【팬 선정】PC(CPU/GPU)의 냉각에 필요한 에어 플로우의 기준

2021/7/31

PC 중에서도 특히 발열이 큰 CPU/GPU를, 목적의 온도 이하까지 냉각하는데 필요한 에어 플로우를 시산해 보고 싶습니다.

다음과 같은 사람을 위한 기사입니다.

어디까지나, 어느 정도의 이론적인 부분을 팔로우하면서, 묵직한 기준으로 좋은 사람용입니다.꽤 엄밀하게 내고 싶은 방법까지는 기재하고 있지 않습니다(모르겠습니다…) 때문에 양해 바랍니다.

공기 흐름 계산 방법

외기온 $Tout[℃]$에서 케이스의 장치를 $Tin[℃]$까지 냉각하는 데 필요한 공기 흐름(Q[cfm]\)은 다음 방정식으로 추정할 수 있다. 수 있습니다.

$$ 공기 흐름 Q [cfm] = 장치의 총 발열량 [W] / (20 × 1.699/60 × (Tin[℃] – Tout[℃]))$$

계산식은SANYO DENKI 기술 자료를 참고로 하고 있습니다.

PC 케이스내를 공기가 통과할 때, 출입구의 틈이나 파트 등 반드시 무엇인가의 저항(압력 손실)이 있습니다.따라서, 팬의 회전수를 100%로 해도 스펙상의 최대 풍량으로 환기하는 것은 거의 불가능합니다.

이 압력 손실의 측정은 어렵기 때문에, 팬의 최대 풍량이 「냉각에 필요한 풍량 Q의 1.5~2배」의 것이 선정의 기준이 됩니다.

예를 들어,

$$\begin{align} Q [cfm] &= 250 [W] / (20 × 1.699/60 × (50[℃] – 30[℃]))\\&=22~CFM\end{align}$ $

그래서 1.5~2배로33~44 CFM팬이 필요하다는 것입니다.

아래와 같은 4타입의 구성을 상정해, 소비 전력별로 에어 플로우의 기준을 시산해 보겠습니다.

최악의 경우로서 한여름에 낮에 쿨러도 붙이지 않고 사용한 경우로 계산해 보았습니다.

「에어 플로우 기준」은 냉각에 필수적인 풍량을 2배로 한 것으로, 이 풍량을 확보할 수 있도록 팬을 설치하면 충분하다는 지표로서 생각합니다.

다음은 조금 조건을 느슨하게 해 보았습니다.