바람에 냉각 효과 계산하기

아래 식들은 아직 마무리되지 않았지만 나름 정리을 위해 기록해둔다.

이 값들은 컴퓨터 케이스내에서 방열판과 팬에 의한 냉각 효율을 구하기 위한 목적이다.

작성일: 2009.10.09 (http://ospace.tistory.com/), ospace114@엠팔.컴

CFM ( Cubic Feet per Minute) : 풍량

발열량은 열원에서 발생하는 열량을 나타냄.

주변온도(25도) + under dt(10도) = under 35 도

발열량: 400 W

CFM = (발열량(W) / (1.2 *dt)) * 2.15

        = (400 / (1.2 * 10)) * 2.15

        = 72 (참조[1])

CFM = 1.75 * 발열량(W) / dt

        = 1.75 * 400 / 10

        = 70 (참조[2])

예를 들어서, 다음과 같을 때에

Inter i7-860

-. Max TDP(Thermal Design Power): 95W

APACK ZEROtherm Core92 PWM

-. CFM: 56.7

-. RPM: 약 900 ~ 2500

위와 같다면, 해당 CPU온도가 70도이도 35도로 낮추고자 하면,

(95 / (1.2 * 40)) * 2.15 = 4.11

즉, CFM은 4.11이 된다.

CPU 팬이 RPM이 선형적으로 증가한다고 가정하면,

4.11 : 56.7 = x : (2500 - 900)

x = 4.11 * (2500 - 900) / 56.7 = 116 (RPM)

그러면 우리가 원하는 속도는 900 + 116 = 1016 RPM 정도의 속도만 있으면 된다.

참조[2]에 따라서 계산하게 되면

1.75 * 95 / 40 = 4.16

으로 CFM은 4.16이 된다. 비슷하게 나오네요.

궁금한점: 위의 계산식에 따르면 온도차가 커지면 커질 수록 CFM은 줄어든다. 더 커져야되 것이 아닌가?

중요한 것은 온도 차가 처음 온도는 시작 온도이나 나중 온도는 일정 시간이 지난 후에 온도이다. 즉 온도 차가 크다는 것은 팬에 의해서 온도를 많이 빼내어 가지 못한다는 의미이다.

다시 CPU 팬의 성능을 최대로 발휘해다고 가정하면, CPU온도는 어떻게 변해있는지 계산해보자. 참조[2]를 기준으로 계산하였다.

dt = 1.75 * 발열량(W)/ CFM = 1.75 * 95 / 56.7 = 약 3도

즉, 초기온도가 35도라면 팬의 최대 성능으로 인해 3도가 증가된 38도 이상 올라가지 않는다.

이는 이론치이고, 물론 계산식이 맞는지는 잘 모르겠다. ㅡ.ㅡ; 실제 동작 환경에서는 CFM이 열 방열로 그대로 사용되지 않으며 CPU 팬의 구조상으로 차이도 발생할 수 있으며 CPU 팬과 CPU간의 접합상태에 따라서도 변할 수 있다.

CMM (Cubic Meter Hour): m^3 / hour

CMM (Cubic Meter Minute)

참고:

[1] http://oneman.tistory.com/17

[2] http://www.botanical.com/hydro/air/calculating_fan_requirements.html

[3] http://en.wikipedia.org/wiki/Thermal_design_power