Tecniche di raffreddamento del PC, un caso pratico

Ho deciso di scrivere questo articolo in quanto mi sono arrivate diverse email che mi chiedavano consigli su come ottimizzare il raffreddamento del proprio PC. Oggi è possibile acquistare sul mercato alcuni case ottimizzati e progettati per aver un buon flusso d'aria al loro interno, onde tutti i componenti elettronici vengano ottimamente raffreddati. Tuttavia questi modelli sono generalmente piuttosto costosi, e non tutti possono permetterseli oppure molti preferiscono risparmiare qualcosina sul "case" (così si chiama la "scatola" del PC) per investire in altri componenti (RAM, disco fisso etc...).

Anch'io faccio parte di quest'ultima categoria, e così quando ho acquistato il case ho preferito andare su di un classico modello economico. Tuttavia i problemi di temperatura si sono presentati praticamente quasi subito. Presi un "BigTower", dato che desideravo mantenere la massima espandibilità per il mio PC, ma la costruzione non era per nulla ottimizzata nè pensata per offrire un'ottimale ricircolo d'aria. Purtroppo non dispongo di una foto di come si presentava il case prima della modifica, tuttavia tenterò di descrivere tutte le procedure eseguite per ottimizzare il flusso d'aria e consentire la costruzione di una macchina silenziosa e ben raffreddata, pensata per facilitare anche l'overclock delle componenti (CPU, MB e scheda video).

Subito dopo l'assemblaggio ho provato il PC e non ne sono stato per nulla soddisfatto. Processore e scheda madre raggiungevano temperature piuttosto elevate dopo qualche decina di minuti d'uso. Una rapida occhiata al case ed una certa esperienza, mi hanno consentito di individuare le zone che richiedevano una modifica.

Anzittutto era necessario ottimizzare le aperture per le ventole, eliminando le griglie e praticando al loro posto delle aperture, sostanzialmente per aumentare il flusso d'aria e per ridurre il rumore dovuto al risucchio creato al passaggio dell'aria attraverso i fori. L'operazione è piuttosto semplice se si dispone di un seghetto alternativo con lama da ferro, ma è possibile usare anche delle punte da trapano che funzionano in modo simile a delle piccole frese e che invece di perforare consentono di tagliare, essendo dotate di una lama laterale. Dovreste essere in grado di procurarvele in qualunque ferramenta. Possono bastare anche un normale trapano con delle punte da ferro, un tronchese, una buona lima e tanta pazienza (nonchè un bel pò di fatica). Per fare entrare la lama del seghetto alternativo è possibile allargare uno dei fori con il trapano.

Fatto questo per tutte le posizioni per le griglie, si presentava ora un'altro possibile problema, la stagnazione di aria calda nei pressi della CPU. L'alimentatore era posizionato esattamente al di sopra della CPU e bloccava una possibile apertura di 11x11cm ideale per far defluire l'aria calda, tuttavia non era dotato di una ventola che pescasse aria al di sotto, nè di griglie che ne consentissero il pescaggio da parte della sua ventola interna. L'alternativa era cambiare alimentatore e prenderne uno con due ventole, di cui una che pescasse aria calda direttamente da sopra la CPU... oppure spostare l'alimentatore in alto, nella posizione riservata alle due ventole e spostare in basso queste ultime. E questa è stata la mia scelta (decisamente più economica, senza contare che mi scocciava non utilizzare un'alimentatore nuovo).

Dopo essermi assicurato che i cavi dell'alimentatore fossero sufficientemente lunghi da arrivare alla scheda madre anche dopo che questo fosse stato nella sua nuova posizione, spostarlo in alto non è stato un problema, è bastato allargare leggermente le aperture riservate alle ventole e praticare qualche foro aggiuntivo da far coincidere con la posizione delle viti dell'alimentatore. Ecco come si presenta ora il case:

Per "forzare" il flusso d'aria ho utilizzato un convogliatore collegato ad una ventola ed attaccato direttamente all'apertura sopra la CPU. Per crearlo ho utilizzato un foglio di plastica sottile trasparente ma penso che del cartoncino sarebbe andato altrettanto bene (un pò di fantasia , un taglierino, qualche squadretta e della colla dovrebbero consentirvi di creare qualunque convogliatore di cui possiate aver bisogno ;). Montato il tutto, rispetto alla soluzione originale, le temperature del processore sono scese di oltre 10°C e si sono dimostrate piuttosto stabili, a dimostrazione che inizialmente vi era una notevole stagnazione d'aria calda. Non male. Alcune foto:

Qui, vedete le due ventole posizionate in basso e che insufflano aria fredda dall'esterno. Sebbene qui non si riesca a vedere, prima delle due ventole ho inserito un filtro antipolvere, costruito avvolgendo una vecchia calza da donna attorno ad un'intelaitura in compensato. Il filtro (tutta l'intelaiatura) è estraibile attraverso un'apertura praticata sul fondo nel frontale in plastica del case:

Se volete inserire un filtro antipolvere, ricordatevi di posizionarlo prima delle ventole, pena un eccessivo ostacolo al flusso d'aria.

In realtà esiste una spiegazione "tecnica" del perchè sia preferibile inserire un filtro antipolvere a monte (prima) di una ventola. Per spiegarlo è necessario illustrare il funzionamento di un generico ventilatore. Le pale del ventilatore non appena iniziano a ruotare spingono l'aria (le particelle di aria) in una direzione, imprimendo un moto rotatorio orizzontale alle particelle (il moto è elicoidale). In pratica è la spinta impressa dalle pale che ruotano (spinta che grazie alla particolare forma delle pale viene esaltata in una sola direzione) a far muovere l'aria frontalmente ad una ventola. Le pale trasferiscono energia (cinetica) alle particelle d'aria e le mettono in moto di fronte alla ventola. Ora, se altre particelle d'aria non subentrassero al posto di quelle spinte, escluso l'istante iniziale di accensione, non avremmo nessun flusso d'aria. Quello che succede è che la ventola, posteriormente, richiama a se le particelle d'aria. Come? Per una differenza di pressione. Un fluido in movimento rapido (come è l'aria sulle pale della ventola) è ad una pressione inferiore rispetto allo stesso fluido a velocità inferiore presente posteriormente alla ventola (per una legge fisica nota come principio di Bernoulli). La differenza di pressione tra le due zone crea un movimento di massa d'aria, ovvero l'aria a pressione più elevata si sposta verso la zona di bassa pressione. Lo schema seguente aiuta a chiarirsi le idee:

Posteriormente non è la ventola che richiama a se l'aria, quanto piuttosto è l'aria che le si avvicina! Un filtro posto anteriormente alla ventola ne annullerebbe sostanzialmente l'effetto, assorbendo gran parte dell'energia cinetica (di movimento) che era stata trasmessa dalle pale del ventilatore alle particella di aria. Un filtro posizionato posteriormente al più limiterebbe il flusso di aria, ostacolandone parzialmente il movimento, ma non andrebbe ad interferire troppo con il lavoro svolto dalla ventola (provare per credere). Per lo stesso motivo, ecco perchè ad esempio è efficace un convogliatore come quello mostrato nella foto qui sotto, dove la ventola che espelle aria è posizionata nell'estremità finale; all'interno dello stesso si viene a creare una zona di bassa pressione e quindi l'aria tende a spostarvisi dentro; non altrettanto efficace sarebbe lo stesso convogliatore se si fosse posizionata la ventola all'inizio del condotto, ovvero direttamente sull'apertura al di sopra della CPU.

Qui a sopra un'immagine del convogliatore. Il suo utilizzo consente di "forzare" il flusso d'aria all'interno del case e ne ha ottimizzato la funzione, consentendo l'utilizzo di una sola ventola che espelle aria calda pescandola direttamente nei pressi della CPU. Meno ventole = meno rumore, con un occhio di riguardo anche al consumo energetico. La posizione riservata all'altra ventola è stata chiusa con pezzo di plastica trasparente. Una mano posizionata nel flusso di aria della ventola ne conferma la temperatura piuttosto elevata.

Sarebbe possibile ottimizzare maggiormante il flusso d'aria sostituendo la ventola da 8 cm posta al termine del convogliatore con una più performante o con una di dimensioni superiori, come ad esempio una ventola da 12cm. Quest'ultimo caso, che richiederebbe comunque una mole di lavoro molto superiore (ovvero riprogettazione del convogliatore e risagomatura dell'apertura del case) sarebbe comunque preferibile, in quanto alimentando in seguito la ventola da 12 cm a 7 Volt, si avrebbe il vantaggio aggiuntivo di una silenziosità superiore.

Infine un'immagine completa del case così come si presenta adesso; le frecce in giallo indicano idealmente il percorso del flusso d'aria. Qui sotto è mostrata la nuova posizione dell'alimentatore:

Non è stato necessario rifinire il taglio della griglia dato la posizione nascosta e l'utilizzo che se ne sarebbe fatto.

Le ventole

Una cosa da non trascurare è sicuramente la scelta delle ventole. Trovate tutti i dettagli in questo articolo.