Cómo elegir los mejores ventiladores de caja para su PC personalizado

Abordamos todo, desde los tipos de cojinetes y la geometría de los ventiladores hasta la aerodinámica y la optimización de la presión, en la búsqueda de enfriar su PC personalizado como un profesional.

Su CPU y GPU vienen con ventiladores de enfriamiento, pero no enfriarán nada si la temperatura ambiente en la carcasa de su PC es alarmantemente alta.

Es por eso que necesita ventiladores de caja.

Las PC personalizadas generalmente se construyen en gabinetes modernos que se envían con un solo ventilador pésimo. Este no es el fabricante que escatima centavos, sino que deja el trabajo de elegir la configuración del ventilador de la caja al usuario.

Y hacerlo bien es fundamental para garantizar un rendimiento óptimo y la confiabilidad a largo plazo de su PC personalizado. Entonces, así es como elige los mejores ventiladores para su PC.

La respuesta corta es que un solo ventilador de caja no es suficiente para evitar que su computadora se sobrecaliente.

Sin embargo, el enfriamiento de la carcasa de la PC es un poco más complicado que eso. El fabricante de la carcasa le deja esta tarea a usted porque las PC personalizadas no solo exhiben configuraciones de componentes muy diferentes, sino que la orientación física de los ventiladores de refrigeración también varía de una construcción a otra.

El rendimiento informático es directamente proporcional a la cantidad de vatios que puede enviar a través de la CPU y la GPU. La gran mayoría de esta potencia se disipa en forma de calor. El rendimiento general de la PC está severamente limitado si no puede eliminar este calor de los componentes de manera eficiente.

Eso es un problema porque una PC con un solo ventilador de caja es funcionalmente indistinguible de un horno.

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Por lo tanto, elegir la configuración correcta del ventilador de la caja para su brillante equipo de edición de video o juegos tiene un impacto significativo en el margen térmico disponible. Una PC que funciona bien permite que la CPU y la GPU alcancen velocidades de reloj turbo más altas y al mismo tiempo las mantienen por más tiempo.

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Conocer la construcción básica de un ventilador de caja de PC típico facilita la comprensión de las especificaciones y determina cuáles son ideales para su caso de uso. Los ventiladores de computadora usan un diseño axial o centrífugo. Los ventiladores axiales aspiran y expulsan aire a lo largo del eje de rotación de las palas, mientras que los ventiladores centrífugos extraen aire de forma perpendicular al eje de rotación.

Debido a que las computadoras de escritorio emplean exclusivamente ventiladores axiales, no nos molestaremos con el otro tipo. Un ventilador axial típico se compone de tres partes principales: el cubo, las aspas y el marco. La hoja y el marco son piezas de plástico simples, pero el cubo alberga los componentes más caros e importantes, como el motor, los cojinetes y la electrónica.

Un ventilador axial genera flujo de aire impulsando el motor para hacer girar las aspas a altas velocidades. El volumen de flujo de aire generado depende de la velocidad/par del motor, la eficiencia aerodinámica de las palas y muchos otros factores.

Si está buscando un ventilador de caja, debe saber cómo estos componentes dictan su costo y calidad.

Echemos un vistazo a las diversas especificaciones que rigen el rendimiento del ventilador.

El rendimiento del ventilador está determinado por dos métricas mutuamente excluyentes de flujo de aire y presión estática. El primero mide la cantidad de aire que mueve un ventilador en un tiempo determinado, generalmente expresado en pies cúbicos por minuto (CFM). Cuanto mayor sea el flujo de aire de un ventilador, mayor será el volumen de aire que puede mover, lo que tiene un impacto positivo en el rendimiento de refrigeración.

Un ventilador de mayor flujo de aire es ideal cuando está expulsando el aire caliente de la carcasa. El camino tomado por el aire al salir de la caja está completamente libre de obstrucciones en esta configuración. Ahora imagine el mismo ventilador empleado para empujar aire frío a través de un radiador enfriado por líquido. El radiador grueso con su densa estructura de aletas presenta una cantidad significativa de resistencia al flujo de aire.

El mismo ventilador de alto flujo de aire tiene un rendimiento muy inferior en esta función porque la malla restrictiva del radiador requiere un ventilador que genere una presión estática más alta para empujar el aire a través de él. Dichos ventiladores tienen geometrías de aspas especializadas diseñadas para sacrificar el flujo de aire para mejorar la presión estática, medida en pascales (pa) o milímetros de agua (mm H2O).

Por su naturaleza, los ventiladores optimizados para la presión estática funcionan mejor como ventiladores de admisión en casos restrictivos con una mayor densidad de componentes internos que normalmente se ve en las construcciones de factor de forma pequeño, como las PC mini-ITX. Estos ventiladores son ideales para impulsar el aire a través de radiadores gruesos y enfriadores de aire de CPU con pilas de aletas densas.

El tamaño de un ventilador axial se expresa en milímetros y es aproximadamente igual a la longitud del marco o al diámetro de las aspas del ventilador. Afecta la cantidad de aire empujado por un ventilador, que a su vez depende de dos factores principales: el área de superficie de las aspas y la velocidad a la que giran.

Los ventiladores más grandes técnicamente deberían generar más flujo de aire debido a la mayor superficie de las aspas, pero el peso adicional y la resistencia aerodinámica también aumentan el consumo de energía y el consumo de corriente. Es por eso que los ventiladores más grandes están diseñados para girar más lentamente y entregar aproximadamente la misma cantidad de flujo de aire que un ventilador más pequeño con niveles similares de consumo de energía.

Debido a que la mayoría de los ventiladores de gabinetes de PC están diseñados para maximizar el consumo de energía de un cabezal de ventilador de placa base estándar, independientemente de su tamaño físico, la potencia total permanece más o menos constante en todo el espectro de tamaños de ventilador. No es sorprendente que un ventilador típico de 200 mm gire a un máximo de 800 RPM para generar casi la misma cantidad de flujo de aire que un ventilador de 120 mm que funciona a su límite de 2000 RPM.

Como regla general, los ventiladores más grandes tienden a ser más silenciosos que sus primos más pequeños, gracias a las velocidades de rotación más bajas. Puede encontrar ventiladores especiales que funcionan a velocidades más altas, pero consumen más energía y requieren controladores de ventilador dedicados con una entrega de energía más robusta.

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También expresado en milímetros, el grosor del abanico es el segundo conjunto de números expresado junto con el tamaño del abanico. En el espacio de la PC de escritorio, el grosor del ventilador generalmente varía de 10 mm a 40 mm. Un ventilador más grueso brindará un mayor flujo de aire en comparación con su contraparte más delgada del mismo tamaño por varias razones.

Los ventiladores más gruesos permiten diseñar aspas con un ángulo de ataque más pronunciado, lo que les permite recoger una mayor cantidad de aire por rotación. La mayor profundidad no solo aumenta el área de la superficie de la pala, sino que el marco más grueso también mejora el efecto de succión inherente del ventilador, que se manifiesta como una mayor presión estática.

El tipo de cojinete utilizado en un ventilador de caja determina su costo, vida útil y ruido de funcionamiento.

Los ventiladores más baratos usan cojinetes de manguito, que involucran un eje de acero que gira dentro de un manguito de latón más suave. Estos rodamientos son más silenciosos cuando los usa por primera vez, pero se vuelven más ruidosos con el tiempo. También tienden a fallar más pronto y más abruptamente. Los ventiladores con cojinetes de manguito solo se pueden usar en orientación vertical. Montarlos horizontalmente en la orientación superior o inferior conduce a fallas prematuras.

Los ventiladores con cojinetes de bolas dobles utilizan cojinetes de bolas tradicionales a lo largo de los extremos delantero y trasero del eje. Este diseño reduce significativamente la fricción para prolongar la vida útil y permite que el ventilador se use en cualquier orientación. El único inconveniente aquí es el nivel de ruido ligeramente mayor en comparación con los cojinetes de deslizamiento. Sus variantes de un solo cojinete usan un cojinete de manguito para el otro extremo del eje y no son tan confiables como la variedad de doble cojinete de bolas.

Los rodamientos fluidodinámicos combinan la confiabilidad del diseño de rodamientos de bolas con el bajo nivel de ruido de la tecnología de rodamientos de manguito. Es esencialmente un cojinete de manguito modificado con ranuras cortadas en forma de espiga para forzar el lubricante de manera eficiente a través de las superficies giratorias. El diseño combina las fuerzas de rotación inherentes del ventilador y el efecto hidrostático del lubricante para crear un campo de presión que estabiliza las partes móviles y elimina la fricción. Dichos ventiladores duran más y admiten todas las orientaciones. El único inconveniente es su alto precio.

Sin embargo, los cojinetes fluidodinámicos no son los únicos diseños híbridos basados ​​en cojinetes de manguito. Los rodamientos SSO de Noctua y Maglev de Sunon también mejoran el diseño al incorporar imanes para estabilizar y reducir la fricción. Ambos rodamientos son reconocidos por su larga vida útil y bajos niveles de ruido.

El control de velocidad inteligente basado en microprocesador es un beneficio importante de conectar ventiladores a potentes placas base de PC. A diferencia de los ventiladores de CC normales que usan solo dos cables, uno para VCC (alimentación) y otro para tierra, los ventiladores de gabinete de PC más simples tienen un cable adicional para la señal del tacómetro, que transmite la velocidad de rotación del ventilador mediante un sensor de efecto Hall integrado.

Estos ventiladores de caja de tres clavijas permiten que la computadora detecte la velocidad del ventilador y la module para lograr un equilibrio saludable entre enfriamiento y funcionamiento silencioso. La velocidad del ventilador se modula variando el voltaje en tales diseños. Si bien esto funciona bien a velocidades más altas, reducir significativamente el voltaje para lograr velocidades de ventilador más bajas afecta negativamente el rendimiento.

Los ventiladores más caros solucionan este problema agregando un cable adicional para la señal PWM (Modulación de ancho de pulso). Dichos ventiladores mantienen un voltaje constante, pero la velocidad varía encendiendo y apagando rápidamente el ventilador varias veces por segundo usando un circuito de conmutación de alta frecuencia. La complejidad y los componentes adicionales obviamente tienen un costo más alto.

Ahora que hemos descubierto cómo elegir los ventiladores correctos, aquí hay algunos consejos sobre la ubicación correcta de los ventiladores dentro de la caja. La regla más básica que debe recordar es asegurarse de dirigir el flujo de aire a través de la carcasa de un punto a otro.

La dirección no importa. Puede tomar aire de la parte posterior de la carcasa y expulsarlo por la parte delantera, y funcionará siempre que no le importe tener la cara llena de aire caliente mientras juega. La única excepción existe cuando el aire se canaliza verticalmente. El aire caliente sube naturalmente, por lo que no tiene sentido luchar contra el proceso natural de convección.

Sin embargo, lo que no funciona es obligar a los ventiladores de los lados opuestos de la caja a trabajar unos contra otros. Esto no es tan malo para los ventiladores de escape, pero si coloca dos ventiladores de entrada en los extremos opuestos de la caja, las corrientes de aire opuestas chocarán. El consiguiente flujo turbulento generado hará que el aire caliente quede atrapado y recircule dentro de la caja.

Como se explicó anteriormente, use ventiladores optimizados para presión estática para empujar o jalar aire a través de un radiador. Si su gabinete no está bien ventilado (vidrio o frente sólido) o es pequeño y/o está abarrotado en el interior, es mejor que use ventiladores optimizados para presión estática para los puntos de entrada de aire. Los estuches de fácil respiración con cubiertas frontales de malla pueden salirse con la suya con ventiladores optimizados para el flujo de aire para la entrada, pero eso rara vez es óptimo a menos que tenga suficientes ventiladores de escape.

Recomendamos usar al menos tres ventiladores de caja, y se requieren más para aplicaciones de alta tensión. La cantidad de estos que usa para el escape y la admisión determina si su caja tiene una configuración de presión de aire positiva o negativa.

Un caso que use más ventiladores de entrada que de escape experimentará una presión de aire interna positiva simplemente porque se empuja más aire del que se saca. El exceso de presión de aire hace que el aire salga por todos los rincones y grietas, lo que crea una barrera natural contra el polvo. Este es un rasgo altamente deseable.

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Sin embargo, lograr una configuración de presión positiva no siempre es factible. Es mejor que se concentre en sacar el calor de los gabinetes con poca ventilación. Esto requiere más ventiladores de escape, lo que da como resultado una configuración de presión negativa. Aunque esto atraerá más polvo, seguramente supera a los componentes sobrecalentados.

Simplemente no se exceda con la optimización de presión negativa o positiva. Idealmente, desea equilibrar la cantidad de ventiladores de admisión con un ligero sesgo hacia la admisión para mantener una presión positiva. Al final del día, es más importante establecer un flujo de aire aerodinámico dentro de la caja.

Elegir ventiladores para PC puede resultar abrumador. Hay mucha información a considerar, no hay duda al respecto. Solo recuerda que mantener el flujo de aire fresco en una dirección es lo más importante, y no te equivocarás en mucho más.

Nachiket ha cubierto diversos ritmos tecnológicos que van desde videojuegos y hardware de PC hasta teléfonos inteligentes y bricolaje durante una carrera que abarca 15 años. Algunos dicen que sus artículos de bricolaje sirven como excusa para hacer pasar su impresora 3D, teclado personalizado y adicción a RC como "gastos comerciales" para la esposa.