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液冷电脑的工作原理

来源:
2023-02-02
类别:基础知识
eye 19
文章创建人 拍明芯城

  

液冷电脑


  升级到液体冷却系统可以使高端游戏 PC 运行得更快、运行更长时间。 苏格拉底471/快门

  无论您是使用桌面还是 笔记本 电脑,很有可能,如果你停止你正在做的事情,仔细听,你会听到一个小风扇的嗡嗡声。如果您的计算机具有高端 显卡 和大量的处理能力,你甚至可能会听到不止一个。

  在大多数计算机中,风扇在保持电子元件冷却方面做得很好。但对于想要使用高端硬件或哄骗他们的人 RC1 为了运行得更快,风扇可能没有足够的功率来完成这项工作。如果计算机产生过多的热量,液体冷却(也称为水冷)可能是更好的解决方案。

  将液体放在精密的电子设备附近似乎有点违反直觉,但用水冷却比用空气冷却要有效得多。

  一个 用于 PC 的液体冷却系统 工作很像 冷却系统 的汽车。两者都利用了热力学的基本原理 - 热量从较热的物体移动到较冷的物体。当较冷的物体变暖时,较暖的物体也会变冷。您可以通过将手平放在桌子上的凉爽位置几秒钟来亲身体验这一原理。当你抬起手时,你的手掌会凉一点,手的地方会暖和一点。

  液体冷却是一个非常常见的过程。汽车的冷却系统使水(通常与防冻剂混合)通过发动机循环。发动机中的热表面加热水,在此过程中冷却。

  水从发动机循环到散热器,散热器是一个由风扇和管子组成的系统,具有很大的外表面积。热量从热水流向散热器,导致水冷却。然后冷却水返回发动机。同时,风扇将空气移动到散热器外部。散热器加热空气,同时冷却自身。通过这种方式,发动机的热量从冷却系统转移到周围的空气中。如果没有散热器的表面接触空气并散发热量,系统只会移动热量而不是消除它。

  汽车发动机产生的热量是燃烧燃料的副产品。另一方面,计算机组件作为移动电子的副产品产生热量。计算机的微芯片充满了电 晶体管,基本上是打开或关闭的电气开关。当晶体管在开和关之间改变其状态时,电在微芯片中移动。芯片包含的晶体管越多,它们改变状态的速度越快,微芯片就越热。就像汽车发动机一样,如果芯片变得太热,它就会失效。

  散热器与液体冷却

  

散热器


  像这样的散热器使用大量的表面积将热量从电子元件传递到空气中。 达茨凯维奇·阿莱/快门

  大多数计算机使用散热器散热 和风扇. 散热器 基本上是金属片,为空气接触提供了很大的表面积。微芯片加热散热器,散热器加热空气,风扇将热空气移出PC机箱。

  该系统大部分时间都在工作,但有时,电子元件产生的热量比简单的空气循环可以消除的要多。具有大量晶体管的高端芯片可能会使空气冷却系统不堪重负。已经 超频,或手动设置为比其默认速度更快的工作速度。

  这就是水冷的用武之地。水的导热系数比空气高——它可以比空气更快地传递热量。水也有 更高的比热容.它可以在开始变热之前吸收更多的热量。

  计算机可能需要增加水的导热性和热容有两个原因:

  它的电子元件产生的热量超过了它们周围的空气可以吸收的热量。

  风扇需要移动足够的空气来冷却所有组件,噪音太大或用电量过大。

  换句话说,您可能需要用液体而不是空气冷却计算机的原因有两个:

  计算机内部的组件需要比空气本身所能提供的更多的冷却。

  您希望您的系统更安静。

  许多用户升级他们的冷却系统作为 有意超频 他们的 CPU 或 GPU,但要小心。持续超过制造商规格可能会使组件保修失效,并导致长期可靠性问题,即使使用额外的冷却也是如此。

  接下来,我们将了解液冷系统的组件以及它们如何协同工作。

  液体冷却:系统部件

  

液冷系统部件


  PC的液体冷却系统很像汽车的冷却系统。 如何工作

  PC的液体冷却系统很像汽车的冷却系统。冷却液流经汽车发动机缸体中的通道,其余部分 冷却系统包含:

  一个 泵 将冷却液通过系统

  一个 散热器 将热量驱散到空气中

  一个 扇 使空气通过散热器

  一个 冷却液储液罐 可容纳额外的流体并允许轻松添加冷却液

  软管 连接系统的不同部分

  许多电子元件不能容忍与液体直接接触。因此,液冷PC不像汽车发动机那样使用通道直接通过微芯片泵送液体,而是使用水块。水块是一块导热金属,如铜或铝,填充有空心管和通道。水块的底部是一块扁平的金属片,直接位于被冷却的芯片顶部。芯片和块之间的导热膏改善了两个表面之间的热传递。芯片加热块,水在流经所有通道时吸收热量。

  许多中央处理器 (CPU) 水块是通用的,但有些 图形处理单元 (显卡) 水块仅适用于特定的芯片。您还可以找到旨在冷却其他高温芯片组的水块,例如北桥散热器,它将您的 CPU 连接到您的 记忆.通常,小螺栓和垫圈将水块连接到必要的印刷电路板 (PCB) 上,例如 母板 或视频卡。

  液体冷却泵和散热器

  

液冷PC用泵


  像这样的泵是液冷PC系统中最重要的部件,因为它们控制冷却剂在系统管道和块中的移动速度。 维尔贡/快门

  PC的液体冷却泵通常是一个 离心泵,就像您在汽车的冷却系统中发现的那样。一些 PC 液冷泵是潜水泵,您可以将它们直接放置在 PC 的冷却液储液罐内。其他人需要保持干燥。如果您正在考虑使用潜水泵,请确保其外部不会变得足够热以加热储液罐中的所有流体。

  泵是PC冷却系统中最重要的部件之一。其流速决定了冷却液通过管子和块的速度。如果水移动得太快,它就没有时间吸收热量。如果它移动得太慢,敏感组件周围会积聚太多热量。系统的复杂性会影响整体流速——流体在块和散热器内遇到的阻力越大,整体流速就越慢。

  泵还必须足够强大,以便将液体从系统的最低点移动到最高点。这被称为压头压力或垂直压力,在对高服务器塔进行液体冷却时尤其重要。

  PC的散热器可以专门设计用于液体冷却系统,也可以是 来自汽车的加热器芯.加热器芯可以驱散大量热量——它们在冬季为汽车的供暖系统提供温暖的空气。但是,它们通常不如设计用于液体冷却系统的散热器那么有吸引力。

  液体冷却系统储液罐和管道

  

管子和储液罐


  此图显示了液冷PC中管子和储液槽的复杂程度。 苏格拉底471/快门

  并非每台液冷系统 PC 都有风扇,但大多数都使用风扇来帮助散热器更快地散热。同样,并非每个系统都有单独的储液罐。那些通常没有用于添加冷却液和从系统中去除额外空气的填充/排放管路。通常,填充/出血线通向计算机机箱顶部的填充端口。

  在液冷PC中,管道提出了特殊的挑战。它必须足够灵活,以连接可能彼此成奇怪角度的组件。但它不容易扭结——扭结的软管会严重限制流体通过系统的流动。

  在简单的液冷系统PC中,一根管子将泵连接到水块的入口。单独的管子从水块的出口到散热器,散热器到水箱,水箱通常位于计算机的 光盘托架.最后一根管将储液罐连接回泵。对于具有多个水块的系统,管子将一个水块的出口连接到下一个水块的入口,像菊花链一样串联连接块。

  PC液冷却液

  PC液体冷却系统的最后一个组件是液体本身。许多人使用蒸馏水,因为自来水中含有污染物,这些污染物会使系统混浊或堵塞水块和散热器中的通道。

  专用添加剂可以为流体增添颜色,使其在透明外壳中使用时更具视觉吸引力。它们还可以降低水的凝固点或表面张力,使其成为更有效的冷却剂。最后,一些添加剂具有抗菌或防腐成分,可以增加系统的使用寿命。

  如果您决定在计算机中安装液体冷却系统,最好让泵循环流体一段时间,以便检查泄漏。在此测试期间保持计算机关闭,以便在发生泄漏时不太可能损坏硬件。

  确定一切无懈可击后,启动计算机。您可以在计算机的 生物简介 菜单或使用监视温度的第三方应用程序。如有必要,您还可以将较小的散热器应用于 公羊 系统中的芯片和其他高温组件。

  如果您喜欢液体冷却的想法,但又不想研究单个组件,则可以购买 即用型装置或套件.独立单元可以直接插入计算机的扩展槽或电源,并为一个特定的芯片提供液体冷却。套件包括您需要的所有零件和组装说明;只需确保随附的部件与计算机的硬件兼容即可。一些公司还 销售高端电脑 出厂时安装液体冷却。

  查看以下链接,了解有关 PC、热力学、液冷计算机和相关主题的更多信息。

  当水不够冷时

  如果您想冷却PC的部件,甚至比液体冷却系统允许的还要多,您可以使用 帕尔贴器件 代替标准水块。帕尔贴器件是一种热电器件。当你给它通电时,热量会从一侧移动到另一侧。换句话说,珀尔帖器件的一侧变得非常冷,而另一侧变得非常热。帕尔贴器件的冷侧可以冷却微芯片,而来自液体冷却系统的水将热量从热侧吸走。

  有些人更喜欢使用这些设备的系统,因为它们将PC的组件冷却到远低于环境温度。但是,它们确实需要额外的预防措施。由于帕尔贴器件的冷侧比周围空气冷,因此容易积聚冷凝。如果没有充分的冷凝保护,帕尔贴系统会导致短路。

  液冷电脑常见问题解答

  水冷式电脑值得吗?

  水冷比风扇冷却更快速有效,并提供更安静的体验。但是,这也可能是危险的,因为泄漏会损坏硬件并可能引发火灾。

  液体冷却一台 PC 需要多少钱?

  传统的冷却设置成本在 50 美元到 100 美元之间,而顶级设置,如 EK Water Block 的 360 HFX,成本可能接近 400 美元。

  为什么我们需要对PC进行液体冷却?

  对于家用 PC,典型的风扇冷却系统足以管理系统中产生的热量。但是,高端游戏和专业用途 PC 会产生过多的热量,无法用于传统的风扇冷却系统。在这些应用中,液体冷却效率更高,也是更好的选择。

  液体冷却在PC中如何工作?

  与汽车冷却系统类似,液体流过计算机中变热的电气组件周围的管道。液体吸收热量并不断将其移出系统,以防止计算机过热。


责任编辑:David

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