从散热器的设计到热管与水冷散热简析-Xenbo
热管式散热系统的设计和优化

热管式散热系统的设计和优化在现代电子设备的高速发展时代中,散热问题一直是电子设备工程师面临的重大挑战之一。
电子设备的稳定性和寿命直接受到散热能力的影响。
因此,设计高效的散热系统对于提高电子产品的性能和质量至关重要。
目前,市场上散热器主要有风冷式、水冷式和热管式三种。
其中,热管式散热系统因其高效、轻便、方便维护等特点,在高性能电子设备的散热中受到越来越广泛的应用。
热管式散热系统是一种传热器件,它利用先进的热传导原理将散热部件与散热介质之间的传热转化为沿着热管轴向的传热,从而实现高效的散热。
它的基本组成部分是热管、散热片和换热器等。
其中,热管是实现传热转换的核心部件,一定程度上也决定了热管式散热系统的传热效率。
为了实现高效的散热,热管的设计必须合理,并满足散热系统的要求。
在热管式散热系统的设计中,热管的材料、结构、长度、截面形状等因素都会对其传热效率产生影响,因此,热管的设计和优化是保证散热效率的关键。
材料选择热管的传热和温度控制主要通过工作介质流动的物理性质来实现。
不同的工作介质对热管的传热性能有较大影响,因此,选择合适的工作介质是热管设计的首要问题。
常见的工作介质有水、乙二醇、甲醇、氨、液氮和液氢等,每种工作介质都有其独特的特点和适用范围。
在选取工作介质的时候,需要考虑其热物理性质和化学性质,以及在实际应用中的稳定性和成本等。
常用的热管工作介质是水、乙二醇和氨气。
其中,水对热传导的能力最强,但结冰后会影响热传导效果,使用时需考虑防护措施;乙二醇具有较好的抗冻性和抗腐蚀性能,但散热性能不如水;氨气的传热能力很强,但是易燃易爆,使用时需要十分小心。
结构设计热管的结构设计是影响其传热性能和强度的关键因素之一。
常用的热管结构有粗管、毛细管和网状管等。
粗管热管的传热能力高,但对工作介质的容纳量有一定限制;毛细管热管的容积更大,对工作介质的容纳量也更高,适合于温度升高的场合;网状管热管的传热效率和容积均较高,适用于高功率和大尺寸的散热器设计。
服务器高热密度散热水冷机液冷方式介绍

服务器高热密度散热水冷机液冷方式介绍服务器高热密度散热水冷机的冷却方式重要是风冷和液冷的冷却方式,对服务器的发热部件进行换热,带走热量,服务器高热密度散热水冷机采纳液冷方式时要使用液冷服务器,该服务器是指将液体注入服务器,通过冷热交换带走服务器的散热的一种服务器。
一、服务器高热密度散热水冷机运行过程:服务器高热密度散热水冷机的液冷系统的构成重要包含一次侧换热部分和二次侧换热部分,一次侧是指从服务器带走热量并二次侧进行环路介质进行散热的环路,二次侧是指将一次侧的热量排至室外环境或其他热回收单元的环路。
二、服务器高热密度散热水冷机液冷的重要形式服务器高热密度散热水冷机液冷形式重要分为喷淋式、冷板式和浸没式,三种的重要区分体现在对服务器的散热方式不同。
喷淋式液冷是将冷却液通过喷淋的方式淋在服务器的散热元件上带走服务器产生的热量;冷板式液冷是在服务器的CPU等大功耗部件采纳液冷冷板散热,其他少量发热器件(如硬盘、接口卡等)仍采纳风冷散热系统;浸没式液冷是指将服务器的发热元器件浸没在冷却液中,通过冷却液的对流或相变将服务器的热量带走的散热系统。
其次,喷淋式浸没式的服务器没有风扇,而冷板式服务器存在风扇。
实在介绍如下:1、喷淋式液冷系统服务器高热密度散热水冷机喷淋式直接液冷是面对电子设备器件精准喷淋、直接接触式的液冷技术,冷却液可通过重力或系统压力直接喷淋至IT设备的发热器件或与之相连接的固体导热料子上,并与之进行热交换实现对IT设备的热管理。
在热交换的工作过程中,IT设备内冷却液的自由液面低于被冷却的发热器件或与之连接的固体导热料子,系统可通过IT设备外部的换热单元对冷却液换热,充足循环使用要求。
2、冷板式液冷系统服务器高热密度散热水冷机冷板式液冷机柜的基本工作原理描述如下:采纳冷板组件与高热流密度元件接触,发热量经由冷板组件中的冷却介质导出,再经由一个或多个冷却回路热交换传递,将设备热量散发到外环境或进行回收利用的一种液冷实现方式。
水冷散热器工作原理

水冷散热器工作原理随着计算机性能的不断提升,热量问题成为了制约其发展的一个重要因素。
为了解决这个问题,水冷散热器应运而生。
本文将详细介绍水冷散热器的工作原理。
一、热传导原理水冷散热器的主要工作原理是利用水的良好导热性能来吸热。
当CPU、显卡等电子元件运行时,会产生大量热量。
水冷散热器通过与电子元件直接接触,将热量由电子元件传递至冷却水,再通过水冷散热器的散热系统,将热量迅速散发到空气中。
二、水冷系统介绍水冷散热器的核心部分是水冷系统。
该系统主要包括水冷头、水泵、水箱和水管等组件。
1. 水冷头:水冷头是水冷散热器与CPU、显卡等电子元件直接接触的部分。
水冷头具有密封结构,并且表面有许多微细凹槽,以增加与电子元件的接触面积。
当电子元件产生热量时,水冷头能及时吸收热量,并将其传递至冷却水。
2. 水泵:水泵负责将冷却水从水箱中抽取,并通过水管送至水冷头。
水泵通常采用高效电机驱动,能够提供足够的水流量和压力,确保冷却水能够充分流过散热系统。
3. 水箱:水箱是存放冷却水的容器。
冷却水在水箱内经过降温后,再通过水泵输送至水冷头,完成循环。
4. 水管:水管将水泵供应的冷却水传输至水冷头,并通过与水冷头的连接部分确保冷却水不泄漏。
三、散热系统介绍水冷系统中的散热系统主要包括散热器和风扇。
1. 散热器:散热器是水冷系统中的重要组成部分,用于加速冷却水与空气的热交换。
散热器通常由铝制或铜制的散热翅片构成,翅片的设计能够最大限度地增加散热面积,提高热量的散发效率。
2. 风扇:风扇位于散热器上方,用于通过强制空气对散热器进行冷却。
风扇通常由直流电机驱动,能够产生足够的风量和静压,确保将热量迅速带走。
四、水冷散热器工作流程水冷散热器的工作流程主要包括以下几个步骤:1. 电子元件产生热量:CPU、显卡等电子元件在运行过程中,会产生大量热量。
2. 热量传导至水冷头:水冷头紧贴在电子元件上方,能够迅速吸收电子元件产生的热量。
3. 冷却水循环:水泵将冷却水从水箱抽取,并通过水管输送至水冷头,完成循环。
水冷散热设计要点

水冷散热设计要点水冷散热是一种有效的散热方式,适用于高功率电子设备和计算机等领域的热管理。
下面是水冷散热设计的要点。
1.散热器设计:-散热器是水冷散热系统中最关键的部件之一、散热器的设计应考虑到散热面积、散热翅片的形状和布局、散热管的数量和长度等因素。
散热器的散热面积越大,散热效果越好。
-散热翅片的形状和布局应该能够有效增加散热面积,并且能够保证气流顺利流过翅片,提升散热效果。
常见的翅片形状有直翅片、扇形翅片和锯齿翅片等。
-散热管的数量和长度影响散热器的散热能力。
散热管数量越多,散热能力越强。
同时,散热管的长度也要符合设计要求,过长或过短都会影响散热效果。
2.水冷散热系统的泵的设计:-泵是水冷散热系统中的关键组件之一、泵的设计应考虑泵的扬程、流量和噪音等因素。
-泵的扬程是指泵能提供的水的压力。
泵的扬程应满足系统中其他设备的水流需求,同时要避免过高或过低的扬程。
-泵的流量是指泵每秒钟能提供的水流量。
泵的流量应满足系统对水流量的需求,可以根据系统的热负荷和换热流体的流速来确定。
-泵的噪音也是需要考虑的因素。
选择低噪音的泵可以提升整个系统的工作环境。
3.换热介质的选择:-换热介质是指在散热器和散热设备之间传递热量的介质。
常见的换热介质有水、乙二醇水溶液、润滑油等。
-选择合适的换热介质要根据系统的工作环境、温度范围、传热性能要求等因素综合考虑。
水是一种常用的换热介质,具有传热效果好、成本低等优点。
但在低温环境下,水可能会结冰,影响系统的工作稳定性。
乙二醇水溶液可以有效降低水的结冰点,适用于低温环境的散热。
润滑油适用于高温环境下的散热。
4.散热系统的管路设计:-散热系统的管路设计需要考虑到管道直径、管道长度、弯头、阀门等因素。
管道直径越大,管道的流量越大,散热能力越强。
-管道的长度要尽量减少,减少管道内水流阻力。
同时,管道内的水流应保持连续,避免突然变窄或弯曲,影响水流的流畅性。
-管道中的阀门和弯头也会影响水的流通和损耗。
水冷散热的原理

水冷散热的原理水冷散热是一种应用于计算机和其他电子设备的散热技术,它通过将水或其他液体循环流动在散热器和散热元件之间,从而有效地将热量从设备中移走。
水冷散热的原理基于热传导和热对流的物理原理。
水冷散热系统由散热器、水泵、水箱、水管和水块等组件组成。
散热器是水冷系统的核心部件,通常采用金属材料制成。
散热器上有众多散热鳍片,通过增加表面积来提高热量散发效率。
水泵用于循环水流,水箱用于储存水量,水管连接散热器和水泵,并传输水流,而水块则是与需要散热的设备直接接触的组件。
水冷散热系统的工作原理如下:1. 水块接触散热元件:水块是散热系统中与需要散热的设备直接接触的组件。
当设备产生热量时,热量通过散热元件传递给水块。
2. 水块将热量传递给循环水流:水块内部有水道,通过这些水道将热量传递给循环水流。
水块通常采用高导热性的材料,例如铜或铝,以便更快地将热量传递给水流。
3. 水泵循环水流:水泵被用来循环水流。
水泵产生压力,使水流畅通地穿过散热系统的各个组件,保证热量能够有效传递和散发。
4. 水流通过散热器:水流进入散热器,通过散热器内部的散热鳍片,将热量散发到周围环境中。
散热器处于较低温度的环境中,因此热量会被传递到散热鳍片上,并通过对流换热的方式将热量散发到周围空气中。
5. 冷却的水流返回设备:经过散热过程后,冷却的水流再次返回到水块,继续吸收和传递设备产生的热量。
6. 循环往复:水流将不断循环,不断吸收和散发热量,以保持设备的温度在合理范围内。
与传统的风冷散热相比,水冷散热的优点主要有以下几点:1. 散热效率更高:水的热传导系数远高于空气,因此水冷散热可以更快、更充分地将热量从设备中传递出去,从而提高散热效率。
2. 噪音更低:相比风冷散热,水冷散热系统产生的噪音更低。
水泵的噪音相对较小,而且散热器上没有风扇,因此可以减少噪音污染。
3. 散热均匀:水冷散热可以实现散热均匀,避免热量集中在某些部分,从而更好地保护设备。
水冷散热技术浅析

水冷散热技术浅析摘要:随着计算机性能不断增加,从而不断升级应用软件,人们对CPU的更高速越来越迫切的追求,导致CPU和显卡等的发热量不断增加,现在IQ-7980XE1000W在负荷使用高峰期发热量已超过300瓦。
其发热量在桌面型计算机上虽然可以使用风扇加热沉来降温,但噪音太大,无法让人接受,普通家庭或企业无法接受其能耗。
但是,如果对水冷散热技术使用,则上述烦人的问题,可以得到有效的解决。
所谓散热,就是想办法带走热源的热量,可分为主动和被动两种方式。
所谓主动散热一般是对压缩机、半导体制冷片等技术采用,其优点是温度可控,甚至可达到零度以下,其缺点是水露易结,且功耗较大。
所谓被动散热是相对主动散热而言的,主要有风冷、液冷等技术。
其中液冷技术又可分为浸没和部分覆盖两种方式。
浸没方式主要用在数据中心,功耗低,能效高是其优点。
缺点是不够方便安装,对机房环境也有较高的要求,普通用户无法使用。
而部分覆盖技术,也就是本文要讨论的水冷技术,它的要求相对较低,普通寻常用户均可使用,其优点是低噪音、低能耗,其缺点是会使机箱的体积一定程度的增大。
关键词:水冷散热;计算机;应用1水冷电脑的发展及现状1966年IBM公司研发出了大型计算机。
为了给这款计算机降温,IBM进行了专门的水冷系统研发,开始出现了水冷技术在电子产品上的研发和应用。
2008年,超级计算机问世,其散热的解决办法是将水冷管道内置进服务器,水冷管道的机箱由此诞生。
21世纪初,台式电脑的芯片散热量越来越高,开始有厂家将水冷技术应用到台式电脑上,但一般是采用开放式结构,水冷系统也还不够精密。
最近几年,电脑游戏的普及和发展,催生了CPU和显卡性能的迅速提升,电脑发热问题,迅速成为不可忽视的大问题。
至此,常规风冷已显得有些力不从心。
挑剔的用户对噪音也忍无可忍,于是市场上开始出现水冷台式电脑,并且初具规模。
2水冷散热的基本原理2.1水的比热容水是生命之源,地球之所以适合生物生存,就是因为地表覆盖了大量的水。
了解电脑散热技术风冷水冷和热管散热器的对比

了解电脑散热技术风冷水冷和热管散热器的对比了解电脑散热技术:风冷、水冷和热管散热器的对比电脑的散热技术对于保证其稳定性和寿命非常重要。
随着计算机性能的不断提升,电脑散热器的种类也日益增多。
本文将介绍电脑散热技术中常见的风冷、水冷和热管散热器,并对其进行对比。
一、风冷散热器风冷散热器是电脑散热技术中最常见的一种类型。
它通过风扇将空气引入散热器,通过散热器的鳍片将热量传导到空气中,从而实现散热的效果。
1. 结构及原理风冷散热器的结构相对简单,由一个或多个散热片组成,鳍片一般采用铝制,具有较好的导热性能。
它通常安装在计算机的CPU或显卡上。
风扇则负责将冷却的空气引入散热片,帮助加速热量的散发。
2. 优点及缺点风冷散热器具有安装简单、成本低廉等优点。
同时,它也可以通过调节风扇的转速来达到散热和降噪的平衡。
然而,由于风冷散热器只能依靠空气对散热片进行冷却,因此在高负载运行时,其散热效果可能不如其他散热器。
二、水冷散热器水冷散热器是电脑散热技术中一种较为高级的类型。
它通过循环水来进行散热,相比风冷散热器具有更高的散热效果。
1. 结构及原理水冷散热器由散热器、水泵、水冷排和水箱组成。
水泵负责将冷却的水送至散热器,通过散热器中的流道将热量散发到空气中。
然后,通过水冷排将已加热的水排出,并循环再次冷却。
水箱则用于盛放冷却的水。
2. 优点及缺点水冷散热器相对于风冷散热器在散热效果上更为出色。
由于水的导热性能较好,可以更快地将热量从散热片传递到空气中。
另外,水冷散热器由于是闭路循环散热,相比于风冷散热器会更加安静。
然而,相对于风冷散热器,水冷散热器的成本较高,且需要额外的空间来安装水冷排。
三、热管散热器热管散热器是一种结合了风冷和水冷散热器特点的散热器。
它通过热管将热量传导到散热片上,再通过风扇将热量散发到空气中。
1. 结构及原理热管散热器由散热片、热管和风扇组成。
热管通常由铜或铜合金制成,内部充满了具有较好导热性能的介质,如蒸发器和冷凝器。
从散热器的设计到热管与水冷散热简析

从散热器的设计到热管与水冷散热简析天气渐渐转暖了,大家逐渐开始脱去冬装换春装了,身上的“负担”减轻了不少。
不过对于电脑的散热系统来说,气温的提高却是负担加重的开始。
再过一段时间,散热的问题又会再次成为电脑玩家的热衷话题。
在大家开始议论这种散热器的好坏之前,我想有必要把一些关于散热的问题先给大家介绍一下,同时澄清一些广泛流传的误解。
基本概念经常看到有人说自己的CPU多少度多少度,然后问别人的CPU多少度,再进行比较。
这样做其实是不正确的,因为CPU(或者其他任何设备)的温度都与环境温度有直接关系。
如果环境温度不同,那对比CPU温度的绝对值没有任何意义。
所以在研究换热问题时,主要是以“温差—换热两端的温度差”作为衡量指标,温度值通常仅作为一个标量参数而已。
另外一个重要的概念是“热阻”。
热阻是导热介质通过一定功率的热流时,两端产生的温度差,因此它的单位是“度/瓦”。
如果你把温差看作电压差,热流看作电流,那么热阻就与电阻的概念非常相似。
在研究传热问题时,我们也制作热路图。
在热路图中可以看到热阻的符号和电阻的符号是完全一样的。
另外和电路中的“地”类似的,也有“热地”的概念,并且定义热地的温度是不会改变的。
通常我们把环境温度就作为热地的温度。
但是实际环境温度同样可能受到影响而发生变化,所以在确定具体哪个位置的温度作为环境温度时,必须非常注意。
关于散热器的设计基本概念了解之后,我们可以开始说有关散热设计的问题。
在设计CPU散热器的时候,往往要根据厂家提供的各种设计规范和参考。
其中影响散热器设计的最直接因素有三个:一是热功率和最高温度;二是CPU的封装形式和尺寸;三是主板及周边器件的相关设计。
第一个因素对于散热器设计来说是硬性指标,如果再考虑CPU工作的环境温度要求,就可以明白这实际上就是规定了散热器的热阻的最大值。
所以,专业的散热器设计是直接标注散热器热阻大小的。
第二和第三个因素对散热器设计形式有较大影响,它将限制散热器设计的材质、外形、尺寸和重量等。
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从散热器的设计到热管与水冷散热简析天气渐渐转暖了,大家逐渐开始脱去冬装换春装了,身上的“负担”减轻了不少。
不过对于电脑的散热系统来说,气温的提高却是负担加重的开始。
再过一段时间,散热的问题又会再次成为电脑玩家的热衷话题。
在大家开始议论这种散热器的好坏之前,我想有必要把一些关于散热的问题先给大家介绍一下,同时澄清一些广泛流传的误解。
基本概念经常看到有人说自己的CPU多少度多少度,然后问别人的CPU多少度,再进行比较。
这样做其实是不正确的,因为CPU(或者其他任何设备)的温度都与环境温度有直接关系。
如果环境温度不同,那对比CPU温度的绝对值没有任何意义。
所以在研究换热问题时,主要是以“温差—换热两端的温度差”作为衡量指标,温度值通常仅作为一个标量参数而已。
另外一个重要的概念是“热阻”。
热阻是导热介质通过一定功率的热流时,两端产生的温度差,因此它的单位是“度/瓦”。
如果你把温差看作电压差,热流看作电流,那么热阻就与电阻的概念非常相似。
在研究传热问题时,我们也制作热路图。
在热路图中可以看到热阻的符号和电阻的符号是完全一样的。
另外和电路中的“地”类似的,也有“热地”的概念,并且定义热地的温度是不会改变的。
通常我们把环境温度就作为热地的温度。
但是实际环境温度同样可能受到影响而发生变化,所以在确定具体哪个位置的温度作为环境温度时,必须非常注意。
关于散热器的设计基本概念了解之后,我们可以开始说有关散热设计的问题。
在设计CPU散热器的时候,往往要根据厂家提供的各种设计规范和参考。
其中影响散热器设计的最直接因素有三个:一是热功率和最高温度;二是CPU的封装形式和尺寸;三是主板及周边器件的相关设计。
第一个因素对于散热器设计来说是硬性指标,如果再考虑CPU工作的环境温度要求,就可以明白这实际上就是规定了散热器的热阻的最大值。
所以,专业的散热器设计是直接标注散热器热阻大小的。
第二和第三个因素对散热器设计形式有较大影响,它将限制散热器设计的材质、外形、尺寸和重量等。
比如由于Intel的CPU普遍采用了铜质的IHS(Integrated Heat Spreader—集成散热器)顶盖,它的CPU散热器设计相对比较灵活。
IHS保护了CPU内核不受损伤,因此在设计散热器扣具时不必太担心散热器倾斜和扣具压力过大的问题。
此外Intel规范中主板上的支架用于支撑散热器,可以放宽散热器重量的限制,扣具的可选形式也更多。
但是IHS 的负面作用恰好使它名不副实,因为IHS不仅没有起到帮助散热的作用,反而增加了额外的热阻。
这点已经得到相应的批评,各位只要明白IHS仅仅是一个保护CPU核心的东西而已。
AMD的AthlonXP没有IHS,热量可以释放的比较彻底。
但是由于FCPGA封装的核心裸露,不得不严格限制散热器的重量,并考虑扣具设计的合理性。
重量过大的散热器可能在振动和冲击过程中磨损核心表面,甚至直接将CPU损坏。
而扣具设计不合理会导致核心受力不均,可能在安装散热器的过程中将核心压碎,或者在使用中对核心某一侧产生严重磨损。
典型合理的AMD扣具设计如上图所示。
无论扣具处于什么角度,扣具对散热器的压力始终垂直于核心表面,从而避免散热器发生倾斜。
由于封装形式和扣具的限制,AthlonXP在尺寸和质量上应避免过大过重,并且要非常注意控制振动问题(振动是CPU表面磨损的主要原因之一),因此主要通过改进散热器结构来提高散热效果。
不过从Athlon64开始,AMD也在CPU上加上了保护性的铜盖。
可见为了适应更大尺寸的散热器,厂家在散热效率方面不得不作出一些让步。
当散热器的各种设计指标确定之后,摆在工程师面前的情况不容乐观。
发热与速度总是一同提高的,在如今的主流CPU工作频率下(2.4GHz),典型发热功率都在50W左右,最大发热功率在为70W左右,Prescott则更为激进一些,接近100W。
northwood和prescott允许的最高核心温度在75度附近,AthlonXP再高一点为85度。
假设环境温度25度,则要求散热器热阻在1度/W左右,而且这还包括了CPU的封装热阻与各种接触热阻,实际对散热器的要求更为苛刻。
对于这样的指标,采用传统形式的铝制散热器已经很勉强,因此工程师在散热片和风扇两方面都做了相当大的改进。
散热片在散热片方面,由于铝材质固有的导热系数限制,从形状上提高散热效果已经到了极致。
所以目前主要是如何利用导热系数更高的铜来降低热阻。
最好的方式当然是全铜散热片。
一般可以采用切割鳍片或铸造成形的加工方法。
这两种工艺效果虽好,但原材料和加工工艺的成本都非常高。
另外两种全铜散热片的形式为焊接和插鳍工艺。
焊接是将铜鳍片排列后焊在铜底上,焊料为锡合金;而插鳍工艺则是铜底上刨沟,然后嵌入较薄的铜鳍并压紧。
在这两种间接的铜散热器中,鳍片和底部的接合面是热阻最大的地方,成为传热的瓶颈。
所以接合面的加工质量非常关键,具体的加工质量取决于各个厂家的技术实力,因此实际产品的效果很可能参差不齐,选购的时候需要十分注意。
目前最为流行的还是铜铝结合的散热片,接合方式主要是底部嵌铜。
与回流焊和插鳍工艺类似,嵌铜接合面的好坏也决定了散热片的最大热阻。
嵌铜的方法包括:扦焊、螺丝锁合,热胀冷缩结合,机械压合等。
在扦焊工艺中,焊接面的连接质量决定了其最大的热阻大小,这与焊接的全铜散热器类似。
对于螺丝锁合、热胀冷缩结合和机械压合,接合面的平整度和接合应力大小是关键因素。
平整度将决定良好接触的面积,良好接触面积越大热阻越小;根据接触换热测量,接触热阻是接触应力的减函数,即应力越大,热阻越小。
其中热胀冷缩和机械压合的接合质量比较好。
一般来说不容易从外观上了解加工工艺的好坏,除非工艺水平太低。
唯一可做的是观察铜铝接合的边缘,看其是否平滑紧密。
这个方法可以排除粗制滥造的产品。
但是最终还是要通过实际测试来鉴别嵌铜质量的优劣。
风扇风扇方面,大家都知道提高风扇功率的好处,我就不多说了。
在这里说一下送风形式的问题。
最广泛的形式就是用轴流风机(也就是最普遍的那种风扇)向下鼓风,之所以这么流行是因为综合效果好且成本低廉。
如果把轴流风机的方向反过来,就变成向上抽风,在某些特别型号的散热器中会采用这种形式。
两种送风形式的差别在于气流形式的不同,鼓风时产生的是紊流,风压大但容易受到阻力损失;抽风时产生的是层流,风压小但气流稳定。
理论上说,紊流的换热效率比层流大得多,因此才成为主流设计形式。
但是气流的运动与散热片也有直接关系。
在某些散热片设计中(比如过于紧密的鳍片),气流受散热片阻碍非常大,此时采用抽风可能会有更好的效果。
至于采用侧面鼓风的设计,通常不会和顶部鼓风的效果有什么差别。
而比较有效的改进方法是建立CPU专用的散热风道,这样便不会受到CPU附近热空气的影响,相当于降低了环境温度。
轴流风机虽然应用广泛,但是也存在固有的缺陷。
轴流风机受电机位置的阻挡,气流不能流畅通过鼓风区域的中部,这称为“死区”。
而在典型的散热片上,恰恰中部鳍片的温度最高。
由于存在这种矛盾,采用轴流风机时,散热片的散热效果并不充分。
目前只有元山科技的外磁风扇是唯一能够较好解决死区问题的轴流风机产品,当然它的价格也就比较高了。
与轴流风机完全不同的离心风机,逐渐开始使用在CPU散热当中,通常被电脑用户称为“涡轮风扇”。
这种风扇的优越之处在于很好地解决了“死区”问题。
离心风机的鼓风方向上没有障碍物,所以在各个位置都有同样的气流。
同时它的风压和风量的调节范围也更大,转速控制的效果更好。
负面的影响和大功率轴流风机一样—价格高、噪音大。
最后我们来谈谈大多数玩家得不到、但是很关心的一些东西。
热管热管是目前炒作最多的散热器件,它有极高的导热系数,很贵的价格,以及非常大的知名度。
不过请明白一点,热管没有任何散热功能,它只是将热量从一处搬运到另外一处,却没有办法释放热量。
因此,所有的热管都必须与其他散热设备搭配才能工作。
在计算热阻时,主要考虑的是热管两端设备的热阻和额外的接触热阻(热管与其它散热器件之间)。
散热设备的散热能力必须满足热管的需要,否则轻者效率低下,重者烧毁热管。
实际的产品中,设计良好的热管散热器主要都是在笔记本中。
台式机CPU散热器采用热管的比较少,效果好的就更少。
水冷水冷其实应该称为液冷,只是由于很多发烧友只知道往里面灌水,所以我们就叫它水冷好了。
水冷有两种,一种是管道封闭的循环,另外一种是利用蓄水池的开放式循环。
不论哪一种都可以从根本上解决散热效率问题,其物理成本可能还低于热管散热器。
但是水冷带来的问题也同样难以解决。
首先是性能方面,封闭循环的水冷散热器也有与热管类似的问题:末端散热器才是最大的热阻环节,必须保证末端散热设备提供足够的散热能力,否则过热只是时间问题。
而这些体积庞大的末端散热设备只能外置,成本和噪音也不是一般用户所能接受。
对于开放循环的水冷,性能上没有任何问题,只要你准备足够的水,并且保持蓄水池的低温。
可靠性方面:对于开放式循环的水冷,由于新鲜的水中总带有杂质,管道内的水垢问题会慢慢显现(除非你只使用蒸馏水);对于封闭式循环的水冷,灌注一次蒸馏水可以解决微生物和水垢的问题。
不过如果环境温度低于零度,仍然有可能结冰并造成其他问题。
既便你不在乎上面这些麻烦,至少你还得注意不要出现漏水的情况。
最后,水泵与风扇一样也是长时间工作的设备,并且容易出现故障,因此需要经常检查和维护。
总得来说,运行一套水冷系统除了要更多的金钱,还要加上更多的时间和精力。
这注定了水冷只能是发烧玩家的玩具。
普通用户若想在性能、价格和稳定性方面比较均衡的解决方案,还是应当关注传统的风冷散热。
说了这么多都是理论上的东西,给大家一个基本概念。
这样在了解和选购散热器的时候可以避免受到很多误导。
对于一些实际的问题,过多的理论分析可能意义不大,建议大家多动手通过实践了解。