쿨링팬을 위치에 따라 여러개 설치 가능한 PC 케이스들을 보면서, 그리고 실제로 사용하는 사람들은 어떻게 하면 쿨링을 더 효과적으로 할 수 있을까 싶을겁니다. 유채공학과 같은 이쪽 분야의 전문지식이 있으면 그에 맞춰서 생각하고 고려해봄 직 하지만, 저같은 사람은 감으로만 대충 알지 실제로 어느정도의 효과가 있고 어떤 차이가 있는지를 잘 모르기에, 그리고 매번 궁금했던 내용이기도 해서 이곳저곳의 내용을 다 긁어모으고 정리를 해보고 싶었습니다.
본 글은 정확한 정보가 아닌 인터넷상에 있는 각종 내용과 경험에 의거하여 작성한 글이니 혹시 보시려는 분들은 참고만 하시기를 바랍니다. 그래서, 요즘말로 표현하는 것 처럼 반박시 당신의 말이 맞습니다. 그 맞는 내용을 댓글로 알려주셨으면 좋겠습니다 😉
1. 오픈된 환경보다 PC 케이스 안에서 사용하는것이 좋다
현세대 PC 규격인 ATX는 어느정도 공기 흐름에 대해 고려되어 만들어 져 있으며, 별도 막힘 없는 오픈된 환경보다 닫혀 있고 최소한의 시스템 팬 혹은 CPU 팬 등을 통해 공기 흐름이 만들어지는 PC 케이스 안에 있는 것이 전반적인 쿨링에 도움이 됩니다.
괜히 옆판을 때거나, 오픈된 환경에서 사용하는 것은 오히려 공기 흐름을 방해할 수 있고 자연스러운 흐름으로 식혀줘야 하는 부분의 쿨링이 원활하지 않을 수 있습니다.
2. 가장 좋은 구성은 흡기와 배기가 일직선이 되어야 한다
발열 해소를 열심히 해야 하는 일반적인 서버와 같은 장비들은 전면의 공기를 빨아들여, 내부의 CPU나 각종 부품을 식혀준 후, 배기로 그대로 나가도록 만들어져 있습니다. 그리고 보통 보면 전면의 공기를 빨아들이는 팬들이 무수히 있고, 이 팬과 CPU등의 주요 부품들을 충분히 식혀줄 수 있도록 가이드가 마련되어 있고, 이후에 그대로 무수히 많은 팬들로 공기가 빠져나가는 식입니다.
일반적인 PC 케이스도 이 원리를 따라가주면 가장 좋습니다. 복잡다단한 일반적인 데스크톱 PC라면 흡기의 위치가 어디든 배기의 위치는 그 반대로 되서 각종 부품들이 시원한 외부의 공기를 흡기를 통해 지나가게 하고 최종적으로 배기로 나가게 되는 구조가 되어야 한다는 이야깁니다.
3. 뜨거운 공기는 위로, 차가운 공기는 아래로는 PC 케이스 안에서 의미 없다
어차피 팬이 PC 케이스 내부에 공기를 불어넣어주고 반대로 외부로 내보내기 때문에 그 안에서 대류현상이라고 부르는 것 자체를 따라 그렇게 만들어줄 필요가 전혀 없습니다. 팬 하나만 놔둬도 그 공기 흐름대로 지나가게 됩니다.
따라서 원한다면 후면의 팬을 흡기로, 전면의 팬을 배기로 해도 아무런 문제가 없고, 상하단 팬이 존재한다면 상단은 흡기, 하단을 배기로 해도 문제는 없습니다. 물론 그렇게 하지 않는 이유는 분명히 있지만, 적어도 쿨링의 영역에서는 딱히 문제가 되지는 않습니다.
4. 전면은 흡기, 후면은 배기가 가장 적절하다, 하단과 상단은 상황에 따라서 구성하는게 좋다
그럼에도 불구하고 일반적으로 사용하는 구성인 전면 흡기 / 후면 배기 구성은 ATX 환경에서 가장 좋은 구성이라고 할 수 있습니다. 전면을 통해 시원하고 깨끗한 공기를 흡입하고, 후면을 통해 열을 머금은 공기를 배기하는 구성입니다. 만약 반대로 구성할 경우, 전면을 통해 배기를 하게 될 경우 상대적으로 PC 사용에 불쾌감이 생기게 될겁니다. 열이 앞으로 나오니까요. 후면의 경우 보통 PC를 놓을 시 벽과 가까운 부분이기에 상대적으로 먼지가 많은 공기를 흡입하게 될 수 있습니다.
찾아보다보니 상하단의 경우에는 특별하게 공기를 더 많이 불어넣고 싶지 않다면 크게 의미가 있지 않습니다. 먼지 차단을 위해서 가급적이면 안하는게 더 좋으며, 발열량이 많아 해소가 꼭 필요하다면 하단 흡기, 상단 배기의 구성이 가장 이상적입니다. 만약 하단 배기시 공기의 저항으로 인해 상대적으로 배기량 제한이 생기고 소음이 발생할 수 있습니다. 상단의 경우 흡기시 전면과 후면으로 만들어진 공기흐름을 방해할 수 있습니다.
5. PC에서 보통 사용하는 팬은 풍량을 만드는 팬이다
보통 유체의 흐름을 만들어내는 팬 종류는 용도와 형상에 따라 압을 높게 만들지 량을 많이 만들지를 결정합니다. 압이 높다면 공기를 밀어내는 힘이 강해 공기저항이 높아도 공기를 잘 밀어넣어줍니다. 량이 많다면 그만큼 공기를 많이 불어낼 수 있지요.
PC에서 사용하는 일반적인 쿨러 팬의 경우, 특수 목적이나 일부 시스템 팬을 제외한다면 대부분은 압력은 적당히 하여 풍량을 많이 만들어내는 목적으로 설계된 팬입니다. 바람을 많이 불어낼 수 있기에 공기 흐름이 좋은 곳에서 특수 공간에 바람을 많이 쏴주고 넓게 퍼트려 표면적을 높인 히트싱크나 방열판, 주변 부품들을 같이 식혀주는 역할을 주로하는게 그 역할입니다. 그렇다보니 만약 불어내는 쪽으로 공기저항이 생긴다면 그 풍량을 유지하지 못합니다. 즉 흡기로써의 역할은 사실 좀 어렵습니다.
6. 공기는 생각보다 온도가 올라가면 많이 팽창한다
샤를의 법칙에 따라 공기는 온도가 올라가면 팽창합니다. 그리고 이 팽창량은 적은 편이 아닙니다.
7. 극단적이라면 차라리 배기 위주로 구성하자, 배기 위주 / 흡기 위주 구성에 따른 차이
흡기로만 구성하거나 배기로만 구성하는 극단적인 선택지가 있는데, 꼭 그렇지 않더라도 하나만 배기 나머지는 흡기, 또는 그 반대 구성을 하면서 생각할 수 있습니다. PC 케이스 구성마다 다 다르므로 사실은 직접 테스트해보는것이 가장 좋은 방법인데,,,
흡기가 과도할 경우 상대적으로 팬에 걸리는 저항이 많아져 소음이 더 커지게 됩니다. 5번에 따라 상대적으로 풍압은 약해 외부공기가 들어가는 양이 기대치보다 낮아집니다. 물론 PC 케이스는 기밀성이 전혀 없을테니 이음새나 통풍구를 통해 빠져 나옵니다만, PC 케이스 내의 각종 부품들의 위치가 뜨거운 공기가 정체될 가능성이 있는 중간이기 때문에 발열이 높은 부품들 상대로는 좋지 않은 효과를 볼 수 있습니다. 또한 공기는 상대적으로 온도가 오를 수록 팽창이 잘 되므로 흡기만 할 경우 열을 가둬버리기 때문에 더욱 좋지 않습니다.
배기가 과도할 경우 공기의 흐름이 빨라지면서 실질적으로 주요 부품들을 충분히 냉각시키지 못하게 됩니다. 마찬가지로 기밀성이 부족하기에 이음새나 통풍구로 공기가 빨려들어가지만 가까이에 있는 배기 팬으로 공기가 다시 빠져나가기 때문에 실질적으로 부품들을 냉각시켜줄 시원한 공기가 부족해 마찬가지로 발열이 높은 부품들을 상대로는 좋지 않은 효과를 볼 수 있습니다.
다만 둘 중에 그나마 선택하라면 배기가 과도한 구성의 케이스가 나은데, 어쨌거나 발열량이 많은 주요 부품들 위주로는 별도의 쿨링팬이 마련되어 있어 일단 해당 부품들 위주로는 어쨌거나 냉각을 시켜줄 수 있으며, 발열이 발생한 높은 온도의 공기는 팽창하면서 배기로 빠져나가기 때문에 온도가 찰 일이 그렇게 많지는 않습니다.
물론 이로 인한 장점이 아예 없는 것은 아니나 상대적으로 소요되는 비용과 소음 대비 얻는 이점은 극히 적습니다. 극단적인 환경에서는 어느 영역이든간에 좋지 않은 구성입니다.
8. 일반적인 그래픽카드, CPU 쿨러같은 구조는 바람을 그 뒤로, 혹은 그 주위로 불어내는 것이 목적이다
5번 항목에 대해 좀 더 자세히 적고싶었습니다. GPU의 경우 블로어팬과 같은 형상이 아니고, CPU의 경우 타워형 쿨러가 아닌, 일반적으로 볼 수 있는 기본 상태의 그런 팬 구성이라면 바람을 그 뒤로, 혹은 그 주위로 퍼트리는 목적으로 만들어집니다.
예를 들어 그래픽 카드의 경우 일반적으로 기판에 딱 붙어 쿨러가 달려 있는데, 바람의 방향은 그 기판 뒤로 흐르게 됩니다. 쿨러가 만든 바람은 1차적으로 히트싱크를 통해 달궈진 방열판을 식혀준 다음, 그래픽 카드의 전원부라던가 그래픽 메모리등과 같은 곳에 연결된 방열판을 2차로 통과해 식혀주거나, 바로 기판 뒤쪽으로 빠져 CPU쪽으로 가게 합니다. 만약 2차로 식혀준 상황이라면 더욱 더 뜨거워진 공기가 되고, 바로 기판 뒤쪽으로 빠지는 바람과 같이 CPU쪽으로 가게 됩니다. CPU 쿨러의 경우도 마찬가지입니다. 쿨러가 바람을 만들어내면 CPU와 딱 붙어 있는 방열판을 먼저 식혀주고, 이후에 방열판을 통과한 공기는 주변 전원부라던가, 메모리카드등을 식혀주게 됩니다.
이걸 유의하셔서 2번의 일직선을 고려해보시는게 가장 좋으며, 타워형 쿨러라던가, 수랭 쿨러의 경우 이런 간접 쿨링으로 해결하던 부분에 열이 차게 될 수 도 있으니 신경써야 하기도 합니다.
9. 가장 이상적인 구조는 흡기와 배기가 1:1 인 구성이다
보통 추천되는 구성은 배기가 약간 더 강한 셋팅인데, 사실 크게 의미 없습니다. 가장 중요한건 들어온 공기가 부품들을 원할하게 식혀준 뒤에 내보내는 길을 만들어주는건데, 이제 여기서 고려되는 부분이 앞에서 적은대로 온도가 오르면 공기가 팽창하는것, 그리고 보통 흡기는 먼지필터나 위치(또는 팬 특성상 내부 압력이 높아지는 상태)에 따라 그 흡기량이 제한되는 현상입니다. 그래서 보통은 팬 성능 기준으로 약 흡기 1 : 1.2~1.3 배기 의 구성을 권장합니다.
저 또한 뭐 충분히 공감은 하는데, 애초에 PC 케이스는 기밀성이 없기에 어느 한쪽에 약간 치우쳐지면 자연스럽게 틈새로 공기가 필요 한 만큼 움직여 그 균형이 맞춰집니다. 위에서 적은대로 극단적인 흡배기 구조가 아니라면 문제 없고, 이것저것 다 고려하면 결국 1:1이 가장 이상적이게 됩니다. 저항 때문에 흡기 잘 못하는거 + 공기가 달궈지면 팽창하는거 = 0 가 되는 샘이지요.
10. 공기의 흐름이 꼬이지 않도록 직관적으로 구성해야 한다
2번 항목에서 추가적으로 적고 싶었는데, 공기 흐름은 흡기부터 시작해 직관적으로 부품들을 통과하여 다 식혀주고 배기될 수 있도록 해준다면 최소한의 팬으로, 최소한의 RPM으로 충분히 해결되며, 소음도 많이 줄어듭니다.
동일한 위치에 별다른 가림막 없이 왼쪽에는 흡기, 오른쪽에는 배기 이런식으로 해버린다면 공기 흐름이 꼬여 공기저항에 따른 소음이 확연히 높아지게 되고, 정작 공기가 제대로 부품을 식히지 못해 그 효과를 못보겠지요. 공기를 내뿜는데 반쯤 막혀 있다면 그것도 소음 을 내는 주범이 됩니다. 꼭 반쯤 막힌게 아니라 바람을 내뿜는데 그 근처에 뭔가 선 같은게 좀 많이 가리게 될 경우에도 동일합니다. 막히다보니 바람소리만 나고 공기가 내부로 많이 보내지는 못할겁니다.
그러니 전체적인 케이스 형상대로 공기를 어떻게 보낼건지 결정하고, 그에 맞춰 방향에 따라 팬을 흡기, 배기로 구성해서 설치해두면 좋습니다. 팬 주변에는 가급적 장애물이 없어야 하고, 외부의 시원한 공기가 최대한 모든 부품이 지나갈 수 있게 하고, 마지막으로 배기로 빠져나오는 구성이여야 가장 이상적이라 생각하면 됩니다.
Views: 302