La refrigeración es uno de los factores más importantes a la hora de montar un PC. Debe ser suficiente para mantener todos los componentes a sus temperaturas de trabajo adecuadas. Esto no solo alargará la vida de tus componentes, también hará que rindan siempre al máximo de sus posibilidades, sin throttling térmico. Por eso, en esta guía aprenderás cómo montar un buen sistema de refrigeración.
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Tipo de ventilador
Existen varios tipos de ventilador como:
- Radial o blower: suele tener mayor número de palas. Gira generando un flujo de aire perpendicular al eje del ventilador. Suelen ser habituales en tarjetas gráficas.
- Axial: el número de palas es algo inferior al de los anteriores, pero suelen ser de mayor tamaño. Giran de tal forma que el flujo de aire se inyecta de forma paralela al eje. Son los que se usan para fuentes de alimentación, microprocesadores, o los de la torre.
La forma de las aspas, la cantidad de ellas, y el labrado de la superficie es algo que se analiza mucho en el CFD (Computational Fluid Dynamics) para reducir el ruido y aumentar la eficiencia del ventilador.
El CFD es una simulación computacional de fluidos, en este caso del aire, para analizar y mejorar la eficiencia de los ventiladores.
Rodamientos
Los rodamientos del eje de un ventilador intervienen directamente en la duración de estos elementos, así como en el ruido que generan, entre otros factores. Por eso, es importante conocer los tipos y saber elegir el más adecuado.
- Sleeve bearing: los rodamientos de casquillo son sencillos y baratos, por eso son bastante populares entre los ventiladores más baratos. Poseen un baño de aceite que permite un funcionamiento silencioso y reducir la fricción. Al no estar sellados se irán deteriorando con el tiempo, lo que hace que sean más ruidosos con el tiempo. Suelen tener una vida estimada de unas 30.000 horas de funcionamiento.
- Ball bearing: los rodamientos de bolas son muy populares, y tienen bolas metálicas al rededor del eje para que deslice mejor. Son los más fiables, y menos sensibles a condiciones externas como la temperatura, polvo, etc. Duran desde unas 80.000 horas, hasta cientos de miles de horas en algunos casos más evolucionados.
- Fluid dynamic bearing: usan fluidos avanzados para reducir la fricción y ser más silenciosos. Son caros, pero ofrecen muy buenas prestaciones. Usan una zona lubricada con aceite junto con otra zona con otro fluido a presión para autoestabilizar el eje. Son ultra silenciosos y pueden tener una vida útil de 150.000 horas.
- Rifle Bearing: son similares a los rodamientos tipo sleeve, pero son más silenciosos y tienen casi la misma vida útil que los rodamientos de bolas. El rodamiento tiene una ranura en espiral que bombea líquido desde un depósito. Esto permite montarlos en posición horizontal de forma segura, ya que el fluido que se bombea lubrica la parte superior del eje. El bombeo también garantiza la presencia de suficiente lubricante en el eje, lo que reduce el ruido y aumenta la vida útil.
- Magnetic bearing: en este caso el eje del ventilador es repelido del rodamiento por el magnetismo para evitar la fricción y ser más silencioso.
RPM
Las RPM, o revoluciones por minuto, pueden ser de 800, 1.200, 1.500 o 1.800, etc. Cuando nos referimos a 1.000 RPM, queremos decir que el ventilador gira 1.000 veces por minuto. Aunque estas velocidades no están fijas, utilizan un mecanismo dinámico que cambia la velocidad del ventilador en función de la temperatura. Esto reduce el ruido y el consumo de energía, manteniendo la temperatura a un nivel deseable.
Ruido
El ruido es un problema importante con los ventiladores de calidad inferior. Es importante entender cómo las aspas, las RPM y los rodamientos afectan al ruido. Por ello, uno de los aspectos más significativos a la hora de seleccionar un ventilador es la cantidad de ruido que hace cuando funciona a máxima potencia. Como el ruido se mide en decibelios (dB), se refiere a un nivel de sonoridad. Cuanto mayor sea el nivel de dB, más ruidoso será el ventilador. Busca ventiladores con valores de dB más bajos. Los que tienen menos de 30 dBa (decibelio ponderado es la unidad de nivel del ruido en la que se han filtrado las altas y bajas frecuencias, menos perceptibles para el oído humano) son ideales.
Es posible obtener mucha potencia de refrigeración con ventiladores de alta velocidad (en general, pero no en todos los casos, los ventiladores con más RPM hacen más ruido).
El ruido tiene otros factores importantes además de la cantidad que podemos medir fácilmente en dB. La medida de sonido más común es el nivel de presión sonora en decibelios (SPL). Sin embargo, el SPL sólo mide la amplitud, o el volumen. Es el tono de un sonido agudo que escuchamos en otros dispositivos electrónicos lo que nos da la impresión de un tono. Los tonos, así como las fluctuaciones irregulares, que son una gama de sonidos emitidos por los ventiladores, dependen de cómo los coloquemos o de la rapidez con que funcionen.
Si quieres saber más sobre el ruido, pincha aquí.
Tamaño
Existen varios tamaños de ventiladores, midiendo su diámetro. El más común es el ventilador de 120 mm, seguidos de los de 140mm. Sin embargo, los ventiladores de la GPU y la CPU suelen ser un poco más pequeños.
Caudal de aire y presión estática
Otros factores importantes a la hora de elegir un ventilador son el caudal del aire y a la presión estática. El primero mide la cantidad de aire que se hace pasar por unidad de tiempo. Se mide en CFM (Cubic Feet per Meter) o m3/h. Mientras mayor sea mejor será la refrigeración, pero como mínimo debería ser de 50 CFM. En cuanto al segundo término, representa la fuerza con la que el ventilador empuja el aire. Se mide en mmH20 y será mejor mientras mayor sea, lo ideal es que supere los 2mmH20.
Case fan vs Radiator fan: diferencias
¿Son los ventiladores de caja y los de radiador cosas idénticas con nombres diferentes? Los ventiladores de caja mueven el aire dentro de una caja de ordenador, mientras que los ventiladores de radiador extraen el calor de un sistema de refrigeración por agua.
Los ventiladores de caja son diferentes de los ventiladores de radiador. Los ventiladores de radiador suelen ser mucho más potentes que los de caja. Los ventiladores de radiador enfrían el agua a su paso por el refrigerador de agua para enfriar sistemas de alto rendimiento.
Cabe destacar que cada tipo de ventilador tiene un uso diferente. Un ventilador de radiador es mejor para las configuraciones de refrigeración por agua debido a su presión estática, que enfría el radiador de manera más eficiente que un ventilador de caja y resulta en temperaturas más bajas.
Por otro lado, un ventilador de caja funciona de forma fiable en cualquier configuración de refrigeración por aire.
Si piensas en una configuración híbrida, lo cierto es que puedes usar un ventilador de caja como ventilador de radiador, pero no es recomendable. Los ventiladores de radiador están diseñados para empujar el aire de manera eficiente a través del radiador, lo que ayuda a enfriar el agua que circula. Aunque los ventiladores de la caja también empujan el aire, no lo hacen tan rápido como los del radiador. Si quieres utilizar un ventilador de caja como radiador, busca uno que tenga una presión estática y un caudal de aire relativamente altos.
DC vs. PWM
| DC |
PWM |
| Conector 3-pin FAN_chasis o FAN_case | Conector 4-pin FAN_chasis o FAN_case |
| Control por voltaje | Control PWM (modulación por ancho de pulsos) |
| El voltaje varía la velocidad de giro | El voltaje es constante, pero la señal PWM controla la velocidad. |
| Precisión de velocidad más difícil | Control de velocidad sin pérdidas |
| Tiene un mínimo de voltaje para funcionar, lo que también topa las RPM mínimas | Puede conseguir una mayor variación de velocidades |
| La velocidad puede reducirse hasta el 40% de la velocidad nominal | La velocidad más baja puede ser inferior al 20% de la velocidad nominal |
| Posibilidad de que el motor se cale por debajo del umbral mínimo de tensión | No hay posibilidad de calado |
| Usados en carcasas de equipos de bajo consumo | Usado en CPUs y sistemas de mayor potencia |
El calor generado por un ordenador puede variar. Esta disipación inconsistente del calor suele ser motivo de preocupación por la velocidad de los ventiladores. Si el equipo produce poco calor, el ventilador puede funcionar a bajas velocidades. El ordenador puede incluso necesitar ventiladores adicionales si se calienta en exceso. El control de la velocidad de los ventiladores de refrigeración es un tema muy discutido, y los ventiladores PWM y los ventiladores DC son las soluciones más populares.
Ventiladores DC o de 3 pines
Generalmente, los ventiladores de chasis de bajo consumo se alimentan con corriente continua, y se denominan ventiladores DC. El ventilador DC tiene tres pines. Estos ventiladores, también conocidos como ventiladores de 3 pines, se alimentan con corriente continua. Las clavijas de tierra y de alimentación se utilizan para suministrar una señal. Un ventilador DC puede ser alimentado por una fuente DC regulada o por un pin de la cabecera de la placa base. Aunque no se dispone de control de velocidad, la clavija de señal de los ventiladores de CC recoge información sobre la velocidad de rotación midiendo la salida del tacómetro.
Cuando el ventilador deja de funcionar, algunos ordenadores emiten una alarma. Se puede variar la velocidad de los ventiladores de DC alterando la cantidad de corriente de CC. Si la tensión de CC de entrada se reduce por debajo de 12 V, la frecuencia disminuirá.
Los ventiladores de CC pueden controlarse utilizando una resistencia en serie en el cable de alimentación para modificar la tensión de CC. La tensión en el pin de alimentación del ventilador se reduce como resultado de la caída de tensión a través de la resistencia, reduciendo la velocidad del ventilador. Esto puede lograrse utilizando un control de ventilador autónomo con una perilla. Como resultado del umbral de tensión, el ventilador se detendrá a una tensión mínima.
Ventiladores PWM o de 4 pines
Un ventilador PWM es un ventilador de corriente continua que utiliza la tecnología PWM para ajustar su velocidad. Se envía una señal desde un ordenador a un ventilador PWM a través de un cuarto cable. Los ventiladores PWM se controlan mediante una señal PWM que se envía a través del cable de control de un ventilador PWM. Como los ventiladores PWM utilizan ondas cuadradas de alta frecuencia, el ruido del ventilador está por encima del rango de audición humano. La señal PWM puede detener o poner en marcha el ventilador aumentando o disminuyendo la tensión. Cuando la señal PWM es alta, el ventilador funciona, de lo contrario, se detiene.
La señal PWM controla la velocidad del ventilador. El motor funciona a 12 voltios todo el tiempo, pero el ciclo de trabajo de la señal PWM controla la velocidad de funcionamiento del ventilador. Durante el 40% del período de la señal PWM, un ventilador de refrigeración permanece encendido el 40% del tiempo, y el otro 60% del tiempo, permanece apagado. Los ventiladores de refrigeración con tecnología PWM tienen un rango de velocidad que va del 30 al 100 por ciento de sus velocidades nominales, y existen ventiladores PWM con velocidades mínimas muy inferiores a las de los ventiladores DC. La temperatura de la CPU y del chasis controlan la velocidad de los ventiladores de refrigeración. Utilizando la temperatura de la CPU o del chasis, el nuevo firmware y software controla las velocidades de los ventiladores PWM.
Presiones
Cuando la cantidad de aire que entra y sale de una caja está correctamente equilibrada, es posible crear diferentes niveles de presión. El número de ventiladores en una función no es la clave para una refrigeración adecuada; más bien, es la cantidad de aire que mueven estos ventiladores, en relación con su tamaño y velocidad. Un ventilador de 140 mm que extrae constantemente aire caliente de la caja, por ejemplo, puede mover tanto aire como dos ventiladores frontales de 120 mm que funcionen a menor velocidad, siempre que el ventilador de 140 mm extraiga todo el aire posible. Esto provocará una caída de presión en el interior de la caja, lo que hará que entre más aire del exterior.
Los tipos de configuración son:
- Presión positiva: la cantidad de aire fresco que ingresa es mayor a la de aire caliente expulsado. Es decir, la presión en el interior de la carcasa es superior a la del exterior de la sala.
- Presión negativa: la cantidad de aire fresco que ingresa es menor a la de aire caliente expulsado. Por lo que la presión interna es inferior a la del exterior.
- Presión neutra: la cantidad de aire fresco que ingresa es la misma a la de aire caliente expulsado. Misma presión dentro y fuera.
Es importante señalar que este principio sólo se aplica al aire desplazado por los ventiladores, no a todas las cajas de ordenador. Pueden existir otras aberturas y rejillas por las que pueda entrar o salir el aire, y su función estará determinada por la presión que genere nuestra configuración.
- En caso de presión positiva: cualquier otra abertura servirá como vía de escape para el aire caliente.
- En caso de presión negativa: cualquier abertura o rejilla de la caja se convertirá en una nueva entrada de aire dentro de la misma.
- Presión neutra: en realidad es difícil de conseguir debido al diseño de los aparatos actuales, que suelen tener muchas aberturas y obstrucciones en su interior para controlar la cantidad de aire que mueven todos los ventiladores. Como la cantidad de aire que entra y sale es exactamente igual, no se genera ninguna presión que pueda afectar al aire que se mueve por el resto de nuestras aberturas o respiraderos.
Circulación del aire
La ubicación, orientación y ventilación de los ventiladores dentro de nuestro ordenador determinarán la cantidad de flujo y circulación de aire. El aire caliente que se recicla en el interior del ordenador y que hace subir la temperatura se evitará si hay una adecuada circulación de aire, se evitarán las zonas en las que el aire se estanca y no se enfría correctamente, y se controlarán o reducirán los niveles de polvo, entre otras cosas.
Como el aire caliente es menos denso, tiende a subir cuando el aire más frío lo empuja, creando naturalmente un flujo de aire dentro de la caja. Si la carcasa tiene aberturas en la parte superior, el aire caliente se escapará a través de ellas o de la ventana trasera de arriba. Lo mejor es que el ventilador trasero de la mayoría de las cajas de ordenador extraiga el aire y lo expulse porque ya está ahí. Los ventiladores delanteros y traseros deben tener funciones similares, mientras que los primeros deben introducir aire fresco en el sistema.
¿Cuántos ventiladores necesito?
Esto dependerá del uso y del hardware presente en el equipo. No es lo mismo una configuración para ofimática o de bajo rendimiento que una para gaming o de altas prestaciones, en este segundo caso necesitando mejor refrigeración.
La cantidad de ventiladores necesarios en la caja depende del tipo de disipador que tengas. Por ejemplo, el disipador de tipo torre que se muestra en la imagen anterior ya dirige el aire caliente hacia la rejilla trasera, aunque el ventilador posterior evacua el calor no sólo del disipador sino también de la tarjeta gráfica. Por lo tanto, se necesitan al menos dos ventiladores para que el flujo de aire sea adecuado: uno en la parte delantera para que entre aire frío y otro en la parte trasera para eliminar el exceso de calor.
Nosotros te recomendamos los be quiet! Silent Wings 4 y Pro 4, dos de las mejores soluciones de refrigeración para tu carcasa que existen por el momento. Dos ventiladores PWM de alta velocidad y eficiencia y con dimensiones de 120mm y 140mm.
- Palas de ventilador optimizadas para el máximo rendimiento en radiadores y disipadores de calor
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Última actualización el 2024-04-26
Última actualización el 2024-04-25
Si aumentamos el número de ventiladores que aspiran aire frío y añadimos ventiladores que expulsan el aire caliente en el techo de la torre, podemos maximizar la refrigeración. Se ha hablado de un impulsor en el suelo que sopla el aire hacia fuera del chasis. Anteriormente se pensaba que este impulsor aumentaba la refrigeración, pero las pruebas han demostrado que rompe el flujo del impulsor delantero, por lo que no debería utilizarse nunca. Como hemos mencionado antes, el aire caliente tiende a subir, por lo que nunca se debe dirigir el aire desde el exterior hacia el interior. Mantener el flujo de aire de la parte delantera a la trasera y de la parte inferior a la superior es una buena idea.
Cómo instalar ventiladores en la torre
Ya debería haber seleccionado el tamaño, el rendimiento y el tipo de conexión correctos para su ventilador, además de asegurarse de la compatibilidad con su caja. Antes de instalar tu ventilador, debes tener en cuenta dos aspectos:
- No vale cualquier tornillo. Son especiales para estos, más anchos de lo normal y con filos en la rosca porque los ventiladores en sí no tienen la rosca hecha en los agujeros. Esto significa que la primera vez que metamos el tornillo en el agujero del ventilador nos costará más.
- Algunos ventiladores traerán adaptadores de goma en lugar de tornillos. Este tipo de adaptador de goma, absorbe vibraciones y reduce el nivel de ruido. Pero tiene un montaje diferente al tornillo, ya que debes introducir las gomas en el ventilador, y luego en el agujero de la caja para encajarlo.
En cuanto a los pasos genéricos para instalar cualquier ventilador a la caja, son:
- Antes de nada, asegurate de que el equipo está apagado y desconectado de la toma de corriente.
- Después abre la carcasa para acceder al interior.
- Sujeta el ventilador con una mano y haz que coincidan los agujeros del ventilador con los de la caja.
- A continuación introduce los tornillos en uno de los cuatro orificios y aprieta el tornillo con el destornillador.
- Luego repite el proceso con los tres tornillos restantes y el ventilador quedará instalado en la caja.
- Ahora solo falta conectar el conector del ventilador a una toma que haya libre en la placa base, de las que ponen CASE_FAN o CHASIS_FAN o similares. Verás que solo se puede encajar de una sola forma.
- Por último, prueba a ver si funcionan correctamente.
Conclusión
Instalar un ventilador en una caja por primera vez no es difícil, pero es importante recordar algunas cosas para que funcione correctamente. Por ejemplo, si instalas un ventilador en la dirección incorrecta, interrumpirá el flujo de aire interno de la caja (y por tanto la temperatura), o si lo instalas en un lugar sin espacio, se ahogará y provocará ruido. Siempre es una buena idea leer el manual de instrucciones que viene con el ventilador.
