
文/明兔
怎样的液冷器材最合适?
DIYer们在高性能硬件面前变得越来越“贪婪”,但已经非常成熟的PC风冷散热系统在面对P4 E或GeForce 6800这类高耗能产品时已经逐渐显现出老态,尤其是在CPU、显卡等被超频使用后更是如此。虽然更大转速、更大扇叶的暴力风扇在一定程度上能解决散热问题,可随之而来的巨大噪声实在让人极不舒服。穷则思变,必须有更有效的散热方式来取代传统的风冷系统,液冷散热结构作为一种新的PC散热方式正悄悄地走向我们……
顾名思义,液冷系统就是使用导热的液体对PC系统硬件进行冷却的一种散热结构。追求散热效能的同时,又最大限度地降低噪音,这是我们PC系统散热的最终目标。液冷,无疑就能很好地满足我们这两方面的要求。
本文将结合现在主流的PC进行系统的液冷改造。我们在对每一个热源处理的过程中给出详细的改造方法,并对多种方法进行比较分析。对改造过程中可能出现的问题进行详细的分析,并穿插一些改造的经验和技巧。同时,我们将结合改造的过程,阐述PC整体散热的理念。希望看完本文后,您也能轻松地玩转液冷系统。
一、写在最前面——怎样的液冷器材最合适?

图1 液冷系统原理
液冷散热的原理非常简单,如图1所示。
液冷散热是一个密闭的液体循环装置。通过泵产生的动力,推动密闭系统中的液体循环,将吸热装置(多为铜块)吸收的PC发热部位产生的热量,通过液体的循环,带到面积更大的散热装置,进行被动或主动散热。冷却后的液体再次回流到吸热设备,如此循环往复。
液冷系统的原理并不复杂,但是在结构设计和材料的选择上却需要不少的经验和技巧,如果这些环节不做好,将会直接影响到散热性能。
● 泵

图2 泵
这是液冷散热系统的动力装置。泵的性能参数很多,我们只看和DIY密切相关的两个:流量和扬程。
以水泵为例,流量即出水量,单位为L/s(升/秒)。在其他条件一定的情况下,出水量越大,散热效能越好。对PC液冷系统一般选择适当的出水量的泵即可。
扬程,指的是所需扬程,而不是提水高度。水泵扬程大约为提水高度的1.15~1.20倍。假设机箱高度为1米,泵在最低位置,水在循环的过程中要经过1米的落差位置,即泵到水流动的最高位置垂直距离为1米,这样我们只要选择一个扬程为1.2米的水泵即可。
● 吸热装置和散热装置

表1:常见材料的导热率
吸热块和散热片在材料的选择上,现在多为铜、铝,可以参见表1。
导热率越大,散热性越好。综合以上各材料的性能和实际生产的成本来考虑,在吸热装置、散热装置设计上多采用铜、铝或铜铝复合结构。

图3 性能优异的吸热块
吸热装置的选择上,还需选择和芯片的接触面光滑、扣具易用且压力合适、接口可靠的吸热块。这样才能保证良好的吸热能力,如图3。
一款成熟的产品,在吸热块内部都会采用柱状、螺旋状等结构来增大接触面积,使之更好地提高吸热效能。

图4 散热装置
在散热装置的设计上,出于性能和成本的考虑,多采用铜铝结合的结构,通过特殊的工艺,在增大散热面积的同时又有效地控制了成本,如图4。
● 液体循环管道

图5 管道
液体管道的畅通是保证液体循环的基础,一般我们选择8~10mm内径的管道即可。为了保证管道在使用过程中受热时不发生变形从而不影响液体的通过,我们要选择柔韧性好的产品,或是管道内部有支撑结构的产品,如图5。
● 液体

表2:常见材料的比热
在液冷循环系统中,液体本身具有的强大的热负载能力,可以使热量完成定向转移,最常见的就是水,我们先看表2。
比热较大的液体更有利传热,从表2中我们不难看出,水是一种较为理想的传热液体。但是普通水的导电性对我们DIY的液冷系统来说是一个潜在的巨大的威胁。因此我们可以采用蒸馏水或去离子水,有条件的情况下,最好采用绝缘的硅油。
在使用普通水为导热液体的液冷系统中,需要特别注意和水接触的散热片部分以及吸热装置要使用同种金属材料。否则就会因金属的活性不同形成原电池,长期的不正确使用,液冷散热系统会受到严重的损害,会对整个PC系统的安全都构成威胁。
总之,为液冷散热系统选择一种无毒性、无腐蚀性、绝缘、热容大、流动性好的液体,是我们最终的目标。
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