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Numero ed orientamento ventole nel case per un corretto Flusso d'Aria nel PC

Numero ed orientamento ventole nel case per un corretto Flusso d'Aria nel PC

Corretto numero ed orientamento delle ventole nel case ne determinano il flusso e la pressione dell'aria al suo interno, importante per una dissipazione ottimale del calore del PC

Affinché il nostro PC rimanga il più fresco possibile (cosa che le componenti micro-elettroniche amano), oltre ad un buon sistema di dissipazione ed una buona pasta termoconduttiva, dovremo curare un altro aspetto di notevole importanza, il flusso (o flussi) d'aria all'interno del case (airflow); in questo caso sia il numero di ventole, la loro dispozione che l'orientamento nel case sono aspetti cruciali per una corretta circolazione e pressione dell'aria all'interno del PC. Capiremo bene quanto essa sia importante per la salute e la dissipazione del calore da tutte le componenti elettroniche del nostro PC. L'argomento è tanto semplice quanto importante, ma sottostimare la dotazione delle ventole nel nostro PC, così come sbagliarne l'orientamento è un rischio inutile da non correre. In questo nostro articolo scopriremo quante e come mettere le ventole nel nostro PC da Gaming (ma non solo).

Ovvero, impareremo quante, con quale orientamento e con che velocità di rotazione le ventole influiscano sull'ingresso d'aria e sull'uscita e come determinano il flusso d'aria (o, come si dice in inglese, airflow) all'interno del nostro case. Sarà un percorso molto breve, ma il vincolo cardine in questo argomento è uno solo: pressione. Proprio la pressione dell'aria all'interno del case sarà un termometro per capire se la ventilazione del nostro PC è corretta o c'è qualche problema da risolvere.

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Pressione interna e pressione esterna al case, quale dev'essere maggiore?

Le ventole, sia per l'ingresso che per l'uscita dell'aria dal nostro case, spingono un determinato volume di aria. All'interno del nostro case, quindi, dobbiamo aver installato sia delle ventole per il prelievo dall'esterno dell'aria, che delle ventole per l'espulsione. Potremmo quindi avere due casi, quindi, in cui la differenza di pressione fra l'interno del nostro case e l'esterno è negativapositiva

  • Pressione interna - Pressione esterna < 0 pressione negativa. In questo caso l'aria ha difficoltà ad entrare nel case, imponendo al sistema una ventilazione non ottimale e lasciando anche che il calore si accumuli all'interno del case. 
  • Pressione interna - Pressione esterna > 0 pressione positiva. Ottimo, in questo caso il nostro sistema ha una pressione interna maggiore rispetto all'esterno, permettendo il passaggio dell'aria al suo interno e soprattutto alimentando le ventole per la fuoriuscita dell'aria in modo più che sufficiente.

Sicuramente non tutti abbiamo a casa un barometro in grado di misurare la pressione interna del case, per capire quindi se è maggiore o minore rispetto all'esterno. Più avanti vedremo come fare, anche se non abbiamo a disposizione strumenti costosi e che alla fine di fatto non ci serviranno. L'importante è avere bene in mente che la quantità d'aria in ingresso dev'essere superiore, anche se di poco, a quella in uscita. Per farlo, di solito, è bene usare un numero di ventole per l'ingresso superiori a quelle deputate all'espulsione dell'aria. Se avete due ventole per l'ingresso dell'aria, sarà quindi bene averne almeno due, meglio se tre, per l'espulsione.

esempio frecce direzionali sul lato delle ventole

Come potete vedere nell'immagine qui sopra, ogni ventola ha due frecce direzionali. In questo modo, quella perpendicolare alle ventole indica la direzione in cui spingerà l'aria, l'altra parallela alle pale della ventola invece indica il verso di rotazione delle pale. In questo modo, potremo orientare le ventole in modo tale da avere flussi sia in entrata che in uscita che ci permettano di gestire la pressione interna del case.

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Come mettere le ventole per il miglior Airflow (o flusso d'aria) nel PC

Supponiamo di avere un case nel formato ATX, quindi senza grossi problemi di spazio al suo interno e che ci permetta di installare fino a cinque ventole. Schematizzando il tutto, il risultato ottimale dovrebbe essere simile allo schema che vedete qui sotto. In particolare, abbiamo voluto rappresentare ben tre ventole per il prelievo dall'esterno e due per l'espulsione dell'aria. 

Disposizione delle ventole e flussi d'aria all'interno del case per PC

In corrispondenza del centro di ogni ventola, la freccia nera indica il verso di rotazione. Le frecce blu e le frecce rosse indicano rispettivamente l'ingresso e l'uscita dell'aria. Ovviamente, in contesto gaming, dobbiamo considerare anche il prelievo di aria da parte della scheda video. Ma dal momento che abbiamo installato tre ventole per il prelievo d'aria, avremo già considerato il "consumo" di aria proprio da parte della scheda video. In genere, dobbiamo sempre installare le ventole all'interno del nostro case in modo analogo, ovvero una in più per il prelievo, rispetto all'espulsione. In questo modo, potreste anche lasciare che sia la scheda madre a controllare la velocità di rotazione delle ventole, l'aria in ingresso è sufficiente per alimentare le ventole che mandano fuori l'aria da dentro al case e per mantenere una pressione interna superiore a quella esterna.

 

Conclusioni su quante e come mettere le ventole nel case per i flussi d'aria del PC

Ovviamente, poiché i case in commercio sono molti ed in differenti formati, prendete questi come suggerimenti da seguire ed adattare per il vostro. Quello che dovrete sempre seguire il più fedelmente posssibile è quello di far sì che il flusso d'aria permetta l'espulsione dell'aria dall'alto. Sappiamo bene, infatti, che il calore generalmente si propaga dal basso verso l'alto per convezione naturale. In questo modo, ossia con l'espulsione dell'aria calda dall'alto, agevoleremo di molto il raffredamento di tutto il sistema.

Inoltre, anche il numero di ventole dovrebbe rispecchiare sempre (solo se possibile) i suggerimenti che vi abbiamo dato. Ovvero, cercate sempre di avere una ventola in più per l'ingresso dell'aria nel case rispetto a quelle per l'espulsione dell'aria calda. In termini di dissipazione del calore è particolarmente importante anche la pasta termica (o termoconduttiva) che viene applicata su componenti primari quali la CPU, se ti preme avere un'adeguata temperatura all'interno del case PC e delle su componenti ti consiglio fortemente di leggere anche le Migliori Paste Termiche per CPU e GPU, quindi con questo approfondimento si chiude il cerchio attorno alla dissipazione del calore, e ricorda i consigili a proposito del numero delle ventole da mettere nel nostro PC da Gaming. Adesso, se avete ancora dubbi su come mettere le ventole nel PC, vi aspettiamo nel box dei commenti, sempre pronti a darvi una mano ed a rispondere alle vostre domande.

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Commenti ( 9 )

  1. Ale
    Ale
    02 / Nov / 2020 - 06:12:08
    Replica

    Nel tuo articolo ci sono alcune mancanze: la ventola posteriore superiore deve essere in uscita, se non si ha un sistema di raffreddamento a liquido e/o AiO per il processore; il calore emesso dalla GPU (escludendo quelle raffreddate a liquido) che, ovviamente, "ristagna" nel case e quando sale (si sa, il caldo tende a salire!) fa turbinìo con quella che tu hai messo in ingresso, nella parte superiore posteriore; la ventola laterale (ormai onnipresente), da tenersi conto quanto sopra. E per concludere, le dimensioni delle stesse. Solitamente quelle più grosse sono in immissione, quindi 2 ad espulsione da 12 equivalgono ad 1 in immissione da 24. Inutile spreco di "tutto" averne 3 in immissione (2x24 e 1x12) e 2x12 in espulsione. La troppa pressione crea inutili turbinii interni, facendo ristagnare l'aria calda.

    • Francesco Pisani
      Francesco Pisani
      02 / Nov / 2020 - 10:17:47

      Ciao Ale. In effetti, per quel che concerne i dissipatori ad aria è ovvio, ma ho trattato il solo metodo di dissipazione AiO a liquido. Apporterò la dovuta modifica, aggiungendo una nota specifica per la "configurazione ad aria".

       

      Per quanto concerne, invece, l'irraggiamento del calore delle schede video, turbolenze interne etc, sono sicuramente problemi fastidiosi, ma hanno un impatto significativo. Le nuove Founders Edition della serie 3000 (che speriamo di avere quanto prima possibile) saranno oggetto di un test specifico, visto il nuovo sistema di dissipazione.

       

      Mi spiace, invece, contraddirti in parte sul numero di ventole in immissione o espulsione. Ovvero, sì hai ragione in luogo di diametri differenti. Ma a parità di diametro delle ventole, per assicurarti una pressione interna superiore a quella esterna le ventole devono essere in pari numero e ruotare alla stessa velocità oppure superiori in immissione, andando poi a bilanciare la rotazione in caso serva ridurne la rumorosità. Per questo, sono sicuro, riuscirai subito a vedere che la configurazione che ho suggerito, con la ventola nella parte posteriore in feeding per il radiatore (con due in esplusione) è un toccasana per le altre due in feeding per case e GPU. Avrai velocità di rotazioni inferiori, ma lo stesso potere di feeding di aria fresca di un eventuale configurazione 3 in exhaust e 2 in intake, no?

       

      Rimango a tua disposizione per eventuali ulteriori curiosità.

  2. PCFed
    PCFed
    08 / Nov / 2021 - 18:38:36
    Replica

    Per esperienza pratica diretta confermo quanto asserito dall'autore dell'articolo ... ossia che nel caso di dissipatore a liquido AIO della CPU è decisamente più efficace orientare la ventola fissata sul retro del case e in alto in modo che questa immetta aria nell'interno del case, in questo modo si favorisce in particolar modo la dissipazione termica dei VRM della CPU anche se quest'ultimi sono provvisti di dissipatori passivi.

     

    Vi spiego brevemente la mia esperienza al riguardo ... Nel 2019 decisi di rimpiazzare completamente il mio vetusto PC (vecchio di circa dieci anni) per passare da Windows 7 Ultimate a Windows 10 Pro in quanto il Windows 7 era ormai giunto quasi al capolinea del suo ciclo di vita ... Per tal proposito decisi di acquistare i seguenti componenti: - Alimentatore da 1 KW con specifiche 85 Plus Platinum (fattore di potenza >= 0,95); - Case Full Tower ATX con front fan di 200 mm, back e bottom fan di 140 mm; - Processore Intel Core i9 9900K, - Dissipatore AIO a liquido con radiatore da 360 mm, spessore 30 mm, tre Fan ciascuna con 9 Pale, 83 CFM Max, 3,5 mmH2O max e 2500 RPM max; - Motherboard basata su chip intel Z390; - Due kit dual channel da 32 GByte ciascuno (in totale 4 moduli da 16 GByte ciascuno) di memoria DDR4 3200 Mhz CAS 16; - Due dischi SSD NVMe M.2 PCI Express 4X da 500 GByte ciascuno (per configurare un volume RAID 0 da 1 TByte); - Scheda grafica basata su GPU AMD RX580 con a bordo 8 GByte di memoria DDR5; - Scheda audio Creative Sound Blaster AE-7 (APU quad core); - Un masterizzatore Blu-Ray Serial ATA 3.0 Una volta assemblato il tutto, impostato il BIOS in modo da non far lavorare la CPU in overclock e una volta installato Windows 10 pro con tutti i driver necessari, ho voluto saggiare l'efficienza di dissipazione termica della CPU utilizzando il software proprietario Intel Extreme Tuning Utility Indipendentemente dalla temperatura ambiente e quella del PCH, il processore messo sotto stress riusciva a lavorare stabilmente in full Load con attivi tutti gli otto core alla frequenza di clock di circa 4,8 GHz e alla temperatura di circa 82 °C.

     

    I "guai" però cominciavano a manifestarsi dopo circa 15/20 minuti di test stress (il tempo dopo il quale si manifestavano dipendeva molto dalla temperatura ambiente esterna) ... cominciava a manifestarsi il "VRM CPU Thermal Throttling", la temperatura superava i 90 °C (senza però raggingere mai i 100 °C massimi tollerati dal processore) e il processore di conseguenza reagiva riducendo la frequenza di clock a circa 4,5/4,6 GHz e aumentando il voltaggio di alimentazione della CPU. Ripetuti più volte i predetti test (anche con altri softwares di test) intuii da subito che il problema stava tutto in un eccessivo riscaldamento dei VRM della CPU nonostante che questi sono muniti di dissipatore passivo (infatti toccandoli mi scottavo e mi risultavano a dir poco bollenti), del resto il produttore del dissipatore AIO garantiva nelle specifiche una capacità di dissipazione termica quantificabili a max TDP=300W e per contro il TDP massimo della CPU in FullLoad risultava di circa TDP=215 W max. Siccome inizialmente avevo montato la back fan orientata in modo che questa aspirasse aria dal case, ho provato ad invertire il suo orientamento in modo che questa immettesse aria all'interno del case.

     

    Così facendo pensavo che ovviamente doveva essere agevolata anche la dissipazione termica dei VRM della CPU ... di fatto ottenni i risultati sperati ... mettendo più volte sotto stress la CPU per un'ora intera, questa mi risultava lavorare in full load e stabilmente alla frequenza di di clock di 4,8 GHz con tutti gli 8 core attivi, la temperatura della stessa non superava stabilmente a circa 82 °C e soprattutto non si manifestava il "VRM CPU thermal Throttling" Scusatemi per la prolissità e un grazie anticipato rivolto a tutti coloro che avranno pazienza e tempo di leggere il presente mio commento Federico.

    • Gianni Marotta
      Gianni Marotta
      08 / Nov / 2021 - 23:15:18

      Ciao Federico e benvenuto su PCGaming.tech

      La tua esperienza conferma ciò che è stato scritto nell'articolo ovvero che una pressione interna al case superiore a quella ambientale è solo un vantaggio in quanto favorisce meglio lo smaltimento del calore e questo si ottiene installando ventole in immissione con maggiore flusso d'aria oppure con una ventola aggiuntiva in immissione rispetto a quelle in espulsione. L'esempio classico è costituito da tre ventole in immissione e due ventole in espulsione.

       

      Questo è un fattore cruciale specie in case micro o mini-ITX dove già le dimensioni minime non garantiscono smaltimento di calore molto adeguato

  3. PCFed
    PCFed
    12 / Nov / 2021 - 14:20:51
    Replica

    @Gianni Mariotta Prima di tutto grazie dell'accoglienza dandomi il benvenuto Detto questo, mi hai fatto sorgere un piccolo dubbio parlando di pressione interna ed esterna relativamente al case di un PC (sono un elettronico/informatico ma non me ne intendo molto di fluidodinamica a parte quelle poche nozioni base di fisica acquisite nei miei corsi di studio) ... Ti riferisci alla pressione statica delle ventole o ad altro?

     

    No perché andando a fare calcoli su come ho configurato la ventilazione interna del mio Case risulta: Aria espulsa 249,3 [CFM] = 7,05 [mc/min] < aria immessa 274,3 [CFM] = 7,77 [mc/min] Quindi in base a questi dati sembra che ho configurato bene la ventilazione all'interno del case, tuttavia facendo calcoli sulle pressioni statiche delle ventole installate risulta: Pressione statica aria espulsa 10,89 [mmH2O] > Pressione statica aria immessa 3,7 [mmH2O] ovvero in soldoni il flusso di aria entra nel mio case con una pressione minore rispetto alla pressione del flusso d'aria che esce dal case Dunque quando parli di pressione se ti riferisci alla pressione statica delle ventole allora l'ultimo calco mi porta a concludere che non ho configurato bene la ventilazione internamente al case?

     

    Colgo l'occasione con questo mio post per porvi un'altro quesito rimanendo sempre nel contesto della discussione: Cerco una ventola coassiale che succhiando aria dalla griglia nel back case, la convoglia, internamente al case, direttamente sui dissipatori passivi dei VRM della Processore; questa deve ovviamente immettere un volume di aria con una pressione statica paragonabili alle prestazioni della ventola da 140 mm attualmente installata nel back case che appunto, come già ho spiegato ho orientato in modo che immetta aria nel case.

     

    Chi può darmi una dritta in merito? Sono convinto che con una tale ventola riuscirò ad ottimizzare al meglio il sistema di dissipazione AIO a liquido del processore; infatti con essa riuscirò a ridurre ulteriormente la temperatura dei VRM quando il processore lavora a pieno carico con tutti i core attivi; oramai ho capito che per ottenere il massimo delle prestazione del processore a pieno carico e con tutti i core attivi bisogna tenere sotto controllo sia la temperatura del processore che quella dei VRM e quindi utilizzare dissipatori AIO a liquido provvisti appunto anche di Fan incorporata nel corpo pompa; ma tali AIO costano oltre i 200 €, mediamente circa 250 €.

    Purtroppo (non avendo fatto precedenti esperienze con i dissipatori a liquido e quindi ignaro dell'importanza del raffreddamento dei VRM) quando assemblai il mio attuale PC optai per un sistema di dissipazione AIO il cui corpo pompa non incorpora una ventola utile appunto a raffreddare i VRM (ma anche i moduli RAM e eventualmente gli SSD NVMe M.2).

     

    Il sistema che scelsi è il Cooler Master MasterLiquid ML360 Mirror sia per il costo non eccessivo di circa 120€ e sia perché offre una superfice di dissipazione effettiva del radiatore maggiore di circa 25% rispetto a quella offerta dai radiatori 360 mm standard.

     

    L'unica cosa che non mi soddisfacevano già al momento dell'acquisto erano le ventole da 120 mm a corredo che rimpiazzai con altre ventole Cooler Master, per la precisione le Master Fan Pro 120 Air Balance; quest'ultime sono dotate nel retro/dorso di un commutatore a tre vie che permette la selezione di tre profili di funzionamento (Silence mode, Quiet mode e Performance mode).

     

    Impostando tali ventole nella modalità Performance ho ottenuto appunto un dissipatore AIO con prestazioni di tutto rispetto capace di dissipare un TDP pari a circa 300 W per un costo complessivo di 180€ circa ma ribadisco che purtroppo non è in grado di tenere a bada la temperatura dei VRM che influenza fortemente la capacità di dissipazione del processore a pieno carico elaborativo.

    • Gianni Marotta
      Gianni Marotta
      14 / Nov / 2021 - 21:28:47

      Ciao Federico, 

       

      per quanto concerne la pressione interna non mi riferisco a quella statica ma al mero flusso d'aria calcolato in CFM  oppure in m3/min; ricordati però che il calcolo andrebbe bene per un case a tenuta stagna (sarebbero da prendere in considerazione eventuali fessure ed altro) e sarebbe anche da considerare l'aria espulsa dalla scheda video almeno che questa non sia completamente sigillata; in realtà sarebbe da considerare eventuali filtri altipolvere che agiscono sia sulla pressione statica sia sul flusso d'aria.

       

      Una pressione positiva, intesa come flussi d'aria, ha anche benefici sui depositi di polvere all'interno del case e sui componenti.

      Sicuramente una ventola ben posizionata in prossima dei VRM andrebbe a ridurre temperature anche delle RAM; in effetti sarebbe migliore scelta un dissipatore AIO come quelli di Arctic https://amzn.to/3vuUud6 che hanno una bella ventolina che raffredda tutta quella zona attorno al socket.

      Detto questo non riesci ad aumentare la portata in ingresso al case? magari risolvi anche il problema dei VRM

  4. PCFed
    PCFed
    15 / Nov / 2021 - 15:00:19
    Replica

    @ Gianni Marotta Quando nel 2019 assemblai il mio attuale PC, rovistai in internet per rendermi conto dei dissipatori AIO disponibili in commercio e purtroppo mi sono sfuggiti quelli prodotti da Artic; invece quei rari dissipatori AIO che ho trovato e che offrivano una ventola incorporata nel corpo pompa costavano mediamente 250 €, cifra che non intendevo spendere considerata la spesa già abbastanza esosa degli altri componenti (elencati nel mio precedente post) . Come già ho scritto, acquistai quindi l'AIO Cooler Master ML360 Mirror insieme a tre ventole Master Fan Pro 120 Air Balance (del medesimo produttore) che ho impostato in Performance mode e ho avvitato sul radiatore al posto delle ventole comprese nel kit AIO. Il case (Phanteks Enthoo Pro Tempered Glas Full Tower) ha una ventola da 200 mm montata sul fronte e due ventole da 140 mm identiche una montata nella base e l'altra nel retro in alto (quest'ultima è appunto orientata in modo da immettere aria nel case esattamente come spiegato nell'articolo) In questo modo ho ottenuto che: 1) A massimo regime di rotazione di tutte le ventole ho complessivamente 7,7 mc/min di aria immessa e 7,06 mc/min di aria espulsa (per convertire nell'unità CFM basta dividere i mc/min per il cubo di 0,3048 essendo un piede equivalente a 0,3048 metri) 2) Come già ho scritto in full load il processore i9 9900K (non overclokkato) lavora stabilmente con il clock a 4,8/4,85 GHz e tutti gli 8 core attivi, inoltre la temperatura del processore si stabilizza a circa 82 °C e non manifestava il "VRM CPU thermal Throttling"; tuttavia lavorando con Blender nei giorni estivi e temperature elevate, saltuariamente si manifesta il "VRM CPU thermal Throttling" e la temperatura del processore manifesta picchi di 95/96 °C Tutto sommato ho ottenuto un soddisfacente sistema complessivo di dissipazione termica anche se in condizione di massimo regime di rotazione di tutte le ventole e di rumore ambientale trascurabile i dB complessivi prodotti da tutte le ventole balzano a 40,94 dB l'inquinamento acustico (il calcolo dei dB complessivi è difficoltoso descriverlo qui in termini di equazione anche se è comunque un'espressione di algebra elementare che contiene il calcolo del logaritmo in base dieci di una somma di potenze di 10 esponenti tutte per esponente i i decibel divisi ciascuno per 10 delle singole sorgenti acustiche ...) . Tuttavia sono quasi certo che raffreddando più efficacemente i VRM della CPU riesco a spingere in Full Load il clock del processore (non overclokkato) a 4,9/4,95 GHz con tutti i cori attivi e mantenendo stabilmente temperature massime (del processore) inferiori a 90°C. Per raggiungere questo traguardo sono convinto della necessità di una ventola radiale montata nel retro in alto del case che preleva aria dall'esterno e la dirige tutta sui dissipatori passivi dei VRM della CPU, che è appunto il tipo di ventola che sto cercando e sono certo che esiste ma fino ad ora non ne ho trovate in internet con le caratteristiche volute (in termini di volume d'aria al minuto, di regime di rotazione, di livelli di inquinamento acustico e di pressione statica)

  5. Frank
    Frank
    08 / Mag / 2022 - 03:29:08
    Replica

    E se si hanno 4 ventole e un bel case molto grande bucato anche sopra (mesh) cosa si fa? Si mettono due in e due out? O si fanno 3 ed 1? O si deve comprare una in piu? O magari se ne toglie una? e si fa 2 vs 1? Io ho sempre avuto due in e due out, ma il case è un c70 corsair.

    • Gianni Marotta
      Gianni Marotta
      08 / Mag / 2022 - 11:14:23

      Ciao Frank,

       

      il nostro consiglio, anche nel caso di case mesh (quindi non sigillato), è sempre quello di creare una pressione positiva rispetto all'ambiente. Se hai 4 ventole potresti mettere 3 in immissione ed una in espulsione. Se ne aggiungi invece un'altra potresti adoperarla in espulsione facendo un 3+2.

      In ogni caso il concetto 2+2 come da tua configurazione non è sbagliato ma non è l'optimun.

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