데스크탑 케이스 - 쿨링 시스템 양압방식과 음압방식
생각 보다 중요한 케이스 쿨링 시스템
컴퓨터 쿨링 시스템을 구성할 때 생각보다 케이스도 많은 관여를 하게 된다. 아무리 CPU쿨러나 GPU 쿨러가 칩에서 발생하는 열을 방출시키며 공기 순환을 일으켜도 케이스 외부의 찬 공기의 유입이 적으면 케이스 내부의 공기 온도가 상승하게 되어 각 쿨러의 방열성능이 하락한다. 그렇기 때문에 케이스의 내부 공기 흐름이 원활하게 흐를 수 있도록 시스템 팬을 장착해 외부의 찬공기를 빠르게 케이스 내부로 밀어넣고 뜨거운 공기를 밖으로 빠르게 배출시킬 수 있도록 해야한다.
그러기 위해서 시스템 팬의 배기 역할을 할 시스템 팬과 흡기 역할을 할 시스템 팬을 적절하게 구성해야 하는데 크게 세 가지 방식으로 음압, 정압, 양압 방식이 있다. 다만 개인적으로는 컴퓨터 케이스 내부에선 정압의 효과는 음압과 비슷하다고 보고 있기 때문에 음압과 양압만 정리했다.
케이스 쿨링 구성 방식
케이스 쿨링 구성방식의 설명에 들어가기 전에 공기는 고기압에서 저기압으로 이동하는 특성과 상대적으로 찬공기는 밑으로 가라앉고 뜨거운 공기는 위로 올라간다는 특성이 있다. 그래서 주로 흡기역할 팬은 전면, 하단에 배기역할을 할 팬은 후면과 상단에 장착하여 구성한다.
음압 방식
케이스 내부의 기압이 케이스 외부의 기압보다 낮은 상태가 되는 쿨링 시스템 구성 방식이다. 케이스 배기가 메인인 방식으로 팬 배치는 주로 [전면 흡기/후면 배기], [하단 흡기/상단 배기], [전면, 하단 흡기/ 상단, 후면 배기] 등과 같은 구성으로 시스템 팬을 조성한다. 배기팬이 메인이 되는 이유는 배기팬이 케이스 내부의 공기를 강제로 밖으로 끌어 내면서 케이스 내부를 케이스 외부보다 저기압인 상태로 만들어 주기 때문이다.
음압 방식의 쿨링으로 구성하기 위해서는 흡기팬과 배기팬의 비율이 배기2: 흡기1 혹은 배기1.5: 흡기1 비율로 시스템 팬을 구성하거나 상단이나 후면에만 흡기팬으로 구성해야 한다. 이때 시스템 팬은 풍량이 높은 팬을 위주로 구성하나 흡기의 풍량보다 배기의 풍량이 더 높아야 한다. 그리고 흡기쪽에 먼지필터가 있는 구간에만 풍압과 풍량이 높은 팬으로 구성한다. 만약 배기에 먼지필터가 있다면 그 부분의 먼지필터는 제거하고 사용해야한다.
양압 방식
케이스 내부의 기압이 케이스 외부의 기압보다 높은 상태가 되는 쿨링 시스템 구성 방식이다. 케이스 흡기가 메인인 방식으로 후면만 배기로 구성하고 전면, 상단, 하단은 전부 흡기팬으로 구성한다. 케이스에 팬을 장착할 공간이 많은 경우에는 후면팬과 후면에 가까운 상단 팬 영역을 배기로 구성하고 나머지를 흡기로 구성하는 방식으로 쓰기도 한다. 흡기가 메인인 이유는 흡기팬이 케이스 외부의 공기를 강제로 케이스 내부로 밀어넣기 때문에 케이스 내부가 케이스 외부보다 고기압인 상태로 만들어 주기 때문이다.
양압 방식의 쿨링은 후면 배기가 기본이고 나머지는 흡기로 구성한다. 배기가 더 필요할것 경우엔 상단 팬 장착 영역 중 후면과 가장 가까운 시스템 팬만 배기로 구성하고 나머지는 흡기로 구성한다. 이때 흡기 역할을 할 팬은 풍압이 높은 팬으로 구성하고 배기팬은 풍량이 높은 팬으로 구성한다.
'사진 1' 이미지 출처 : https://www.silverstonetek.com/kr/tech-talk/wh_positive?page=1
각 구성 방식의 장점과 단점
음압 방식의 장점
- 시스템 구성이 쉽다
과장하자면 배기팬만 달아도 케이스 내부를 음압상태로 만들 수 있기 때문에 시스템 구성은 쉬운 편이다. 그리고 대부분의 데스크탑 케이스 구조와 케이스에 달려있는 번들 시스탬 팬이 음압구조에 맞게 최적화 되어 있기 때문에 추가적인 작업을 해 줄 일이 없다.
- 그래픽 카드 쿨링에 유리하다
일반적인 음압 방식 쿨링구조일 경우 케이스 하단과 전면부에서 공기가 흡입이 되고 그래픽카드가 위치한 곳이 다른 부품에 비해 상대적으로 하단과 근접한 곳에 위치하고 그래픽카드는 팬으로 공기를 흡입하고 방열판을 거쳐 일부는 케이스 외부로 일부는 케이스 상단 방향으로 배기되는 방식이기 때문에 외부의 찬 공기를 먼저 사용하며 케이스 상단방향으로 배기되는 뜨거운 공기는 곧바로 케이스 상단 배기팬에 의해 케이스 외부로 배출되어 그래픽카드 쿨링에 유리하게 작용한다.
- 상대적으로 소음이 적다
음압 방식으로 구성을 하면 보통 일반적인 공기 흐름을 상정하여 구성되기 때문에 시스템이 아이들상태일 경우 시스템 팬의 출력을 낮춰서 동작시켜도 쿨링 성능에 큰 문제가 발생하지 않는다.
음압 방식의 단점
- 먼지 유입이 많다
컴퓨터 케이스가 완전 밀폐된 공간이 아니기 때문에 케이스에 있는 틈, 특히 후면에 있는 메인보드 백패널이나 그래픽카드 슬롯에 있는 타공으로 먼지가 유입된다. 이는 케이스 내부가 외부보다 상대적으로 저기압인 상태라서 틈을 통해 먼지가 포함된 공기가 케이스 내부로 유입되기 때문이다.
- CPU나 RAM 쿨링의 효율이 떨어진다
그래픽카드 백패널의 열과 방열판 의해 온도가 상승한 공기로 CPU와 RAM의 열을 식히는 구조가 되어서 상대적으로 GPU보다 쿨링효율이 떨어지게 된다.
양압 방식의 장점
- 케이스 내부의 먼지유입이 적다
많은 흡기팬으로 인해 케이스 내부가 케이스 외부보다 상대적 고기압인 상태이기 때문에 케이스에 있는 틈으로 케이스 내부의 공기가 외부로 일부 빠져나가기 때문에 상대적으로 먼지가 유입되는 양이 적다. 그래서 흡기팬이 장착되는 영역에 먼지필터가 있다면 그 효과가 매우 크게 나타난다.
- CPU쿨링에 유리하다
케이스 상단에서 외부의 찬 공기를 CPU의 방열판이 가장 먼저 사용하기 때문에 상대적으로 CPU쿨링에 유리하다.
양압 방식의 단점
- 시스템 구성이 많이 까다롭다
케이스 구매 시 장착되어 있는 번들 팬들은 대부분 풍압은 낮고 풍량이 높은 팬이 대부분이거나 풍압이 높더라도 RPM을 높게 유지해야 높은 풍압이 유지되거나 풍압이 높은 상태에서 발생하는 풍절음이 심한 경우가 있어 케이스 번들팬을 그대로 사용하기 어려운 경우가 많다.
또 케이스 내부를 케이스 내부보다 고기압 상태를 만들려면 케이스에 장착가능한 시스템 팬을 최대한 장착해줘야 양압 효과가 나타나는데 케이스 번들 팬의 개수는 보통 후면 1개가 기본이거나 전면 1 ~ 3개만 제공되는게 일반적이기 때문에 시스템 팬을 추가 구매해야 해서 비용이 많이 든다.
CPU 쿨러만 수냉쿨러일 경우엔 양압 시스템 구성은 지양되는 편이다. 보통 CPU 수냉의 라디에이터는 케이스 상단이나 전면에 장착하는편인데 이럴 경우 흡기되는 공기가 CPU의 열을 흡수한 상태라 다른 시스템의 쿨링 효율을 떨어뜨릴 수 있기 때문이다. CPU만 수냉쿨러인 상황에서 양압 시스템을 구성하려면 라디에이터는 상단으로 설치하고 전면 시스템 팬은 다른 시스템 팬 보다 풍압이 상당히 높은 팬으로 구성하는 방향으로 가야할 것이다.
- 기본적인 소음이 동반된다
양압을 유지하기 위해서는 팬에서 충분한 풍압이 유지되어야 하고 그러기 위해서는 시스템 팬은 일정 RPM 이상을 유지해야한다. 이로 인해 발생하는 기본적인 소음이 음압 방식보다 높은 편이라 저소음을 추구하는 사용자라면 고려할 수 없는 방식이다.
- 먼지 필터가 없다면 양압의 먼지 유입 방지효과가 저하된다
양압 방식은 사실상 먼지필터의 효과를 극대화 하면서 쿨링 성능에 큰 영향을 끼치지 않는 케이스 쿨링 구성 방식이라고 볼 수 있다. 먼지 필터가 없이 양압 방식으로 쿨링 시스템을 구성하면 외부의 먼지가 그대로 내부에만 쌓이는 방식이나 다름없다.