密閉空間でのファンを使用した排気について

Question

PCケースについて思案しててふと疑問に思ったのですが、
完全な密閉空間にてファンを使用し、排気だけにした場合、
極端ですが最終的には
「ファンに負荷が掛かり、ファンの回転が遅くなる、もどる、を繰り返す」で正解でしょうか？

同じく密閉空間にて内部に熱を発する物体がある場合の回答もお願いします。
(熱を奪いこそすれ、熱のエネルギーが排気のエネルギーを下回らないかぎりファンに影響はない？
そもそも熱は関係なく、ファンに影響する？)
普通に学問に励んでいれば解りそうですがアホですいません

PCケースの場合排気のみだとささいな隙間から給気され、それが騒音の原因と言われているみたいですが、
音の問題をどうにかすればそもそも給気ファンは無しのほうが効率のいい冷却ができると考えています。

また、こういった実験、理論(実際の実験が望ましい)を解説してるようなサイトあればお願いします。

rukuku · Accepted Answer

すみません。訂正です。
＞気圧の変化で温度を下げるには「ユックリと加圧」と「急速に減圧」のセットが必要です。
＞しかし、ファンにはそのような器用な芸当はできません。

考えてみると、ファンをうまく制御したとしても、これを１つのケース内で行って冷却するにはムリがあります。
１．減圧時に温度は下がるけれど、空気の密度も下がるので、冷却効率は悪くなる。
２．加圧時に外から暖かい空気を導入することになる。
３．加圧時の熱はユックリと加圧すればケースの表面から放出できるため、そんなに温度を上げずにできるが、それでは時間がかかりすぎる。
ということで、通常にファンで冷却するのと同じくらいか、かえって効率が悪くなってしまいそうです。


冷蔵庫やエアコンは加圧する場所と減圧する場所が分かれているのでうまく冷却できます。
http://www.id-c.co.jp/contents/web/chishiki/acshikumi.html
http://www.golddenki.com/acgenri.htm

rukuku · Answer

＞排気ファンよりも吸気ファンの方が効率のいい　
＞この辺も調べてみたいと思います


No.1の回答のお礼に「CPUとグラボは内部の空気を当ててるので今回説明不足でしたがPC全体の空気の流れとは別だと考えます。」とありますが、実際には冷却のポイントは「冷やしたい部分に風を当てること」にあります。
私が、「排気ファンよりも吸気ファンの方が効率のいい冷却ができます。」と回答したのも、吸気ファンをうまく設置すれば、冷やしたい部品に風を送れるからです。

ちょっと話は変わりますが、扇風機の風は空気をかき混ぜているだけですが、なぜ涼しいかご存じでしょうか？
じっとしていると体の表面の近くには「動かない空気の層」ができます。
そのため
１．汗が蒸発しにくくなる（蒸発した汗が体の表面に長く留まるために、汗が蒸発しにくくなります）
２．空気の層が厚ければ、熱が伝わりにくくなる。空気の層が薄くなれば熱が伝わりやすくなる
ということがあります。
ＰＣのパーツは汗をかきませんが、２番目の理由は同じように効いてきます。

http://okwave.jp/qa2351276.html
http://oshiete1.goo.ne.jp/qa3122797.html


＞気圧を下げていく事で熱を奪う力が強くなるのでは？と考えました。
yaranaika9さんはどのような状況をされていますか？失礼ですが、エアコンや冷蔵庫の原理を誤解しているのでは？と思います。
確かに、急激に気圧を下げれば温度も下がります。しかし、気圧を下げたらもう一度気圧を上げなければ、次に気圧を下げることはできません。
気圧を上げようとすると熱が発生します。その熱を外へ逃がした後に気圧を下げると温度が下がります。
気圧の変化で温度を下げるには「ユックリと加圧」と「急速に減圧」のセットが必要です。
しかし、ファンにはそのような器用な芸当はできません。

debukuro · Answer

排気口が一つだけある容器に排気扇をつけてまわす
空気が入ってくるところはありません
排気が進むとファンの能力の限界に達しそれ以上排気できなくなります
この状態でファンは最高回転数に達し安定して回転を続けます
このときファンにかかる負荷はゼロになりモーターには無負荷電流が流れます
つまり最低負荷で回転するのです
この状態ではモーターを冷却する気流がないのでモーターは過熱するかもしれませんね

意外に思われるかもしれませんが締め切り圧力のときは仕事量がゼロになるので負荷もゼロになるのです
これポンプやファンを扱う者の必須知識です
ただし自転車の空気入れのように容積を変化させる形式のポンプには当てはまりません

ファンを使わずに換気するには熱膨張に伴う密度変化を利用します
つまり煙突ですな
このような冷却方法はアメリカの原潜がポンプ無しで冷却水の循環に応用しています

rukuku · Answer

はじめまして

＞普通に学問に励んでいれば解りそうですがアホですいません
僕は、大学で４年間物理を学びました。それでも、回答するにはテゴワイ質問です。

＞完全な密閉空間にてファンを使用し、排気だけにした場合
この場合には、ケース内に排出する空気がなくなってしまいます。
その結果、ファンのモーターや回路に設計値以上の電流が流れます。モーター回路が焼損する（焼ける）か、安全装置が電気を遮断してファンのモーターがストップするかのどちらかになると思います。

＞同じく密閉空間にて内部に熱を発する物体がある場合の回答もお願いします。
この場合は、内部の熱源というのはあまり意味はありません。
排気する空気がなくなってしまえば同じですから。
＞熱のエネルギーが排気のエネルギー
熱エネルギーは単独では移動しません。
「排気のエネルギー」のいうのは「排気によって持ち出されるエネルギー」だと解釈しますと、「排気」自体がなくなってしまえば、「排気によって持ち出されるエネルギー」もなくなります。


＞給気ファンは無しのほうが効率のいい
本当は排気ファンよりも吸気ファンの方が効率のいい冷却ができます。
しかし、吸気ファンには問題点があります。吸気ファンの場合、ファンの風上にフィルタがあります。
フィルタは抵抗になりますので、ファンによる気流を弱めてしまいます。フィルタが目詰まりすれば、いっそう抵抗が増えます。
だからといって、フィルタをつけなければ、ゴミやホコリをケース内に吸い込んでしまいます。
排気ファンならば、フィルタをつける必要はありません。

排気ファンだけで十分なら、排気ファンだけしようした方が楽です。しかし、排気ファンだけでは間に合わないくらいコンピュータからの発熱が多くなったので吸気ファンがもうけられるようになったのだと思います。

doc_sunday · Answer

>給気ファンは無しのほうが効率のいい冷却ができる
なぜ？
最近のＣＰＵやグラフィックアクセラレータに乗っているバカでかいファンって無い方が良いの？
今でもあるけど冷凍機を付けたパソコンって何のためにあるか知ってる？
>ファンの回転が遅くなる、もどる、を繰り返す
見たことある？ファンが戻るの。ファンは回るけど内部の気圧が低いので空回りする。
>熱のエネルギーが排気のエネルギーを下回らないかぎりファンに影響はない
確かにファンには影響はほとんど無い。
>密閉空間にて内部に熱を発する物体がある場合
どんどん暖まってこれからの季節は暖房機としてはそこそこ使えるけど計算はできなくなるね。

密閉空間でのファンを使用した排気について

すみません。

＞排気ファンよりも吸気ファンの方が効率のいい

排気口が一つだけある容器に排気扇をつけてまわす

はじめまして

>給気ファンは無しのほうが効率のいい冷却ができる

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