPU non differiscono di un margine significativo.

    Tuttavia i margini sui sottosistemi e sulla Asus sono sufficienti per affermare che il flusso interno è migliorato significativamente.



    I dati circa l'attività delle ventole dicono poco di significativo.



    Si evince che la seconda configurazione sia un miglioramento su tutti i fronti in maniera significativa, con la sola eccezione del comparto drive meccanici che soffre la stagnazione.

    Pescando aria dall'interno e dalla paratia laterale destra, la temperatura della mia 680 è migliorata di ben 10 gradi.

    Tenendo presente il grosso handicap della prima configurazione in termini di flusso d'aria sul radiatore CPU, il miglioramento apportato dalla seconda configurazione sembra buono ma non eccezionale.



    Tuttavia c'è da considerare l'attività delle ventole per avere una più chiara visione d'insieme. Mentre nel primo caso il sistema è di fatto in throttling termico, con le ventole a quasi il 100% del duty cicle, la seconda configurazione si mantiene su livelli alti, ma decisamente meno rumorosi.
    In quest'ottica i 4 gradi di differenza sulla CPU pesano molto di più.

    Un test rigoroso, eseguito con ventole a duty cicle costante sarebbe stato paradossalmente “meno rigoroso” e meno utile a trarre conclusioni. L'affiancamento dei grafici di temperatura e dell'attività delle ventole è sicuramente un quadro più efficace nel descrivere la situazione.



    Conclusioni

    Ora possiamo trarre alcune conclusioni, ma la faccenda è tutt'altro che finita. Ho dimostrato che, a parità di capacità di generare flussi (in parole povere, con lo stesso numero e specie di ventole), la configurazione migliore per il mio sistema è quella che prevede tutte le ventole in estrazione.

    Da qui si può ragionevolmente dire che la teoria di cui in introduzione ha senso e funziona nell'atto pratico, ma la mia indole scientifica esige un altra prova.

    Appena mi sarà possibile, rimediato un kit ddr3 e smaltito il lavoro in arrivo dal CES, allestirò un Phenom II interamente raffreddato ad aria in una situazione più da manuale(una ventola in entrata, una in uscita) con un leggero overclock sufficiente ad amplificare i risultati quanto necessario a ridurre l'importanza di eventuali errori.

    Stay tuned.

  2. #2
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  3. #3
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    già solo la (tua) curiosità (fattivamente sperimentare) mi piace oltre quella della sola concezione
    che potrei avere io (solo idealmente sperimentare). Bene

    A partire dalle tue conclusioni, vorrei però invitarti a farti venire il sospetto che globalmente i
    differenti flussi d'aria possano essere un po troppo sbilanciati tra le due conf: sia qualitativamente
    che quantitativamente riguardo la consistenza del volume di aria fredda/calda in gioco all'interno
    del nostro ambiente di prova (case).

    Come giustamente hai evidenziato, la costante (assai) negativa della conf #1 è data dalla continua
    immissione di aria, a temperatura sensibilmente superiore a quella ambientale, all'interno del case
    da parte del rad della gpu, a prescindere dal carico di lavoro della stessa. Per sola convezione ne
    potrà uscire (superiormente al case) solo una minima parte.

    Questo fattore dovrebbe, a mio modo di vedere, essere controbilanciato rispetto alla conf #2 (come
    costanti di partenza), cambiando dislocazione della ventola (dallo storage alla paratia superiore del
    case) ed invertendone ovviamente il flusso (da immissione in emissione):




    Qualcosa mi dice che le risultanze dovrebbero essere globalmente più positive, con solo un leggero
    sensibile peggioramento delle temp dello storage, senza per altro giungere a metterne in alcun modo
    a rischio le funzionalità :-)

  4. #4
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    Grazie dell apporto costruttivo
    Metterò alla prova anche il terzo caso per chiudere il discorso lcs, magari con un terzo test con unigine heaven che ci riporta con i piedi per terra rispetto alla assurdo prime+furmark.

    Ma qualcosa mi dice che il test ad aria sara più interessante. Tu, idealmente, cosa ne pensi della teoria che sto mettendo alla prova?

  5. #5
    Super Moderatore L'avatar di frakka
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    Originariamente inviato da Rais
    Elementare giusto? Devo essere sincero, non è un ipotesi che riesco a figurare con facilità, e la conclusione estrema di questa teoria è quello che andremo a dimostrare: idealmente, non c'è alcun bisogno di ventole di ingresso, e tutto ciò che serve è un efficiente “ventolame” in uscita.
    Aspetto le altre prove ma a naso sono sostanzialmente d'accordo.
    Se le ventole in estrazione mettono in depressione l'interno del case, avendo a disposione delle semplici griglie o feritorie l'aria esterna troverà il modo di entrare da un'altra parte a compensare, generando comunque un flusso d'aria. Il problema è che il maggior volume d'aria in ingresso tenderà ad entrare da dove il flusso dell'aria ottiene meno resistenza quindi il flusso in ingresso potrebbe non essere convogliato naturalmente verso quelle aree più calde (come appunto un comparto storage affollato) che ne avrebbero maggior bisogno. Il ventolame in ingresso, a mio parere, serve soprattutto a forzare la ventilazione in quelle aree che sono più a rischio di ristagno di aria calda.


    EDIT:
    Ovviamente si presume un posizionamento ragionato anche delle feritorie per la circolazione naturale dell'aria... Il discorso decadrebbe se, per assurdo, tutta la circolazione avvenisse solo in una parte del case (mi vengono in mente i vecchi case tower separati tra parte alta e bassa, completamente in lamiera piena con giusto un paio di forellini qua e là).
    Ultima modifica di frakka : 20-01-2015 a 01:13

    Questa è la storia di 4 persone chiamate Ognuno, Qualcuno, Ciascuno e Nessuno. C'era un lavoro importante da fare e Ognuno era sicuro che Qualcuno lo avrebbe fatto. Ciascuno poteva farlo, ma Nessuno lo fece, Qualcuno si arrabbiò perché era il lavoro di Ognuno. Ognuno pensò che Ciascuno potesse farlo, ma Ognuno capì che Nessuno l'avrebbe fatto. Finì che Ognuno incolpò Qualcuno perché Nessuno fece ciò che Ciascuno avrebbe potuto fare.

  6. #6
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    Oggi la twister pressure ha deciso di dare noie, l'ho reingrassata ed ora va(che culo, 12 euro di ventola) ed alla prima procedo con i test secondo toto.

    Pensavo di prendere una ventola con più pressione statica della F12 sul rad gpu(giusto per superare la griglia), non che la arctic sia sottodimensionata ora, ma giusto per poterla sfruttare più decentemente nel suo ambiente naturale, ovvero come ventola da case silenziosa. Che dite?

  7. #7
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    http://www.nexthardware.com/forum/mo...an-system.html

    più o meno ero arrivato alle conclusioni che vedete a pag3 post 24 ....
    CPU Intel Core i7-7700K @5 GHz / DDR4 4x8GB F4 G.Skill 3000MHz / Motherboard Asus Maximus IX Hero / Dissy Noctua NH-U9S / Sk Video integrata / HD 2Corsair MP500 in Raid 0 + 4WDSSHD 2T / Case Cooler Master Cosmos C700P / Alimentatore Enermax Platimax 1000W / Masterizzatore blueray ligh scribe LG BH10LS30 / Monitor ASUS VX239H-W IPS / SAMSUNG A5

  8. #8
    Daniele L'avatar di Trattore
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    Ciao Rais, mi piacciono queste prove che hai fatto
    quando dovevo posizionare le ventole del mio case... è stato un parto

    Originariamente inviato da Rais
    ...idealmente, non c'è alcun bisogno di ventole di ingresso, e tutto ciò che serve è un efficiente “ventolame” in uscita...
    A mio modestissimo avviso dipende anche da dove si trova il case... il mio è in un armadio, quindi ho bisogno di ventole frontali in ingresso, per non correre il rischio di pescare aria da dietro o dai lati che sarebbe più calda. Idem se ci fosse vicina una fonte di calore.



    PS:

    Originariamente inviato da Rais
    ...La prima configurazione utilizza un impostazione con il radiatore GPU che prende aria dall'interno...
    Non è dall'esterno?



  9. #9
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    Io seguo l'idea di Toto ma la ventola di immissione la metterei nel lato più basso per raffreddare la zona storage; l'utilità della ventola extra in immissione dovrebbe essere relativa e sarei quasi tentato di inserirla come 3° ventola in estrazione sul tetto / retro del case vicino alle ventole dei dissipatori della vga e della cpu.

    Editato per tentare di rendere il concetto comprensibile....
    Ultima modifica di Daniele : 27-01-2015 a 06:56

  10. #10
    Moderatore L'avatar di Rais
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    Originariamente inviato da Daniele
    Io seguo l'idea di Toto ma la ventola di immissione la metterei nel lato più basso per raffreddare la zona storage; l'utilità della ventola extra in immissione dovrebbe essere relativa e sarei quasi tentato di inserirla come 3° ventola in estrazione sul tetto del case.
    Non c'è nessuna 3 ventola... Due radiatori ed una ventola stop.

    La ventola in zona HDD ha senso, principalmente perchè da aria ma non disturba i flussi interni.

    A proposito, qualcuno ha un 4GB di ram in kit da vendere?

    Non è dall'esterno?
    Si la prima cfg la gpu prende aria dall'esterno, alla seconda dall'interno.

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