液冷PC工作原理
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液冷PC工作原理
无论您使用的是桌面电脑还是笔记本电脑,只要您停下手头的工作并仔细听,就可以听到小风扇快速旋转发出的声音。如果您的计算机配备了一块高级显卡并且处理能力强大,您甚至可以听到很大的风扇声。

在大多数计算机中,风扇对于保证计算机部件的冷却功不可没。但是对于希望使用更高级的硬件或希望他们的PC能以更快速度运转的人,风扇可能并不足以胜任此工作。如果计算机产生了非常大的热量,液冷(又称作水冷)可能是更好的选择。乍看起来,将液体弄到十分脆弱的电子设备中似乎有些违反我们的常识,但是水的冷却效率实际上要远远超出空气的冷却效率。

透明机箱中的液冷 PC
Darrin Gatewood供图
透明机箱中的液冷PC

PC 液冷系统的工作方式类似于汽车的冷却系统。它们都利用了一个基本的热力学原理,即热量会从温度高的物体传向温度低的物体。从而温度较低的物体温度会升高,而温度较高的物体温度会降低。如果将手平放在较凉爽的桌面区域上,您便会亲身体验到这一原理。在您抬起手时,手掌温度会有一点降低,而您的手刚才所在的桌面区域的温度则会有一点升高。

液冷是一种很常见的过程。汽车冷却系统不断让水(通常混合有防冻液)循环通过发动机。发动机炽热的表面会使水的温度升高,并在这个过程中让自身得到冷却。­

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单击“开始”可看到随着发动机温度升高液体会流过发动机。

水从发动机循环到散热器中,散热器是一个由散热片和管子组成的系统,具有很大的外表面积。热水中的热量转移到散热器中,从而使水得到冷却。然后,冷水又返回到发动机。同时,风扇将空气吹过散热器的外部,散热器将空气加热,并使自身得到冷却。这样,发动机产生的热量便通过冷却系统进入外面的空气中。如果散热器的外表面不与空气接触并且不排出热量,那么该系统就只能在内部四处转移热量,而无法散去这些热量。

汽车发动机的热量是燃油燃烧时产生的。而计算机零部件的热量是由于电子运动产生的。计算机的微芯片中布满了晶体管,晶体管简单来说就是能够开启或关闭的电子开关。在晶体管更改其开关状态时,微芯片中就会有电流通过。芯片包含的晶体管越多,这些晶体管的状态变化速度就越快,芯片的温度就会变得越高。与汽车发动机一样,芯片的温度如果过高,便会产生故障。

大部分计算机使用散热片和风扇排出热量。散热片就是一些金属片,具有很大的空气接触表面积。芯片加热散热片,散热片再加热空气,然后由风扇将热空气吹出机箱。

散热片
HowStuffWorks Shopper供图
散热片的表面积很大,以便将热量从电子部件转移到空气中。

该系统在大多数时间都很有效,但是有时电子部件会产生更多的热量,而通过简单的空气流动并不能将这些热量排走。包含大量晶体管的高端芯片会使气冷系统不堪重负。经过超频(即以手动方式将工作速度设置为比默认速度更快的速度)的芯片也会产生类似效果。

使用Terminator T-1000进行冷却
2005年,计算机杂志报告说,一种名为Radeon Blizzard X850XTPE的通过液态金属冷却的显卡很快将投放到市场上。根据初步报告,使用液态金属合金的冷却系统比使用水的冷却系统具有更高的效率。但是,该显卡最终没能面市销售,这很可能是因为其材料和生产成本过高,不值得为获得冷却能力的任何提升而去购买它。
这就是水冷可以大显身手的地方了。与空气相比,水具有更出色的导热性,可以比空气更快地将热量转移出去。此外,水还具有更高的比热。在开始变得过热之前,它可以吸收更多的热量。

某台计算机之所以需要水的这种更高导热性和热容,主要是出于以下两个原因:

  • 它的电子部件产生的热量大于它们周围的空气能够吸收的热量
  • 风扇必须转动得足够快才能冷却所有部件,这会产生太大的噪音或需要使用过大的电流

换句话说,您可能出于以下两个原因为计算机使用液冷而不是气冷:

  • 计算机内部的部件需要得到更好的冷却,而仅仅使用气冷无法满足这种冷却要求
  • 您希望计算机系统更加安静

下面,我们将介绍液冷系统的各个组成部分以及它们如何在一起配合工作。

现成可用的单元和组装套件
如果您认为液冷这个主意不错,但是不想自己研究各个部件,可以买一个现成可用的液冷单元或套件。现成可用的液冷单元可以直接插到计算机扩展槽中或接到电源上,为某个特定芯片提供液冷。套件则包括了所有需要的零部件和装配说明,只要确认包括的零件与您的计算机硬件兼容即可。一些公司还出售在出厂时即配备了液冷系统的高端PC。

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