V kruhoch hardvérových fajnšmekrov sú ventilátory Noctua považované za akúsi modlu. Nedá sa tvrdiť, že by všetky boli vo každom aspekte „najlepšie“, ale model NF-A12x25 PWM si od zvyšku ponuky drží jednoznačný odstup, nech sa na neho pozeráte z akéhokoľvek pohľadu. V 120-milimetrovom formáte so štandardnou hrúbkou 25 mm nenájdete celkovo dotiahnutejší ventilátor.
Noctua NF-A12x25 PWM
Vieme, výsledky ktorého ventilátora vám v testoch doteraz chýbali (a snáď i najviac). Každopádne, keby sme testy Noctua NF-A12x25 vydali skôr, hodnotenie by nebolo také jasné, ako je potrebné. Na dobré porozumenie toho, prečo je z pohľadu aerodynamiky tento ventilátor naozaj strop, je dôležité chápať nedostatky iných modelov. Hlavne preto sme sa v ostatných štyroch testoch zamerali na ventilátory, ktorých lopatky mali podobný tvar, ale napriek tomu s často výrazne odlišným výsledkom. Tým všetkým sa pri tejto analýze preberieme a vysvetlíme, čo Noctua musela urobiť navyše, aby to NF-A12x25 vystrelilo na prvé priečky aerodynamickej efektivity.
Pre neoddiskutovateľnú vizuálnu podobnosť ventilátor Noctua NF-A12x25 okamžite hneď po svojom uvedení získal nálepku „kópia Gentle Typhoon“. V skutočnosti sa však Noctua inšpirovala iba tvarom (podobne ako Scythe, ktorý ho kedysi videl niekde inde a aplikoval na Gentle Typhoon), ktorý by bolo pomerne hlúpe ignorovať. Bolo by to podobný nerozum, ako keby sa niekto silou mocou snažil prísť s „novým“ kolesom, ktoré by malo inú než kruhovú geometriu. Takže áno, Noctua uznala, že základný tvar Gentle Typhoon je efektívnejší ako konštrukcie s menej zakrivenými nábežnými hranami a nemá zmysel tomu vzdorovať. Zároveň však nejde o nič, čo by nebolo možné pomerne výrazne vylepšiť.
Na vlnu ventilátorov „podľa GT“ naskočila aj Akasa s modelom Alucia SC12. Ten však, ako už viete, medzi najefektívnejšie ventilátory nepatrí. To preto, že na výrobu rotora je použitý veľmi elastický materiál, ktorý výrazne znižuje statický tlak. Prietok vzduch v nereštriktívnom prostredí je s ohľadom na hlučnosť síce vynikajúci, ale jeho úbytky vplyvom prekážky sú výraznejšie ako u podobných ventilátorov s pevnejšími lopatkami (a výrazne horšia je už aj efektivita, pomer prietok k produkovanej hladine hluku). A prečo je vlastne konštrukcia s agresívnejšie zahnutými lopatkami efektívnejšia ako konštrukcie s menším zakrivením nabežných hrán? Pre smerovanie prúdnic vzduchu. Čím väčšie je zakrivenie lopatiek, tým menší je uhol prúdenia. Od určitej miery (extrémneho zakrivenia) to môže efektivitu prúdenia znižovať rovnako ako ju to znižuje, keď je aktívny uhol prúdenia príliš veľký. Odhliadnuc od nežiaducich turbulencií, ktoré vznikajú na hranách rámčeka, pri rovnakom prietoku hlučnosť zvyšuje (a efektivitu znižuje) aj vyššie prúdnic o statorový rámček.
Pri konštrukcii s rotorom, ako má aj Noctua, k takej vysokej koncentrácii prúdnic vzduchu v týchto miestach nedochádza, trenie je nižšie (s tým je aj nižšia hlučnosť) a maximalizácia prúdenia vzduchu v axiálnej osi tak výrazne zvyšuje efektivitu. Preto môžeme s istotou vylúčiť, že by konštrukčne rovnaký ventilátor (tzn. aj vyrobený z rovnakých materiálov) dosahoval pri, povedzme tradičnom tvare rotora (s malým zakriveným nábežných hrán) rovnaký prietok pri nižšej hlučnosti. Možné by to z viacerých dôvodov bolo iba vtedy, ak by bol rotor s aerodynamicky efektívnejším tvarom z menej pevného materiálu (a tým viac by podliehal nežiaducej deformácii počas rotácie). Základom úspechu NF-A12x25 je preto „sterrox“ s mimoriadne vysokou pevnosťou nielen v tlaku, ale i v ťahu (na rozdiel od Corsair AF120) a nižšia než u lacnejších materiálov je aj tepelná rozťažnosť.
Čo je vlastne ten „sterrox“? LCP (polyméry s tekutými kryštálmi) s prímesou niečoho tajného, čo v kope označuje Noctuou patentovaný sterrox. Veľmi vysokú pevnosť dosahuje už ale aj „čisté“ LCP. Vyrobený je z neho aj MSI MEG Silent Gale P12, ktorý sa obvykle v top 3 doposiaľ otestovaných ventilátorov drží aj na reštriktívnych prekážkach. Na NF-A12x25 stráca najmä pre menší dôraz na aerodynamické detaily, na ktorých si Noctua zakladá od svojho vzniku. Než sa k nim (a k ich prínosu) prepracujeme, pri pohľade na rotor sa tu ponúka jedno porovnanie s BeQuiet! Silent Wings (Pro) 4.
Všimnite si, že NF-A12x25 má medzi lopatkami výrazne väčšie medzery. Tie, prirodzene, znižujú statický tlak, ale to ešte neznamená, že ventilátor s menšími medzerami a s väčšou celkovou plochou lopatiek (čo Silent Wings 4 takisto majú) ho musí dosahovať vyšší. Zase okrem iných konštrukčných detailov, ktoré majú na celkovú výšku statického tlaku vplyv, záleží na použitom materiály. BeQuiet! používa PBT, ktorý je síce spevnený sklenými vláknami, ale pri svojej relatívne malej hrúbke (najmä v najslabších miestach medzi vrúbkami) je na Silent Wings (Pro) 4 stále pružnejší ako LCP. To je to, čo najviac zhoršuje vlastnosti nových ventilátorov BeQuiet! a spôsobuje aj vlnenie, výskyt nepríjemnejších frekvenčných špičiek vo zvuku a aj mechanických vibrácií, ktoré vo vyššej intenzite z lopatiek prechádzajú aj na rámček (následne na skrinku a tak podobne).
Tieto nežiaduce javy Noctua na NF-A12x25 eliminuje použitím mimoriadne pevného sterroxu, ktorým sa, navyše, nešetrilo. Lopatky sú totiž aj poriadne hrubé. Aj vďaka tomu Noctua mohla zmenšiť medzeru medzi špičkami lopatiek a rámčekom na nejakých 0,5 mm. U drvivej väčšiny iných ventilátorov je táto medzera tak dva až štyrikrát väčšia. To okrem iných vecí (okolo presnosti výroby s nízkymi toleranciami) prirodzene pre nestálosť lopatiek na behu. A hoci to je pozoruhodný detail zvyšujúci statický tlak, treba si uvedomiť, že z celkového prierezu táto škára, ktorú uniká vzduch, tvorí pomerne malú časť. Preto tomuto prvku možno treba dávať väčšiu váhu, než naozaj má.
Predpokladáme, že v rámci vylepšení nasledujúcich generácií ventilátorov sa Noctua zmeria skôr na zmenšenie medzier medzi lopatkami (tak, že nábežné hrany lopatiek budú bližšie k odtokovm hranám predchádzajúcich lopatiek). Nakoniec, priestor medzi špičkami lopatiek a rámčekom sa už aerodynamicky príliš vylepšovať nedá. Čím ďalej viac populárne orámovanie (napríklad ako aj u Cooler Master MasterFan SF120M) je vhodné maximálne ako kompromis pre lacné ventilátory, u ktorých sa musí šetriť na materiály s nižšou pevnosťou.
Úniky vzduchu okolo rotora potláča podstatne elegantnejšie. Okrem toho, čo sme už spomínali (rotor viac natlačený na rámček) je tu aj netradičná povrchová úprava vnútorných stien rámčeka, ktorú Noctua zaviedla s ventilátorom NF-F12. Jedná sa o to, že povrch rámčeka je „zdrsnený“ zapustenými útvarmi v tvare trojuholníka (Inner Surface Microstructures), tie vytvárajú mikroturbulentnú vrstvu, ktorá okrem celkovo vyššieho odporu (a tým želanému brzdeniu vracajúceho sa vzduchu pôsobením spätného tlaku) potláča odtrhávanie prúdnic vzduchu od špičiek lopatiek. Na hladkých stenách sa to nedeje a tým pádom klesá aj statický tlak a objem vzduchu, ktorý pretečie cez prekážku (či už ide o prachový filter, mriežku či radiátor). Oproti ostatným ventilátorom Noctua má NF-A12x25 majú ISM menšiu hĺbku, čo má priamy súvis s tenšou medzerou medzi špičkami lopatiek a rámčekom. Na požadovaný aerodynamický efekt (elimináciu separácie prúdnic vzduchu od špičiek lopatiek) pri zachovaní čo najnižšej hlučnosti, sú vhodné menej agresívne prehĺbenia ISM, tvrdí Lars Strömbäck, architekt tohto ventilátora.
Aerodynamických detailov, ktoré majú zlepšovať efektivitu, má Noctua na NF-A12x25 (PWM) viac. Jedným z nich sú aj kanáliky na vstupnej strane odtokových strán lopatiek, ktoré majú potláčať najmä nežiaduce mikroturbulencie a tým urýchľovať prúdenie na zvyšovanie „sacej“ kapacity. Takisto čiastočne zabraňujú skĺzavaniu prúdnic vzduchu po dlhej strane lopatiek, až k ich špičkám (to takisto znižuje efektivitu ventilátorov). Tretím dôležitým a v rámci ventilátorov Noctua (ale i všeobecne) exkluzívnym prvokom sú akési schodíky (Stepped Inlet Design) na vstupnej strane rámčeka. Tie majú zvuk obtekajúceho vzduchu rozbíjať s ohľadom na redukciu frekvencií, ktoré by mali byť na bežných/hladkých rámčekoch výraznejšie, pre používateľa nepríjemnejšie.
A ešte jedna vec zlepšuje aerodynamické vlastnosti NF-A12x25. Tentokrát však už nejde o pevnú súčasť konštrukcie, ale o silikónové tesnenie, ktorým môžete nahradiť predinštalované antivibračné podložky v rohoch. Tie sú obsiahnuté aj v rámci tohto tesnenia, ale na rozdiel od nich toto tesnenie vypĺňa aj medzery, ktoré vznikajú medzi samostatnými antivibračnými rohmi. Týmto priestorom prirodzene uniká nejaké množstvo vzduchu a zase sa znižuje statický tlak, hoci nejde o nijako dramatické rozdiely. Zatiaľ čo bez tesnenia (iba s antivibračnými podložkami v rohoch) sme v nereštriktívnom prostredí namerali maximálny statický tlak o 2 % nižší (2,29 mm H2O), než je špecifikovaný (2,34 mm H2O), tak s tesnením je o 2 % vyšší (2,39 mm H2O). Samozrejme, tieto pomery sa môžu v praxi odlišovať aj v závislosti od montážneho prítlaku.
Pre zachovanie čo najvyššej presnosti a filozofie testovania ventilátorov s predinštalovaným príslušenstvom (a nie najlepšou konfiguráciou pre každý z meracích aspektov, aby vo veciach nepanoval chaos), všetky merania prebiehali so štandardnými rohmi. Skôr či neskôr prejdeme viacero situácií s tesnením aj bez neho s tým, že budem sledovať aj vplyv prítlaku s rôznou mierou stlačenia (a zúženia vzduchových medzier) silikónového materiálu. Na to bude už ale vyhradený samostatný test. Teraz túto tému rozvádzame najmä na to, aby ste mali predstavu o tom, že vplyv tohto tesnenia na statický tlak a prietok je pomerne malý, oveľa menší ako pri rôznych rohoch na ventilátoroch BeQuiet! Silent Wings (Pro) 4. A ešte aj preto, že koeficient pravdivosti parametrov môže mať jemne kladný alebo záporný charakter práve v závislosti od toho, či sa toto tesnenie použije alebo zostanete pri základnom nastavení (s predinštalovanými podložkami).
Noctua o tesniacom plašti hovorí v súvislosti s radiátormi kvapalinových chladičov, zmysel má ale aj pri osadení ventilátorov do systémových pozícii, hoci to na chladiaci výkon bude mať iba veľmi malý vplyv. Najväčší rozdiel vo výkone s tesnením a bez neho je pri maximálnom výkone (cca 3,8 %), pri nižších rýchlostiach je to vždy menej, až sa ten rozdiel postupne hranične blíži nule. K tejto téme sa určite ešte vrátime formou podrobnejších meraní, zrejme v rámci obohatenia testov NF-A12x25 chromax. black, ktorých výsledky by mali hnedo-béžovými variantmi zodpovedať lepšie, ako je tomu medzi bielym a čiernym ventilátorom Corsair AF120.
Ešte neodznelo tu úplne základné – Noctua NF-A12x25 je ventilátor formátu 120 mm šo štandardnou hrúbkou profilu 25 mm. Variant, ktorý je predmetom meraní tohto testu, je pritom „PWM“. Okrem neho má Noctua v ponuke aj variant „FLX“ (rýchlosť takisto do 2000 ot./min, regulácia ale už iba DC), dva pomalšie 1200-otáčkové varianty: „ULN“ (s DC reguláciou) a „LS-PWM“ a dva s nižším nominálnym napätím 5 V (zase jeden trojpinový na lineárnu reguláciu, a druhý štvorpinový, s ovládaním zmenou šírky napäťových impulzov) končiace oficiálne na 1900 ot./min.
Za zmienku stojí aj nadštandardne bohaté príslušenstvo. Toľko rôznych vecí, ako Noctua, k ventilátorom iní nedávajú ani v tejto cenovej relácií. Konkrétne sa jedná o Y rozdvojku (na zapojenie dvoch ventilátorov na jeden konektor), 30 cm predlžovací kábel (s ním sa dostanete na konečnú dĺžku pol metra) spomaľovací adaptér NA-RC14, gumené tŕne na uchytenie do skrinky (ako k alternatíva k samorezným skrutkám, ktoré sú ale takisto v balení) a už spomínané tesnenie.
Základ metodiky, veterný tunel
Predtým, než sa pustíte do čítania metodiky s rozborom všetkých detailov, tak sa pozrite ešte na testovací tunel ako celok. To je srdce celého systému, ku ktorému sa pripájajú ďalšie tepny (manometer, vibrometer, powermeter, …). Pevnou súčasťou tunela je z meracích prístrojov iba anemometer.
Tvar veterného tunela je inšpirovaný Venturiho trubicou, ktorá sa na merania prúdenia kvapalín a plynov používa už dlho. Venturiho efekt pre potreby snímania rýchlosti vetra je známy aj z leteckého priemyslu. Konštrukcia na meranie počítačových ventilátorov má ale svoje špecifiká, ktoré tento náš návrh v sebe odráža.
Jednotlivé parametre veterného tunela na testy ventilátorov sú výsledkom fyzikálnych simulácií a praktického laborovania. Všetky detaily (záhyby, použitý materiál či povrchová úprava) majú svoje opodstatnenie a je takto navrhnuté z nejakého konkrétneho dôvodu. Jednotlivé konštrukčné detaily si postupne preberieme v rámci opisu meraní čiastkových veličín.
Teraz si ešte v krátkosti rozvedieme niektoré veci, ktoré sa do textu nasledujúcich kapitol tematicky nehodia. A síce napríklad to, že je kostra veterného tunela prácou 3D tlačiarne (PLA). Hrubý výtlačok bol, samozrejme, následne dôkladne opracovávaný brúsením, tmelením, leštením a lakovaním. Dôležitá je najmä hladká povrchová úprava vnútorných stien.
Pri spájaní jednotlivých častí sa kládol dôraz na to, aby bezchybne lícovali, aby boli bezchybne vytesnené (k tomu sa ešte vrátime pri opise testovacích postupov na meranie tlaku), ale takisto aby sa používaním nepovoľovali spoje. Všetko je síce pre servisné účely rozoberateľné, ale zaistené tak, aby sa pri používaní a napríklad aj pod náporom vibrácií zachovali stále vlastnosti. Závity sú zaistené buď matičkami s istiacou vložkou alebo závitovým lepidlom. Záleží na tom, kde sa čo viac hodí.
Keď sa práve veterný tunel nepoužíva, je uzatvorený v prachotesnej komore. Okrem technického vybavenia a jeho správneho skladovania je pre objektívne výstupy dôležité aj to, aby boli všetky meracie prístroje skalibrované podľa etalónu. Bez toho by nebolo možné si za svojimi výsledkami stať a opierať sa do špecifikácií výrobcov. Preto sú dôležitou výbavou metodiky aj protokoly o kalibrácii. Testovanie prebieha pri teplote okolitého vzduchu 21–21,3 °C, vlhkosť je zhruba 45 % (± 2 %).
Ventilátory nám prichádzajú na testy minimálne v dvoch kusoch toho istého modelu. Ak sú odchýlky niektorej z nameraných veličín väčšie ako 5 %, tak pracujeme aj s treťou či štvrtou vzorkou a priemerná hodnota je tvorená výsledkami ventilátorov, ktoré vychádzali najpodobnejšie a rozdiely medzi nimi sa zmestili pod 5 %.
Montáž a merania vibrácií
Každý testovaný ventilátor treba prirodzene najprv vhodne pripevniť. Pri tom všetkom, čo chceme merať a pri takej presnosti, aká na relevantné merania musí byť, to záleží aj na najmenších detailoch. Celý systém uchytenia je pomerne zložitý a sme radi, že sme ho doladili k maximálnej spokojnosti. Aj keď to teda znamenalo stovky hodín laborovania. Čo je na tom také komplikované? Je toho viac.
Ventilátory sa inštalujú k multifunkčnému držiaku. Substrát je 2 mm hrubý kovový plát, ku ktorému sa pripevňuje ventilátor, respektíve ventilátor spolu s prekážkou (napríklad s filtrom, šesťuholníkovou mriežkou či radiátorom kvapalinového chladiča).
Držiak na inštaláciu ventilátora a snímaču vibrometraPre správny a vždy rovnaký prítlak sú ventilátory doťahované vždy rovnakou silou momentovým skrutkovačom. Keby to tak nebolo, tak by mohli vznikať škáry a vôle v montáži, skrátka nerovné podmienky s nežiaducim skreslením. Napríklad aj pre meranie vibrácií. Navrchu ventilátorového držiaka je aj držiak pre trojosí snímač vibrometra. Ten je už prichytený magneticky cez oceľovú vložku, na ktorú snímač pôsobí silou jedného kilogramu a vďaka dorazu je aj vždy v rovnakom mieste a v rovnakom kontakte so zvyškom konštrukcie. To sú z hľadiska opakovateľnosti meraní základné veci.
Aby bolo možné zachytiť intenzitu v čo najvyššom rozlíšení, nemôže byť podnos držiaka príliš ťažký a zároveň musí byť dostatočné pevný, aby sa nekrútil. Tým by znovu dochádzalo k rôznym skresleniam. Preto sme na výrobu držiaka použili tvrdú (H19) hliníkovú (AL99,5) dosku, ktorej hmotnosť je tak akurát na to, aby nebol významne obmedzovaný voľný pohyb.
Na dosiahnutie čo najjemnejšieho rozlíšenia pre meranie vibrácií sú v montážnych dierach, cez ktoré sa držiak inštaluje k tunelu, mäkké gumené vložky. A hneď za týmito vložkami sú silentbloky s veľmi nízkou tvrdosťou 30 Shore. Tie sú použité aj z toho dôvodu, aby vibrácie ventilátorov neprerážali na kostru tunela. Keby k tomu dochádzalo, tak by sa pri ventilátoroch s intenzívnejšími vibráciami do výsledkov meraní hluku premietla aj táto sekundárna zložka hluku, ktorá sa netýka aerodynamického zvuku ventilátora.
Citlivý montážny mechanizmus umožňuje meranie vibrácií vo vysokom rozlíšení a zároveň zamedzuje prierazu vibrácií na kostru veterného tunelaV tomto je dobré mať ideálne podmienky aj napriek tomu, že sú v praxi nedosiahnuteľné, pretože sa vibrácie ventilátorov budú na kostru skrinky prenášať v nejakej miere vždy. Ale každá skrinka na ne bude reagovať inak, respektíve konečná hlučnosť bude závisieť od viacerých faktorov, počnúc použitými materiálmi. Preto je dobré túto zložku hluku navyše pri testovaní odfiltrovať a do praxe kalkulovať s nameranými intenzitami vibrácií. Čím vyššie tieto vibrácie sú, s tým vyšším prídavkom hlučnosti treba počítať.
Silentbloky sú prirodzene naformátované tak, aby držiak trochu odsadili od zvyšku tunela, inak by nemali zmysel. Vzniká tu tak medzera, ktorá je po celej ploche vytesnená mäkkým penovým tesnením s uzavretou bunkovou štruktúrou (tzn., že je nepriedušná).
Na zamedzenie priechodu vibrácií na konštrukciu veterného tunela je medzi držiakom s ventilátorom a nábežnou hranou potrubia malá medzera, ktorú vytesnuje mäkký penový goliérNa správne vycentrovanie rotora ventilátorov voči ostatným prvkom obsahuje držiak vystúpený rámček, ktorý kopíruje vnútorný obrys tesnenia. A aby toho nebolo málo, tak sa rámček s testovaným ventilátorom k tomuto tesneniu dotláča malou silou tlačných pružiniek, ktorá je nastavená zase s ohľadom na čo najvyššie rozlíšenie pre meranie vibrácií a zároveň tak, aby vznikal dostatočný prítlak na zachovanie bezchybnej tesnosti.
Vibrácie meriame meracím prístrojom Landtek VM-6380. Ten zaznamenáva rýchlosť kmitania (v mm) za sekundu vo všetkých osiach (X, Y, Z). Na rýchlu orientáciu počítame z nameraných hodnôt 3D vektor a do grafov uvádzame „celkovú“ intenzitu vibrácií. Svoje výsledky si nájdete ale aj vtedy, pokiaľ vás zaujíma iba konkrétna os.
Najkomplikovanejšiu časť tunela už poznáte a v rámci ďalšej kapitoly sa posunieme ďalej. Stále ale zostaneme na začiatku tunela, len odbočíme k perifériám po stranách.
Počiatočné zahorenie a záznam otáčok
Ešte predtým, než začneme vôbec niečo merať, nechávame ventilátory po zapojení natočiť pár minút „naprázdno“. Je to z toho dôvodu, že bezprostredne po studenom štarte ventilátory dosahujú iné parametre ako po určitom čase krátkodobej prevádzky.
Do momentu, kým sa neustáli prevádzková teplota maziva, je dosahovaný typicky nižší maximálny výkon. Pri nižšej teplote je totiž mazivo hustejšie, s čím súvisí vyššie trenie. Maximálne otáčky preto ventilátory nedosahujú okamžite, ale až po prvých sekundách. Pred prvými meraniami tak nechávame ventilátory v zábehu aspoň 300 sekúnd pri 12 V, respektíve 100 % intenzite PWM.
Rýchlosť ventilátorov monitorujeme pomocou laserového tachometra, ktorý počet obrátok odčítava z reflexnej nálepky na rotore. Na tento účel používame zariadenie UNI-T UT372, ktoré v reálnom čase umožňuje aj priemerovanie vzoriek. Do grafov tak nezapisujeme špičkovú, ale priemernú hodnotu otáčok z časového úseku 30 sekúnd.
Samotné otáčky sú však pomerne nedôležitý parameter, ktorému sa často venuje vyššia pozornosť, než by bolo vhodné. To dokonca aj v mnohých testoch ventilátorov či chladičov, kde sa podľa otáčok normalizujú jednotlivé režimy, v ktorých sa merajú iné veličiny.
Rýchlosť ventilátorov monitorujeme laserovým tachometromViazať sa však na konkrétne otáčky je pomerne nešťastné rozhodnutie už len preto, že ventilátory nezískavajú žiadny spoločný znak. Pri rovnakých otáčkach sú všetky ostatné veličiny rôzne, neexistuje žiadny prienik. Dá sa poznamenať, že lepšia by bola normalizácia podľa akejkoľvek inej veličiny, či by sa jednalo o statický tlak, prietok alebo hladinu hluku, ktorá u nás vyhrala. O tom ale až v ďalšej kapitole.
Rýchlosť otáčok meriame iba preto, aby ste si vedeli konkrétny parameter (napríklad výšku statického tlaku alebo nejakú hladinu hluku) spojiť s niečím, podľa čoho si viete ventilátor sami nastaviť. Snáď na to jediné je informácia o dosahovaných otáčkach užitočná. V rámci analýzy ventilátorov budeme uvádzať aj to, aké majú ventilátory rozbehové a minimálne otáčky. Rozbehové otáčky bývajú vyššie než minimálne, pretože na rozhýbanie rotora je vyžadovaná väčšia sila než keď už sa rotor ventilátora otáča a hľadá sa minimálna intenzita napájania, pri ktorej nedochádza k jeho zastaveniu.
Základ 7 rovnakých hladín hluku...
Je niekoľko možností, podľa čoho normalizovať testovacie režimy pre ventilátory. V predošlej kapitole sme už písali o tom, že snáď najmenej vhodná možnosť sú rovnaké otáčky.
Na zváženie sú nastavenia podľa rovnakého statického tlaku či prietoku, ale za najrozumnejšie dlhodobo považujeme normalizovať meracie režimy podľa rovnakých hladín hluku. Jednak preto, že decibely sú logaritmická jednotka a všetky ostatné škálujú lineárne, ale hlavne preto, že podľa rovnakých hladín hluku sa zorientujete najrýchlejšie. Najjednoduchšie sa dá porovnať efektivita ventilátorov práve podľa toho, aké dosahuje výkonnostné vlastnosti pri rovnakej úrovni akustického tlaku. To je zo všetkých možností tá, ktorú si dokáže väčšina ľudí najlepšie predstaviť a odraziť sa od nej pri posudzovaní iných veličín.
Jednotlivé režimy hladín hluku sú nastavované od nízkych úrovni plynulo až k vyšším úrovniam. pri testovaní si tak nájdu svoje výsledky všetci používatelia bez ohľadu na to, či preferujú veľmi tichú prevádzku na hranici počuteľnosti alebo je prvoradý vysoký výkon.
Najtichší režim zodpovedá 31 dBA, za ním nasledujú 33 dBA a pre každý ďalší režim pripočítavame 3 dBA, ktoré hladinu hluku vždy zdvojnásobujú (36, 39, 42 a 45 dBA). Nakoniec ventilátory meriame pri maximálnom výkone. To už má každý trochu inú hladinu hluku, ktorú takisto uvádzame. V prípade, že medzi výsledkami pri niektorom ventilátori chýbajú namerané údaje znamená to, že nebolo možné nastaviť na cieľovú hladinu hluku. Či už preto, že jeho minimálne otáčky presahujú najtichší režim 31 dBA alebo naopak preto, že je ventilátor pri maximálnom výkone tichší než 45 dBA.
Je dôležité dodať, že naše merania hladiny hluku sú neporovnateľné s hodnotami, ktoré uvádzajú výrobcovia ventilátorov v špecifikáciách. To už len z toho dôvodu, že okolo snímača hlukomeru používame goliér v tvare paraboly, ktorá zvyšuje citlivosť. Dôležité je to preto, aby bolo možné rozlíšiť a nastaviť na rovnakú hladinu hluku aj režimy pri veľmi nízkych otáčkach, špeciálne 31 dBA.
Aby bolo rozlíšenie dostatočné, tak je hlukomer vedľa ventilátora pomerne blízko. Vzdialenosť medzi rámčekom a snímačom je 15 centimetrov. Snímač je pritom situovaný tak, aby nedochádzalo ku skresleniu, respektíve aby merania hladín hluku neovplyvňovalo prúdenie vzduchu. Preto je hlukomer nacentrovaný z profilu kolmo na rámček, ktorý definuje hĺbku ventilátora. Všetko je vždy pod rovnakými uhlami a v rovnakej vzdialenosti. Na presné a vždy rovnaké nastavenia vzdialeností používame sklonomer a značky.
Snímač hlukomera je umiestnený vzhľadom na polohu ventilátora z profilu. Nacentrovaný na hĺbku rámčeka je vertikálne i horizontálne.Na meranie hlučnosti používame hlukomer Reed R8080. Ten v reálnom čase umožňuje priemerovanie vzoriek, čo je dôležité na presné vyladenie jednotlivých režimov. Ventilátory ladíme dovtedy, pokým nie je dosahovaná stanovená hladina hluku s presnosťou na dve desatinné miesta, napríklad teda 31 dBA. Hlukomer je jediný prístroj, ktorý kalibrujeme v rámci nášho testlabu. Ostatné prístroje máme skalibrované príslušnými technickými ústavmi. V prípade hlukomeru sa však vyžaduje kalibrácia pred každým testovaním a preto máme vlastný kalibrátor. Ten je už podľa etalónu skalibrovaný externe.
... a farba zvuku (frekvenčná charakteristika)
Hladina hluku uvádzaná jednou hodnotou v dBA je dobrá na rýchlu orientáciu, ale predstavu o tom, ako presne zvuk znie, si z nej nespravíte. To preto, že priemeruje mix hladín hluku všetkých frekvencií zvuku. Jeden ventilátor vás môže rušiť viac ako druhý, hoci obidva dosahujú na chlp rovnaké dBA, ale napriek tomu každý z nich charakterizujú iné dominantné (hlasitejšie) frekvencie. Na dôkladnú analýzu s predstavou o „farbe“ zvuku je nevyhnutné zaznamenávať a posudzovať hladiny hluku naprieč celým spektrom frekvencií, ktoré vnímame.
Spektrograf s úrovňami hluku na jednotlivých frekvenciách zvukuRobíme to už pri testovaní grafických kariet a robiť to budeme aj pri ventilátoroch, kde to dáva ešte väčší zmysel. Pomocou mikrofónu miniDSP UMIK-1 a aplikácie TrueRTA pre jednotlivé režimy s fixnými dBA meriame aj to, ktoré frekvencie sa na zvuku podieľajú viac a ktoré menej. Sledovaný frekvenčný rozsah je 20–20 000 Hz, s ktorými budeme pracovať v jemnom rozlíšení 1/24 oktávy. V ňom sú zachytené hladiny hluku od 20 Hz do 20 000 Hz až 240 frekvenciách.
Zachytených informácií v spektrografe je o trochu viac, než budeme na prehľadné porovnávania ventilátorov potrebovať. pri testovaní síce vždy nájdete kompletný spektrograf, ale v porovnávajúcich tabuľkách a grafoch budeme pracovať iba s dominantnými frekvenciami (a ich intenzitami hluku) v nízkom, strednom a vysokom pásme. Nízke pásmo frekvencií predstavuje pritom 20–200 Hz, stredné 201–2000 Hz a vysoké 2001–20 000 Hz. Z každého z týchto troch pásiem vyberáme dominantnú frekvenciu, teda tú najhlasitejšiu, ktorá sa najviac podieľa na zložení zvuku.
K dominantnej frekvencii udávame aj intenzitu jej hluku. Tá je však v tomto prípade v inú váhu decibelov než sú tie, na ktoré ste zvyknutí z meraní hlukomerom. Namiesto dBA tu máme dBu. Jedná sa o jemnejšiu váhu, ktorá sa navyše vyjadruje záporne. Na to si dajte pri študovaní výsledkov pozor – intenzita hluku -70 dBu je vyššia ako -75 dBu. Podrobnejšie sme túto problematiku rozoberali v článku Vyznajte sa v meraniach frekvenčných charakteristík zvuku.
Aby bolo vôbec možné tieto merania realizovať s uspokojivou opakovateľnosťou meraní, sú vyžadované prísne akustické zabezpečenia. Pre zaznamenanie tých istých hodnôt na všetkých frekvenciách naprieč opakovanými meraniami používame akustické panely. Tie zabezpečujú, aby sa zvuk do mikrofónu vyodrážal vždy rovnako bez ohľadu na rozloženie ostatných predmetov, ktoré máme v testlabe. Východisková hladina hluku pred každým meraním je prirodzene takisto rovnaká. Miestnosť, v ktorej meriame, je odhlučnená.
Na presné meranie frekvenčných charakteristík zvuku je dôležité udržiavať stále akustické podmienky. Na ich vytvorenie používame súpravu akustických panelov.Tak ako na hlukomeri aj na mikrofóne je na zvýšenie rozlíšenia parabolický goliér. Ten je špeciálne v tomto prípade nielen na zosilnenie, ale aj odfiltrovanie dobrých ruchov, ku ktorým či chceme alebo nie za mikrofónom dochádza. Reč je o telesnej aktivite používateľa (testera). Bez tohto prídavku by bolo v spektrografe zachytené napríklad aj ľudské dýchanie. To však zadná (vypuklá) strana límca úspešne odráža mimo snímač mikrofónu. Spektrograf vďaka tomu obsahuje iba informácie o zvuku, ktoré vydáva samotný ventilátor.
Merania statického tlaku...
Konečne nastal čas, aby sme sa po dráhe tunela trochu posunuli. Tesne za ventilátorom je umiestnená sonda na snímanie statického tlaku. Jej poloha je zvolená s ohľadom na maximálnu efektivitu meraní. Inými slovami sú snímače umiestnené v miestach najvyššieho tlaku (hoci ten je v nezúženej časti tunela prakticky všade rovnaký).
Na meranie statického tlaku v tuneli slúži Fieldpiece ASP2, ktorý je pripojený k manometru Filedpiece SDMN5. Ten umožňuje merania aj v milimetroch vodného stĺpca, ale my meriame v milibaroch. To je pre tento merací prístroj základná jednotka s jemnejším rozlíšením. A až z nej namerané hodnoty prepočítavame do mm H2O, aby bolo možné jednoduché porovnanie s tým, čo uvádzajú výrobcovia.
Interná časť sondy na meranie statického tlaku vnútri tunela…Zatiaľ čo sme pri meraniach hladiny hluku písali, že sa naše výsledky nedajú porovnávať s parametrami, tak v tomto prípade to už neplatí. Pokiaľ si výrobcovia ventilátorov parametre neprikrášľujú, tak by mali uvádzať približne také hodnoty tlaku, aké vychádzajú aj nám. Najvýraznejšie odchýlky môžu vznikať iba na úrovni rôznej presnosti meracích prístrojov, ale to sú zanedbateľné percentá.
… a externá časť vedúca k manometruČím väčší je rozdiel udávaných hodnôt výrobcom oproti našim, tým menej špecifikácie zodpovedajú realite. Ak sú udávané hodnoty výrazne vyššie, je to určite zámer, ktorý má ventilátory na trhu umelo zvýhodniť. Pokiaľ ale výrobca uvádza nižšiu hodnotu tlaku než my, ukazuje to skôr na inú vec. A síce na slabšiu tesnosť meracieho prostredia. Čím menej tesný tunel je, tým nižší tlak prirodzene nameriate. Toto je jedna z vecí, ktorú sme ladili mimoriadne dlho, ale nakoniec sme vytesnili všetky slabé miesta. Či už sa jedná o priechod pre samotnú sondu, príruby okolo anemometra, dokonca bolo potrebné v strede zatesniť aj samotný rámček anemometra, ktorý sa skladá z dvoch dielov. Bezchybne tesná musí byť nakoniec aj záklopka na konci tunela. Statický tlak sa totiž meria pri nulovom prietoku vzduchu.
Najvzdialenejší člen od ventilátora – uzáver na merania statického tlakuJe tu ale jedna vec, ktorá často tlak ventilátorov trochu znižuje. A to sú vystúpené antivibračné podložky v rohoch či inak vystúpené rohy. Inými slovami, keď ventilátor na vstupe perfektne nesadne k montážnemu rámčeku a po obvode sú malé škáry, tak i to má vplyv na to, čo nameriate. Do tohto sme už ale nezasahovali, pretože sa už jedná o kvalitatívne vlastnosti ventilátora. Rovnako „odstávať“ a dosahovať o trochu slabšie vlastnosti, než na aké ma potenciál pri lepšom vyhotovení, bude aj po aplikácii u koncového používateľa.
... a prietoku vzduchu
Pri meraniach prietoku vzduchu môžeme dobre vysvetliť, prečo je ten tvar testovacieho tunela taký, ako je. Z dvoch častí nepozostáva iba preto, aby bolo pre merania tlaku pohodlne možné upchať „výfuk“. Anemometer (teda prístroj na meranie rýchlosti vetra) zvierajú cez príruby dve časti, dva útvary.
Predná časť na ktorej začiatku je pripevnený ventilátor, sa plynulo zužuje a zhruba od dvoch tretín je už prierez menší ako je prierez 120-milimetrového ventilátora. Dôvodom je to, že prierez anemometra má vždy menšiu plochu než je prierez testovaných ventilátorov. Zužovanie smerom k ventilátoru anemometra je tak plynulé, aké bolo možné zvoliť a steny tunela sú hladké. Týmto sa minimalizoval vznik neprirodzených turbulencií.
Rozdiel medzi prierezom na vstupe (testovaný ventilátor) a v zúženom mieste (anemometer) znamená aj rozdiel v dynamickom tlaku, uplatňujú sa tu princípy Venturiho efektu. Aby na tejto úrovni nevzniklo skreslenie a nebol prietok vzduchu ventilátora iný, než je v skutočnosti, treba na namerané hodnoty aplikovať Bernoulliho rovnicu (pre maximálnu presnosť výpočet zohľadňuje aj plochu vnútorného prierezu anemometra, teda jeho neaktívnu časť). Po tomto všetkom je znovu možné naše výsledky konfrontovať s papierovými parametrami.
Na merania používame anemometer Extech AN300 s veľkým 100-milimetrovým ventilátorom. Jeho veľká výhoda oproti iným anemometrom je v tom, že je vyhotovený na obojsmerné snímanie. To umožňuje skúšky pri rôznych orientáciách ventilátora. Vhodnejšia, respektíve presnejšia na merania je ale poloha „ťahaj“, aj keď sa to tak na prvý pohľad nemusí zdať, ale vysvetlíme si.
Tu sa už dostávame k druhej časti tunela, k časti za anemometrom. Súčasťou celého zariadenia je hlavne preto, aby prichádzal na rotor anemometra laminárny prúd vzduchu. Inak by sa do výsledkov premietli nekontrolované bočné víry, ktoré sú v nesúlade s presnými meraniami. Preto budeme prietok testovať v tejto odsávacej pozícii. Ak by k tejto téme niekto chcel niečo obšírnejšie rozviesť, tak ďalšie podrobnosti môžeme kedykoľvek rozpitvať do detailov v diskusii pod článkom. Pýtajte sa. :)
Zadok tunela zabezpečuje mimo iné aj to, aby bol prívod vzduchu na ventilátor anemometra laminárnyV súvislosti s anemometrom sa ešte trochu vrátime k meraniam hlučnosti a k nastavovaniu režimov podľa fixných hladín hluku. Možno vám pri čítaní napadlo, že i ventilátor anemometra je zdrojom zvuku, ktorý treba pri meraní ventilátorov odfiltrovať. Z toho dôvodu pred každým meraním a nastavovaním režimu podľa stanovenej hlučnosti na medzi rámček a ventilátor anemometra zasúvame istiacu vložku. Tá, mimochodom, drží ventilátor anemometra aj pri meraniach statického tlaku.
S prekážkami je všetko inak
Zatiaľ sme si opísali, ako prebiehajú merania statického tlaku a prietoku vzduchu v podmienkach, kde ventilátor nemá v ceste žiadnu prekážku. V praxi však ventilátory obvykle nefúkajú do prázdneho priestoru, ale majú pred sebou filter, mriežku či za sebou radiátor, ktorého rebrovanie treba pretlačiť pokiaľ možno čo najefektívnejšie.
Súprava praktických prekážok, s ktorými meriame vplyv na prietok vzduchu, statický tlak, ale i hlučnosťPrietok aj tlak budeme z dôvodov uvedených vyššie merať aj cez praktické prekážky. Medzi ne patria dva typy filtrov, ktoré sa v skrinkách používajú. Jeden jemný – nylonový a druhý plastový s hrubším sitom. Jednou z ďalších prekážok je šesťuholníková mriežka perforovaná na 50 %, na ktorú sa v drvivej väčšine inštalujú ventilátory – vstupné i výstupné. Vplyv prekážok na výsledky v niektorých prípadoch meriame v takých polohách (za alebo pred rotorom), aké sa používajú v praxi. Všetky prekážky sú tak pretláčané na zistenie tlakových úbytkov, ale i odsávané, čo zase hovorí o dosahu na množstvo pretečeného vzduchu.
Používame dva radiátory, ktoré sa odlišujú hrúbkou a hustotou rebier. EK CoolStream SE120/140 má hrúbku 28 mm a FPI 22, Alphacool NexXxoS XT45 v2 je hrubší (45 mm), ale s redším rebrovaním. Rebrovanie CoolStreamu je parametrami podobné aj AIO vodníkom. Výsledky na NexXxoS budú zase atraktívne pre tých, čo si skladajú svoje vlastné vodné okruhy, pri ktorých majú ventilátory dobre fungovať aj pri nízkych otáčkach – preto tá nižšia reštriktivita rebier.
Tieto prekážky a najmä radiátory, ale aj mriežky, zvyšujú pred ventilátorom mechanický odpor, čoho následkom je aj vyššia hlučnosť. Rýchlosti ventilátorov však budeme stále ladiť na stanovené úrovne hluku od 31 až po 45 dBA. Otáčky budú prirodzene vždy nižšie ako pri testovaní bez prekážok, ale hladiny hluku pre dobrú prehľadnosť zachováme. Odlišné hladiny hluku s prekážkami a bez nich budú len pri maximálnom výkone. V tomto režime bude tak aj pekne vidieť, ako návrh ventilátora pracuje s prekážkou a pri ktorom sa hladina hluku zvyšuje viac a pri ktorom naopak menej.
Ako meriame spotrebu a výkon motorčeka
Riešiť spotrebu pri ventilátoroch? Ak ich máte v počítači sedem (tri na radiátore chladiča a štyri na systémové chladenie v skrinke) a k tomu sú ešte aj osvetlené, tak sa odber začína počítať už v desiatkach wattov. A to už má zmysel sa tým zaoberať. Všetky ventilátory napájame laboratórnym zdrojom Gophert CPS-3205 II. Ten je pasívny a prakticky bezhlučný, takže nám neskresľuje merania hladín hluku. Pre ventilátory s PWM je však pripojený regulátor Noctua NA-FC1, cez ktorý sú ventilátory ovládané. Medzi zdrojom a regulátorom Noctua máme ešte bočník. Na tom odčítavame úbytok napätia, z ktorého následne počítame prúd. Napätie na zdroji je však nastavené tak, aby išlo do Noctua NA-FC1 napätie 12 V. Presných 12 V potom nastavujeme aj pre meranie maximálneho výkonu 3-pinových ventilátorov s lineárnym napájaním.
Pri týchto meraniach nás bude okrem maximálnej spotreby pri 12 V, respektíve 100 % PWM zaujímať aj spotreba aj v režimoch fixných hladín hluku. Teda pri tých nastaveniach, pri ktorých meriame aj ostatné parametre. A nakoniec v grafoch nájdete aj príkon zodpovedajúci rozbehovým a minimálnym otáčkam. Rozdiel medzi týmito dvoma nastaveniami je v tom, že na rozbehové otáčky je potrebné prekonať trecie sily na rozbeh, takže je spotreba vždy vyššia ako pri minimálnych otáčkach. Pri nich už ventilátor beží a len sa znižuje napájanie do takej úrovne, kým sa nezastaví.
Tieto údaje o rozbehovej a minimálnej spotrebe sú náhrada za informácie o štartovacom a minimálnom napätí. S tým sa pri témach ventilátor často stretávate, ale pri ventilátoroch PWM sa nemá zmysel ním zaoberať. A hoci je možné napájať PWM ventilátor aj lineárne, tak pri PWM regulácii bude dosahovať vždy lepšie výsledky – nižšie rozbehové aj minimálne otáčky. Preto by bolo nespravodlivé porovnať tieto parametre pri všetkých ventilátoroch s použitím lineárnej regulácie. Ventilátory s PWM by boli tak znevýhodnené a závery skreslené.
Okrem spotreby je dôležité vnímať ešte jeden parameter, ktorý súvisí s napájaním – výkon motorčeka. Ten býva uvádzaný zozadu na štítku a často je chybne zamieňaný so spotrebou. Údaj o napätí a prúde tu však obvykle nehovorí o spotrebe, ale o tom, aký je výkon použitého motora. Ten musí byť vždy výrazne nad prevádzkovou spotrebou. Čím viac, tým dlhší je predpoklad životnosti ventilátora.
Časom a opotrebovávaním, sa totiž zvyšuje trenie ventilátora (strácaním sa, tvrdnutím maziva, jeho znečistením prachom či draním ložísk a podobne). Silnejší motorček však do istej miery zhoršujúci sa stav ventilátora prekoná, hoci už pri vyššom odbere, ale nejako si s ním poradí. Ak je ale rozdiel medzi výkonom motorčeka a prevádzkovou spotrebou nového ventilátora malý, tak pri zvýšenom trení vplyvom nepriaznivých okolností už nemusí byť schopný vyvinúť dostatočnú silu na otočenie rotora.
Detail štítku často nehovorí o spotrebe, ale o maximálnom výkone motorčekaPre otestovanie výkonu motorčeka nastavíme ventilátor na plný výkon (12 V/100 % PWM) a brzdným mechanizmom na strede rotora zvyšujeme mechanický odpor. To je pre motorček vyššia záťaž, s ktorou sa prirodzene zvyšuje aj odber. To ale iba do určitého momentu, dokým sa rotor nezastaví. Výkon motora v našich testoch zodpovedá najvyššej dosiahnutej spotrebe, ktorú sme pri brzdení ventilátora zaznamenali.
Na analýzu výkonu motora (ale aj bežnej prevádzkovej spotreby) používame presné multimetre Keysight U1231A s vysokou vzorkovacou frekvenciu. Jednotlivé vzorky sú navyše zaznamenávané do tabuľky, z ktorej potom do grafov vynášame maximum. Konečnú hodnotu predstavuje priemer troch meraní (troch maxím).
Merania intenzity (a spotreby) osvetlenia
Súčasťou moderných ventilátorov je často aj osvetlenie. Nejedná sa už síce o „chladiaci“ parameter, ale pre niektorých používateľov je prítomnosť (A)RGB LED dôležitá. Preto v rámci testov meriame aj to, ako intenzívne toto osvetlenie je. Tieto testy ako jediné prebiehajú externe, mimo veterný tunel.
Svietivosť ventilátorov zaznamenávame v komore s reflexnými stenami. Takáto vnútorná úprava je dôležitá pre zvýšenie rozlíšenia na to, aby sme pri ventilátoroch s nižšou svietivosťou vôbec niečo namerali. Ale aj preto, aby sa namerané hodnoty nezlievali a bolo evidentné, ktorý ventilátor svieti sviac a ktorý menej.
Ventilátor v svetelnej komore na meranie intenzity (A)RGB LEDIntenzita osvetlenia je snímaná vo vodorovnej polohe ventilátora, nad ktorým je snímač luxmetra (UNI-T UT383S). Ten je nacentrovaný na komory s priezorom na snímanie intenzity osvetlenia.
Osvetlenie regulujeme cez IR ovládač a odtieň nastavujem na úroveň RGB 255, 255, 255 (biela). Jas zaznamenávame pri maximálnej a minimálnej intenzite. Podľa toho ľahko zistíte, či je svietivosť ventilátora dostatočne vysoká, ale naopak i to, či je pre vás spodná úroveň dostatočne nízka.
Výsledky: Otáčky
Výsledky: Prietok bez prekážok
Výsledky: Prietok cez nylonový filter
Výsledky: Prietok cez plastový filter
Výsledky: Prietok cez šesťuhoľníkovú mriežku
Výsledky: Prietok cez tenší radiator
Výsledky: Prietok cez hrubší radiator
Výsledky: Statický tlak bez prekážok
Výsledky: Statický tlak cez nylonový filter
Výsledky: Statický tlak cez plastový filter
Výsledky: Statický tlak cez šesťuhoľníkovú mriežku
Výsledky: Statický tlak cez tenší radiátor
Výsledky: Statický tlak cez hrubší radiátor
Výsledky: Statický tlak, efektivita podľa orientácie
Realita vs. špecifikácie
[adHere]
Výsledky: Frekvenčná charakteristika zvuku bez prekážok
Merania prebiehajú v aplikácii TrueRTA, ktorá zaznamenáva zvuk v škále 240 frekvencií v zaznamenávanom rozsahu 20–20 000 Hz. Pre možnosť porovnania naprieč článkami exportujeme do štandardných pruhových grafov dominantnú frekvenciu z nízkeho (20–200 Hz), stredného (201–2000 Hz) a vysokého (2001–20 000 Hz) spektra.
Na ešte podrobnejšiu analýzu zvukového prejavu je však dôležité vnímať celkový tvar grafu a intenzitu všetkých frekvencií/tónov. Ak by ste v grafoch a tabuľkách nižšie niečomu nerozumeli, odpovede na všetky otázky nájdete v tomto článku. Ten vysvetľuje, ako správne čítať namerané údaje nižšie.
Hladiny hluku v tabuľkách pod -85 dBu (pozor ale na záporné znamienko, -70 dBu je hlasitejších ako -80 dBu) je možné zanedbať. Sú už totiž mimoriadne slabé a vždy hlboko pod hranicou ľudského vnímania a často sú definované aj „šumom“ meracieho reťazca. Do úvahy preto príliš neberte ani dominantné frekvencie v rámci výškového pásma, ktoré prevyšujú 12 kHz.
Výsledky: Frekvenčná charakteristika zvuku s prachovým filtrom
Merania prebiehajú v aplikácii TrueRTA, ktorá zaznamenáva zvuk v škále 240 frekvencií v zaznamenávanom rozsahu 20–20 000 Hz. Pre možnosť porovnania naprieč článkami exportujeme do štandardných pruhových grafov dominantnú frekvenciu z nízkeho (20–200 Hz), stredného (201–2000 Hz) a vysokého (2001–20 000 Hz) spektra.
Na ešte podrobnejšiu analýzu zvukového prejavu je však dôležité vnímať celkový tvar grafu a intenzitu všetkých frekvencií/tónov. Ak by ste v grafoch a tabuľkách nižšie niečomu nerozumeli, odpovede na všetky otázky nájdete v tomto článku. Ten vysvetľuje, ako správne čítať namerané údaje nižšie.
Hladiny hluku v tabuľkách pod -85 dBu (pozor ale na záporné znamienko, -70 dBu je hlasitejších ako -80 dBu) je možné zanedbať. Sú už totiž mimoriadne slabé a vždy hlboko pod hranicou ľudského vnímania a často sú definované aj „šumom“ meracieho reťazca. Do úvahy preto príliš neberte ani dominantné frekvencie v rámci výškového pásma, ktoré prevyšujú 12 kHz.
Výsledky: Frekvenčná charakteristika zvuku so šesťhrannou mriežkou
Merania prebiehajú v aplikácii TrueRTA, ktorá zaznamenáva zvuk v škále 240 frekvencií v zaznamenávanom rozsahu 20–20 000 Hz. Pre možnosť porovnania naprieč článkami exportujeme do štandardných pruhových grafov dominantnú frekvenciu z nízkeho (20–200 Hz), stredného (201–2000 Hz) a vysokého (2001–20 000 Hz) spektra.
Na ešte podrobnejšiu analýzu zvukového prejavu je však dôležité vnímať celkový tvar grafu a intenzitu všetkých frekvencií/tónov. Ak by ste v grafoch a tabuľkách nižšie niečomu nerozumeli, odpovede na všetky otázky nájdete v tomto článku. Ten vysvetľuje, ako správne čítať namerané údaje nižšie.
Hladiny hluku v tabuľkách pod -85 dBu (pozor ale na záporné znamienko, -70 dBu je hlasitejších ako -80 dBu) je možné zanedbať. Sú už totiž mimoriadne slabé a vždy hlboko pod hranicou ľudského vnímania a často sú definované aj „šumom“ meracieho reťazca. Do úvahy preto príliš neberte ani dominantné frekvencie v rámci výškového pásma, ktoré prevyšujú 12 kHz.
Výsledky: Frekvenčná charakteristika zvuku s radiátorom
Merania prebiehajú v aplikácii TrueRTA, ktorá zaznamenáva zvuk v škále 240 frekvencií v zaznamenávanom rozsahu 20–20 000 Hz. Pre možnosť porovnania naprieč článkami exportujeme do štandardných pruhových grafov dominantnú frekvenciu z nízkeho (20–200 Hz), stredného (201–2000 Hz) a vysokého (2001–20 000 Hz) spektra.
Na ešte podrobnejšiu analýzu zvukového prejavu je však dôležité vnímať celkový tvar grafu a intenzitu všetkých frekvencií/tónov. Ak by ste v grafoch a tabuľkách nižšie niečomu nerozumeli, odpovede na všetky otázky nájdete v tomto článku. Ten vysvetľuje, ako správne čítať namerané údaje nižšie.
Hladiny hluku v tabuľkách pod -85 dBu (pozor ale na záporné znamienko, -70 dBu je hlasitejších ako -80 dBu) je možné zanedbať. Sú už totiž mimoriadne slabé a vždy hlboko pod hranicou ľudského vnímania a často sú definované aj „šumom“ meracieho reťazca. Do úvahy preto príliš neberte ani dominantné frekvencie v rámci výškového pásma, ktoré prevyšujú 12 kHz.
Výsledky: Vibrácie, súhrnne (dĺžka 3D vektora)
Výsledky: Vibrácie, os X
Výsledky: Vibrácie, os Y
Výsledky: Vibrácie, os Z
Výsledky: Spotreba (a výkon motorčeka)
Spotreba s vypnutými LED
Výkon motorčeka
Chladiaci výkon na watt, prietok vzduchu
Chladiaci výkon na watt, statický tlak
Prietok vzduchu za euro
Statický tlak za euro
Výsledky: Osvetlenie – svietivosť a spotreba LED
Výsledky: Pomer spotreby LED k spotrebe motorčeka
Hodnotenie
Momentálne neexistuje aerodynamicky efektívnejší 120 mm ventilátor s tradičnou hrúbkou 25 mm, ako je Noctua NF-A12x25 (PWM). V tejto fáze „naplnenia“ databázy porovnávaných ventilátorov sa to môže zdať ešte ako odvážne tvrdenie, ale sypať popol na hlavu si neskôr zrejme nebudeme.
Prečo sme si takí istí, hoci máme otestované zatiaľ len malé percento zo všetkých ventilátorov? Noctua sa na špičku výkonnostných grafov nedostala náhodou a je to pre súhru mnohých predpokladov pozostávajúcich z voľby materiálu, tvaru rotora a rôznych nevšedných menších aerodynamických detailov. Základ sú ale pevnosť rotora a jeho tvar. Keď sa zameriame iba na pevnosť, tak je len veľmi málo ventilátorov vyrobených z LCP. Isteže, je tu Phanteks T30 (ale ten ma väčší, hrubší formát), potom ešte napríklad MSI MEG Silent Gale P12 (toho výsledky v testoch vidíte) s menšími medzerami medzi lopatkami alebo i Thermaltake Toughfan 12, ktorý ale pomerne „čistý“ a nezachádza do takých aerodynamických detailov ako Noctua. Tvar lopatiek, ich sklon aj rozstupy, sú pritom veľmi podobné ako u NF-A12x25. Síce to môže pôsobiť povrchne, ale niektoré veci je pri známej pevnosti materiálu možné na základe známej geometrie aj celkom presne odhadnúť. Poriadne hodnotenie Toughfan 12 príde samozrejme neskôr v rámci hĺbkových testov. Výkonnejší zrejme bude, ale za cenu vyššej hlučnosti.
Na prekonanie NF-A12x25 pri rovnakej hlučnosti je nevyhnutný jasne efektívnejší rotor. Toho, samozrejme, je možné dosiahnuť a pri použití pevnejšieho materiálu, by bol „sterroxový“ ventilátor Noctua pravdepodobne vo väčšine situácií porážaný aj BeQuiet! Silent Wings Pro 4. To sa však najmä pre nižšiu pevnosť rotora nestalo a až na veľmi svetlé výnimky je Noctua NF-A12x25 PWM obvykle nad ním. Na druhé miesto (za Silent Wings Pro 4) sa môže dostať pri vyšších rýchlostiach, v situáciách typickým na hustejšom rebrovaní v systéme s vyšším odporom prostredia. To sú, mimochodom, aj dnešné „pretlakované“ skrinky, v ktorých je výrazne vyšší prietok vzduchu na vstupe ako na výstupe. Spôsobené je to väčšími „jalovými“ medzerami medzi lopatkami.
Dôvod, prečo NF-A12x25 nemá lopatky zase až tak natesno tkvie možno aj v negatívnych vedľajších účinkoch na zvukovú charakteristiku. Akusticky je NF-A12x25 na inej úrovni ako Silent Wings (Pro) 4 naprieč celým rýchlostným spektrom. Žiadny iný z doteraz testovaných ventilátorov nie je pri rovnakom prietoku tichší, a to bez ohľadu an prekážku, na ktorej funguje. Aj to je vizitka tej kopy prvkov, ktoré spolu perfektne hrajú. A síce od efektívnej trajektórie prúdenia (s nízkym trením o rámček), cez mimoriadne pevný materiál (ktorý sa prakticky nevlní, nevibruje, nerezonuje), cez drobné detaily. Tie, čo eliminujú vírivé prúdy tam, kde znižujú efektivitu a podnecujú zase tam, kde ju zvyšujú. Týmto veciam sme sa na teoretickej báze venovali v texte prvej kapitoly a teraz už len na základe výsledkov môžeme konštatovať, že naozaj fungujú. Pri nižších rýchlostiach (pod 1300 ot./min) prakticky neexistuje scenár, v ktorom by NF-A12x25 nedosahoval na špičkové výsledky. A je úplne jedno, či vás zaujíma chladiaci výkon pre radiátor alebo pre systémové chladenie.
Dominancia NF-A12x25 PWM je vždy jednoznačná, a to zároveň pri najvyrovnanejších hladinách hluku naprieč frekvenčným spektrom. Inými slovami, zvuk je pre ľudské naozaj príjemnejší ako u iných ventilátorov s podobným výkonom. O tom, že Noctua všetkých ostatných konštrukčne predbehla o poriadny kus, svedčia aj mimoriadne nízke vibrácie. Nejaké sme namerali, ale iba pri maximálnom výkone a vo veľmi slabej intenzite. Na to, že antivibračné opatrenia sú tu veľmi jednoduché, tak sú vzhľadom na takto vysoký výkon tie vibrácie naozaj zanedbateľné. Lepšie (bez vibrácií) pri porovnateľnom výkone je na tom iba ventilátor Akasa OTTO, ale u toho je to aj najväčšia prednosť. Tá je u NF-A12x25 vo všestrannosti.
Nech je cieľová aplikácia akákoľvek, tak v drvivej väčšine prípadov budú dosahované najlepšie výsledky, a často i so slušným náskokom. Napríklad na radiátoroch s redším rebrovaním (t.j. typicky aj na vežovitých konštrukciách s heatpipe), v skrinke na mriežke či za prachovým filtrom. Je pravda, že nylonový NF-A12x25 sedí o trochu viac než plastový, na ktorom ventilátor Noctua zbiera aj nejaké druhé a tretie miesta. To je ale do značnej miery dané nedokonalosťou plastového filtra ako takého a keď nemá byť efektivita niekde najlepšia, tak asi nech je to práve na ňom. Predsa len plastový filter je kompromisné riešenie, ktoré nároční používatelia hľadajúci najefektívnejšie riešenia obchádzajú. Takže nakoniec tých praktických stretov, kde by sa NF-A12x25 trápil na plastovom filtri, zase toľko nebude.
Pomer cena/výkon je u NF-A12x25 PWM prirodzene slabší, ale zároveň priaznivejší ako u ventilátorov s podobným výkonom (BeQuiet! Silent Wings Pro 4 či MSI MEG Silent Gale P12), ktoré majú v súčte viac nedostatkov. Aerodynamické vlastnosti NF-A12x25 sú vždy nekompromisné, to súčasne pri použití osvedčených robustných ložísk SSO2 a ak je z konštrukčných vecí niečo, kde Noctua nedosahuje najatraktívnejšie výsledky, tak je to energetická efektivita. Pomer prietoku k spotrebe je iba priemerný a obvykle i horší ako u mnohých lacnejších ventilátorov. Spôsobené to je vyššou hmotnosťou rotora, na ktorého otáčanie treba prirodzene pôsobiť väčšou silou. Za negatívum sa to z dôvodu fyzikálnych limitov príliš považovať nedá. Spotreba je s ohľadom na hmotnosť rotora aj tak veľmi nízka a nad NF-A12x25 sú, čo sa týka chladiaceho výkonu na watt, zase iba ľahšie ventilátory.
NF-A12x25 PWM má aj veľmi široký rozsah otáčok a podporovaný je aj pasívny režim, kde pri nižšej intenzite PWM vypína motorček. Veľmi nízka je aj štartovacia (a minimálna) rýchlosť – okolo 230 ot./min. Pri nich je ventilátor prakticky už aerodynamicky bezhlučný a nijako sa neprejavujú ani ložiská. Tie nevytvárajú vôbec žiadny zvuk a nič nebudete počuť ani s uchom na motorčeku. Mimoriadne tiché sú v tomto smere síce aj iné ventilátory s kvapalinovými ložiskami, ale pokiaľ by ste v skúmaní zašli do najväčších hĺbok, pri výraznom zosilnení, Noctua bude končiť ako najtichšia a blížiť sa najviac k dokonalosti. NF-A12x25 PWM sa netýkajú ani rôzne zavádzacie pazvuky pri nábehu, pri vystredovaní rotora (ako napríklad u Asus ROG Strix XF120).
Hoci je tu stále priestor na zlepšovanie (neskôr si dovolíme zverejniť aj zopár tipov na možné úpravy NF-A12x25 PWM), tak napriek tomu sa k prekonaniu tejto konštrukcie nikto ani len neblíži. Pri konkurenčných modeloch je vždy viac či menej vecí, pre ktoré ťahajú za kratší koniec. Aj preto je Noctua NF-A12x25 PWM prvý ventilátor, ktorému udeľujeme najcennejšie redakčné ocenenie „Editor’s Choice“.
Ľubomír Samák, redaktor HWCooling.net
