مروحة الكمبيوتر

تُستخدم المراوح لتحريك الهواء داخل هيكل الحاسوب. لا تستطيع المكونات الداخلية تبديد الحرارة بكفاءة إذا كان الهواء المحيط بها ساخنًا جدًا. يمكن وضع مراوح الهيكل كمراوح سحب ، تسحب الهواء الخارجي البارد من خلال الجزء الأمامي أو السفلي من الهيكل (حيث يمكن أيضًا سحبه فوق رفوف محركات الأقراص الصلبة الداخلية)، أو كمراوح طرد ، تطرد الهواء الدافئ من خلال الجزء العلوي أو الخلفي. تحتوي بعض هياكل ATX البرجية على فتحة تهوية أو أكثر ونقاط تثبيت إضافية في اللوحة الجانبية اليسرى، حيث يمكن تركيب مروحة أو أكثر لتبريد مكونات اللوحة الأم وبطاقات التوسعة مباشرةً، والتي تُعد من أكبر مصادر الحرارة.

تتراوح أحجام مراوح التبريد المحورية القياسية لأجهزة الكمبيوتر بين 40 و60 و80 و92 و120 و140 و200 و220  ملم في العرض والطول. ونظرًا لأن مراوح التبريد غالبًا ما تكون أكثر أشكال التبريد وضوحًا في أجهزة الكمبيوتر، فإن المراوح المزخرفة متوفرة بكثرة، وقد تكون مزودة بإضاءة LED ، أو مصنوعة من بلاستيك يتفاعل مع الأشعة فوق البنفسجية ، أو مغطاة بشبكات زخرفية. تحظى المراوح المزخرفة وملحقاتها بشعبية كبيرة بين مُعدّلي أجهزة الكمبيوتر . تُستخدم فلاتر الهواء عادةً فوق مراوح السحب لمنع دخول الغبار إلى الجهاز وتراكمه على المكونات الداخلية. تُعدّ المشتتات الحرارية أكثر عرضةً للانسداد، حيث يُؤدي تأثير الغبار العازل إلى تدهور سريع في قدرة المشتت الحراري على تبديد الحرارة.

على الرغم من أن وحدة تزويد الطاقة (PSU) تحتوي على مروحة في معظم الحالات، إلا أنه لا يُنصح باستخدامها لتهوية صندوق الحاسوب. فكلما زادت سخونة الهواء الداخل إلى وحدة تزويد الطاقة، ارتفعت درجة حرارتها. ومع ارتفاع درجة حرارة وحدة تزويد الطاقة، تنخفض موصلية مكوناتها الداخلية. ويعني انخفاض الموصلية أن وحدة تزويد الطاقة ستحول جزءًا أكبر من الطاقة الكهربائية الداخلة إلى طاقة حرارية. وتستمر هذه الدورة من ارتفاع درجة الحرارة وانخفاض الكفاءة حتى ترتفع درجة حرارة وحدة تزويد الطاقة بشكل مفرط، أو حتى تدور مروحة التبريد بسرعة كافية لتزويدها بهواء بارد نسبيًا. تُركّب وحدة تزويد الطاقة عادةً في الجزء السفلي من أجهزة الحاسوب الحديثة، ولها فتحات تهوية خاصة بها لسحب الهواء وطرده، ويُفضل أن تحتوي فتحة سحب الهواء على فلتر غبار.

يُستخدم لتبريد مشتت حرارة وحدة المعالجة المركزية. يتطلب التبريد الفعال لمصدر حرارة مركز مثل الدوائر المتكاملة واسعة النطاق وجود مشتت حراري، والذي يمكن تبريده بواسطة مروحة؛ ^{[ 3 ]} استخدام المروحة وحدها لن يمنع ارتفاع درجة حرارة الشريحة الصغيرة.

تُستخدم هذه المراوح لتبريد مشتت حرارة وحدة معالجة الرسومات أو ذاكرة بطاقات الرسومات . لم تكن هذه المراوح ضرورية في البطاقات القديمة نظرًا لانخفاض استهلاكها للطاقة، ولكن معظم بطاقات الرسومات الحديثة المصممة للرسومات ثلاثية الأبعاد والألعاب تحتاج إلى مراوح تبريد خاصة بها. بعض البطاقات ذات الطاقة العالية تُنتج حرارة أكثر من وحدة المعالجة المركزية (حيث تُبدد ما يصل إلى 350  واط ^{[ 4 ]} )، لذا يُعد التبريد الفعال بالغ الأهمية. منذ عام 2010، تُطرح بطاقات الرسومات إما بمراوح محورية أو بمراوح طرد مركزي تُعرف أيضًا باسم مروحة النفخ أو المروحة التوربينية أو مروحة القفص السنجابي.

يُستخدم لتبريد مشتت حرارة الجسر الشمالي لشريحة اللوحة الأم ؛ وقد يكون ذلك ضروريًا عند رفع تردد ناقل النظام بشكل ملحوظ ، مما يؤدي إلى استهلاك طاقة أكبر من المعتاد، ولكنه قد يكون غير ضروري في غير ذلك. ومع دمج المزيد من ميزات الشريحة في وحدة المعالجة المركزية ، تقلص دور الشريحة وانخفض توليد الحرارة أيضًا.

يمكن تركيب مراوح التبريد بجوار أو فوق محرك الأقراص الصلبة لأغراض التبريد. تُنتج محركات الأقراص الصلبة حرارة كبيرة مع مرور الوقت، وهي مكونات حساسة للحرارة، لذا يجب عدم تشغيلها في درجات حرارة مرتفعة. في كثير من الحالات، يكفي التبريد الطبيعي بالحمل الحراري، ولكن في بعض الحالات قد يكون استخدام المراوح ضروريًا. ومن أمثلة هذه المراوح:

• أقراص صلبة تدور بسرعة أكبر وتنتج حرارة أكبر. ( اعتبارًا من عام 2011)كانت محركات الأقراص الأقل تكلفة تدور بسرعات تصل إلى 7200  دورة في الدقيقة؛ وكانت محركات الأقراص التي تدور بسرعة 10000 و15000  دورة في الدقيقة متوفرة ولكنها تولد حرارة أكبر.
• مجموعات كبيرة أو كثيفة من الأقراص (بما في ذلك أنظمة الخوادم حيث يتم تركيب الأقراص عادةً بكثافة)
• أي أقراص لا يمكن تبريدها بسهولة بدون هواء مُهوى، وذلك بسبب الغلاف أو الموقع الآخر الذي تُركّب فيه.

قد تُركّب مروحة تبريد على مشتت حراري مُثبّت على هيكل الجهاز، وتعمل في آنٍ واحد على تبريد سائل التبريد وتهوية الهيكل. في أجهزة الكمبيوتر المحمولة ، غالبًا ما تُستخدم مروحة واحدة لتبريد مشتت حراري متصل بوحدة المعالجة المركزية ووحدة معالجة الرسومات باستخدام أنابيب حرارية . أما في أجهزة الكمبيوتر المحمولة المخصصة للألعاب ومحطات العمل المتنقلة ، فقد تُستخدم مروحتان أو أكثر من المراوح عالية الأداء. في الخوادم المُثبّتة في رفوف ، قد يعمل صف واحد من المراوح على توليد تدفق هواء عبر الهيكل من الأمام إلى الخلف، ويتم توجيه هذا التدفق بواسطة قنوات أو أغطية سلبية عبر مشتتات الحرارة الخاصة بكل مكون .

تُستخدم المراوح، وإن كان ذلك أقل شيوعاً، لأغراض أخرى مثل:

• ينقل مشعاع التبريد المائي الكثير من الحرارة، كما أن مراوح المشعاع لها ضغط ثابت كبير (على عكس مراوح الهيكل التي تتميز بتدفق هواء عالٍ) لتبديد الحرارة.
• تفتقر أجهزة الكمبيوتر المحمولة إلى فتحات كبيرة في هيكلها لخروج الهواء الساخن. لذا، يمكن وضع الكمبيوتر المحمول على قاعدة تبريد - تشبه إلى حد ما صينية مزودة بمراوح - لضمان التبريد الكافي.
• في بعض الأجهزة المتطورة (بما في ذلك العديد من الخوادم) أو عند الحاجة إلى موثوقية إضافية، يتم تبريد رقائق أخرى مثل وحدة تحكم SATA / SAS  ، ووحدات تحكم الشبكات عالية السرعة ( إيثرنت 40 جيجابت في الثانية، إنفينيباند )، ومحولات PCIe، وبطاقات المعالجات المساعدة (مثل بعض معالجات Xeon Phi)، وبعض رقائق FPGA ، وجسور الجنوب، باستخدام مشتت حراري ومروحة مخصصة. يمكن أن تكون هذه المكونات مدمجة في اللوحة الأم الرئيسية نفسها أو كلوحة إضافية منفصلة، ​​وغالبًا ما يتم تركيبها عبر بطاقة PCIe.
• مروحة فتحة التوسعة - مروحة مثبتة في إحدى فتحات PCI أو PCI Express ، وعادة ما يتم تركيبها لتوفير تبريد إضافي لبطاقات الرسومات، أو لبطاقات التوسعة بشكل عام. 
• مروحة محرك الأقراص الضوئية - بعض ناسخات الأقراص المدمجة وأقراص الفيديو الرقمية الداخلية مزودة بمراوح تبريد. 
• مروحة الذاكرة - يمكن لذاكرة الحاسوب الحديثة توليد حرارة كافية تستدعي التبريد النشط، وعادةً ما يكون ذلك على شكل مراوح صغيرة مثبتة فوق رقائق الذاكرة. ينطبق هذا بشكل خاص عند رفع تردد تشغيل الذاكرة أو زيادة جهدها ، ^{[ 5 ]} أو عندما تتضمن وحدات الذاكرة منطقًا نشطًا، كما هو الحال عند استخدام نظام DIMMs مُخزنة بالكامل (FB-DIMMs). ^{[ 6 ]} مع ذلك، ومع استخدام الفولتيات المنخفضة الأحدث، مثل DDR4 بجهد 1.2 فولت ، أصبحت الحاجة إلى ذلك أقل شيوعًا مما كانت عليه في السابق. في معظم الأحيان، تتلقى وحدات الذاكرة، القريبة من وحدة المعالجة المركزية، كمية كافية من تدفق الهواء من صندوق الحاسوب أو مروحة وحدة المعالجة المركزية، حتى لو كان الهواء الخارج من مروحة وحدة المعالجة المركزية والمبرد دافئًا. إذا كانت وحدة المعالجة المركزية الرئيسية مُبردة بالماء، فقد لا يصلها هذا القدر الضئيل من تدفق الهواء، مما يستدعي عناية إضافية بتوفير بعض التهوية داخل صندوق الحاسوب أو نظام تبريد مخصص للذاكرة. لسوء الحظ، لا توفر معظم وحدات الذاكرة إمكانية مراقبة درجة الحرارة لقياسها بسهولة. 

يجب أن تتناسب أبعاد المروحة وفتحات التثبيت مع الجهاز المستخدم. تُستخدم عادةً مراوح ذات إطار مربع، ولكن تُستخدم أيضًا إطارات دائرية، غالبًا للسماح باستخدام مروحة أكبر من تلك التي تسمح بها فتحات التثبيت (مثل  مروحة 140 مم بفتحات لزوايا  مروحة مربعة 120 مم). يُذكر عرض المراوح المربعة وقطر المراوح الدائرية عادةً بالملليمترات. البُعد المذكور هو العرض الخارجي للمروحة، وليس المسافة بين فتحات التثبيت. تشمل الأحجام الشائعة 40  مم، 60  مم، 80  مم، 92  مم، 120  مم، و140  مم، على الرغم من أن الأحجام 8  مم، ^{[ 9 ]} 17  مم، ^{[ 10 ]} 20 مم  ، ^{[ 11 ]} 25 مم، ^{[ 12 ]} 30 مم، [13] 35 مم، ^{[ 14 ]} 38 مم، ^{[ 15 ]} 45 مم، ^{[ 16 ]} 50 ^{مم ، [} 17 ] ^{70 مم ،} [ 18 ^{] 160 مم} ، [ ^{19 ] 170} مم ، ^{[ 20 ]} 180 مم ، ^{[ 21 ]} 200 مم، ^{[ 22 ]} 220 مم، ^{[ 23 ] [ 24 ]} 230 مم، ^{[ 25 ]} 250 مم، [ ^{26 ] و} 360 مم ^{[ 27 ]} وهي متوفرة أيضاً. أما الارتفاعات، أو السماكة، فتكون عادةً 10 مم، أو 15 مم، أو 25 مم، أو 38 مم.                   

تُستخدم عادةً مراوح مربعة بقياس 120  مم و140  مم في التطبيقات التي تتطلب تبريدًا عاليًا، مثل أجهزة الكمبيوتر المخصصة للألعاب، ولتشغيل أكثر هدوءًا عند السرعات المنخفضة. أما المراوح الأكبر حجمًا فتُستخدم عادةً لتبريد الهيكل، ووحدات المعالجة المركزية ذات المشتت الحراري الكبير، ووحدات تزويد الطاقة ATX. بينما تُستخدم مراوح مربعة بقياس 80  مم و92  مم في التطبيقات الأقل تطلبًا، أو في الحالات التي لا تتوافق فيها المراوح الأكبر حجمًا. أما المراوح الأصغر حجمًا فتُستخدم عادةً لتبريد وحدات المعالجة المركزية ذات المشتت الحراري الصغير، ووحدات تزويد الطاقة SFX، وبطاقات الرسومات، ووحدات الجسر الشمالي، وما إلى ذلك.

تحدد سرعة الدوران (المحددة بالدورات في الدقيقة ، RPM) مع الضغط الساكن تدفق الهواء لمروحة معينة. وعندما يكون الضجيج مشكلة، تكون المراوح الأكبر حجمًا والأبطأ دورانًا أقل ضجيجًا من المراوح الأصغر حجمًا والأسرع دورانًا التي يمكنها تحريك نفس تدفق الهواء. وقد وُجد أن ضجيج المروحة يتناسب تقريبًا مع القوة الخامسة لسرعتها؛ حيث يؤدي خفض السرعة إلى النصف إلى تقليل الضجيج بحوالي 15 ديسيبل . ^{[ 28 ]} قد تدور المراوح المحورية بسرعات تصل إلى حوالي 38000 دورة في الدقيقة للأحجام الصغيرة. ^{[ 29 ]} 

قد تُتحكم المراوح بواسطة حساسات ودوائر كهربائية تُخفّض سرعتها عند انخفاض درجة الحرارة، مما يُؤدي إلى تشغيل أكثر هدوءًا، وعمر أطول، واستهلاك أقل للطاقة مقارنةً بالمراوح ذات السرعة الثابتة. عادةً ما تُذكر أعمار المراوح بافتراض تشغيلها بأقصى سرعة وفي درجة حرارة محيطة ثابتة.

تُعدّ المروحة ذات الضغط الساكن العالي أكثر فعالية في دفع الهواء عبر المساحات الضيقة، مثل الفجوات بين المشتت الحراري أو المبرد؛ لذا يُعدّ الضغط الساكن أهم من تدفق الهواء (بوحدة قدم مكعب في الدقيقة) عند اختيار مروحة للاستخدام مع المشتت الحراري. وتعتمد الأهمية النسبية للضغط الساكن على مدى تقييد تدفق الهواء بفعل التصميم الهندسي؛ إذ تزداد أهمية الضغط الساكن كلما قلت المسافة بين زعانف المشتت الحراري. ويُقاس الضغط الساكن عادةً بوحدة مليمتر زئبقي (مم زئبق) أو مليمتر ماء (مم ماء ₎ .

يؤثر نوع المحمل المستخدم في المروحة على أدائها ومستوى ضجيجها. تستخدم معظم مراوح الكمبيوتر أحد أنواع المحامل التالية:

محمل انزلاقي

تستخدم هذه المحامل سطحين مُشحَّمين بالزيت أو الشحم للتلامس الاحتكاكي. وغالبًا ما تستخدم أكمامًا مسامية مُلبَّدة لتكون ذاتية التشحيم، مما يقلل الحاجة إلى الصيانة أو الاستبدال. وتكون محامل الأكمام أقل متانة عند درجات الحرارة المرتفعة مع تآكل أسطح التلامس وجفاف المُشحِّم، مما يؤدي في النهاية إلى تعطلها؛ ومع ذلك، فإن عمرها الافتراضي مشابه لعمر محامل الكرات (أقل قليلًا بشكل عام) عند درجات الحرارة المحيطة المنخفضة نسبيًا. ^{[ 30 ]} وقد تكون محامل الأكمام أكثر عرضة للتعطل عند درجات الحرارة المرتفعة، وقد يكون أداؤها ضعيفًا عند تركيبها في أي وضع غير الوضع الرأسي. ويبلغ العمر الافتراضي النموذجي لمروحة ذات محامل أكمام حوالي 30,000 ساعة عند 50 درجة مئوية (122 درجة فهرنهايت) . وتكون المراوح التي تستخدم محامل الأكمام أرخص عمومًا من المراوح التي تستخدم محامل الكرات، وتكون أكثر هدوءًا عند السرعات المنخفضة في بداية عمرها، ولكنها قد تصبح صاخبة مع مرور الوقت. ^{[ 30 ]}  

محمل البندقية

تُشبه هذه المحامل محامل الأكمام، لكنها أكثر هدوءًا وتتمتع بعمر افتراضي يُقارب عمر محامل الكرات. يحتوي المحمل على أخدود حلزوني يضخ السائل من خزان. يسمح هذا بتركيبها بأمان مع وضع العمود أفقيًا (على عكس محامل الأكمام)، حيث يُشحّم السائل المضخوخ الجزء العلوي من العمود. ^{[ 31 ]} كما يضمن الضخ وجود كمية كافية من المُشحّم على العمود، مما يُقلل الضوضاء ويُطيل عمر المحمل.

المحمل السائل أو المحمل الديناميكي السائل (FDB)

تتميز هذه المنتجات بمزايا التشغيل شبه الصامت والعمر الافتراضي الطويل (وإن لم يكن أطول من محامل الكرات)، ولكنها تميل إلى أن تكون أغلى ثمناً.

محمل كروي

على الرغم من أن مراوح المحامل الكروية أغلى ثمناً من مراوح المحامل السائلة، إلا أنها لا تعاني من قيود التوجيه نفسها التي تعاني منها مراوح المحامل الانزلاقية، كما أنها أكثر متانة في درجات الحرارة المرتفعة، وأقل ضجيجاً من مراوح المحامل الانزلاقية عند سرعات الدوران العالية. قد يتجاوز العمر الافتراضي النموذجي لمروحة المحامل الكروية 60,000 ساعة عند 50 درجة مئوية (122 درجة فهرنهايت) . ^{[ 30 ]}  

محمل مغناطيسي أو محمل ماجليف

حيث يتم صد المروحة عن المحمل بواسطة المغناطيسية.

الموصلات المستخدمة عادةً لمراوح الكمبيوتر هي كالتالي:

موصل Molex ثلاثي الأطراف من عائلة KK

يُستخدم موصل Molex هذا عند توصيل مروحة باللوحة الأم أو أي لوحة دوائر أخرى. وهو موصل أنثوي صغير وسميك مستطيل الشكل، مزود بعلامتي استقطاب على الحافة الخارجية لأحد جوانبه الطويلة. دبابيسه مربعة الشكل، وتبلغ المسافة بينها 2.54 مم  (0.1 بوصة  ). تُستخدم الدبابيس الثلاثة للتأريض،  ومصدر طاقة +12 فولت، وإشارة مقياس سرعة الدوران . رقم قطعة Molex للمقبس هو 22-01-3037. أما رقم قطعة Molex لنقاط التوصيل الفردية فهو 08-50-0114 (مطلي بالقصدير) أو 08-55-0102 (مطلي بنصف ذهب). رقم قطعة Molex لرأس لوحة الدوائر المطبوعة المطابق هو 22-23-2031 (مطلي بالقصدير) أو 22-11-2032 (مطلي بالذهب). يلزم أيضًا استخدام أداة تعرية الأسلاك وأدوات التوصيل المناسبة.

موصل Molex رباعي الأطراف من عائلة KK

هذا نوع خاص من موصل Molex KK بأربعة دبابيس، ولكنه مزود بخاصيتي القفل/الاستقطاب الموجودتين في الموصلات ثلاثية الدبابيس. يُستخدم الدبوس الإضافي لإشارة تعديل عرض النبضة (PWM) لتوفير تحكم متغير في سرعة المروحة. ^{[ 32 ]} يمكن توصيل هذه الموصلات برؤوس توصيل ثلاثية الدبابيس، ولكنها ستفقد خاصية التحكم في سرعة المروحة. رقم قطعة Molex للمقبس هو 47054-1000. رقم قطعة Molex لنقاط التوصيل الفردية هو 08-50-0114. رقم قطعة Molex لرأس التوصيل هو 47053-1000.

موصل موليكس رباعي الأطراف

يُستخدم هذا الموصل عند توصيل المروحة مباشرةً بمصدر الطاقة. ويتكون من سلكين (أصفر/12  فولت وأسود/أرضي) يتصلان بموصل Molex كبير رباعي الأطراف (ذكر-أنثى). أما السلكان الآخران في الموصل فيوفران 5 فولت (أحمر) والأرضي (أسود أيضًا)، ولا يُستخدمان في هذه الحالة. هذا هو نفس الموصل المستخدم في محركات الأقراص الصلبة قبل أن يصبح SATA معيارًا.

موصل Molex ثلاثي الأطراف من عائلة PicoBlade

يُستخدم هذا الموصل مع مراوح أجهزة الكمبيوتر المحمولة أو عند توصيل المروحة ببطاقة الفيديو.

ملكية خاصة بشركة ديل

هذا الموصل الخاص بشركة Dell هو تطوير لموصل IC أنثى ثلاثي الأطراف بسيط، حيث أُضيفت إليه لسانان في منتصفه من جهة ولسان قفل من الجهة الأخرى. حجم وتباعد فتحات الأطراف مطابقان لموصل IC أنثى ثلاثي الأطراف القياسي وموصل Molex ثلاثي الأطراف. في بعض الطرازات، يكون سلك التوصيل الأبيض (مستشعر السرعة) في المنتصف، بينما يتطلب موصل Molex القياسي ثلاثي الأطراف أن يكون السلك الأبيض هو الطرف رقم 3، مما قد يؤدي إلى مشاكل في التوافق.

آحرون

تستخدم بعض مراوح الكمبيوتر موصلات ثنائية الدبابيس، بتصاميم مختلفة.