液冷電腦的工作原理



升級到液體冷卻系統可以使高端游戲 PC 運行得更快、運行更長時間。 蘇格拉底471/快門
無論您是使用桌面還是 筆記本 電腦,很有可能,如果你停止你正在做的事情,仔細聽,你會聽到一個小風扇的嗡嗡聲。如果您的計算機具有高端 顯卡 和大量的處理能力,你甚至可能會聽到不止一個。
在大多數計算機中,風扇在保持電子元件冷卻方面做得很好。但對于想要使用高端硬件或哄騙他們的人 RC1 為了運行得更快,風扇可能沒有足夠的功率來完成這項工作。如果計算機產生過多的熱量,液體冷卻(也稱為水冷)可能是更好的解決方案。
將液體放在精密的電子設備附近似乎有點違反直覺,但用水冷卻比用空氣冷卻要有效得多。
一個 用于 PC 的液體冷卻系統 工作很像 冷卻系統 的汽車。兩者都利用了熱力學的基本原理 - 熱量從較熱的物體移動到較冷的物體。當較冷的物體變暖時,較暖的物體也會變冷。您可以通過將手平放在桌子上的涼爽位置幾秒鐘來親身體驗這一原理。當你抬起手時,你的手掌會涼一點,手的地方會暖和一點。
液體冷卻是一個非常常見的過程。汽車的冷卻系統使水(通常與防凍劑混合)通過發動機循環。發動機中的熱表面加熱水,在此過程中冷卻。
水從發動機循環到散熱器,散熱器是一個由風扇和管子組成的系統,具有很大的外表面積。熱量從熱水流向散熱器,導致水冷卻。然后冷卻水返回發動機。同時,風扇將空氣移動到散熱器外部。散熱器加熱空氣,同時冷卻自身。通過這種方式,發動機的熱量從冷卻系統轉移到周圍的空氣中。如果沒有散熱器的表面接觸空氣并散發熱量,系統只會移動熱量而不是消除它。
汽車發動機產生的熱量是燃燒燃料的副產品。另一方面,計算機組件作為移動電子的副產品產生熱量。計算機的微芯片充滿了電 晶體管,基本上是打開或關閉的電氣開關。當晶體管在開和關之間改變其狀態時,電在微芯片中移動。芯片包含的晶體管越多,它們改變狀態的速度越快,微芯片就越熱。就像汽車發動機一樣,如果芯片變得太熱,它就會失效。
散熱器與液體冷卻

像這樣的散熱器使用大量的表面積將熱量從電子元件傳遞到空氣中。 達茨凱維奇·阿萊/快門
大多數計算機使用散熱器散熱 和風扇. 散熱器 基本上是金屬片,為空氣接觸提供了很大的表面積。微芯片加熱散熱器,散熱器加熱空氣,風扇將熱空氣移出PC機箱。
該系統大部分時間都在工作,但有時,電子元件產生的熱量比簡單的空氣循環可以消除的要多。具有大量晶體管的高端芯片可能會使空氣冷卻系統不堪重負。已經 超頻,或手動設置為比其默認速度更快的工作速度。
這就是水冷的用武之地。水的導熱系數比空氣高——它可以比空氣更快地傳遞熱量。水也有 更高的比熱容.它可以在開始變熱之前吸收更多的熱量。
計算機可能需要增加水的導熱性和熱容有兩個原因:
它的電子元件產生的熱量超過了它們周圍的空氣可以吸收的熱量。
風扇需要移動足夠的空氣來冷卻所有組件,噪音太大或用電量過大。
換句話說,您可能需要用液體而不是空氣冷卻計算機的原因有兩個:
計算機內部的組件需要比空氣本身所能提供的更多的冷卻。
您希望您的系統更安靜。
許多用戶升級他們的冷卻系統作為 有意超頻 他們的 CPU 或 GPU,但要小心。持續超過制造商規格可能會使組件保修失效,并導致長期可靠性問題,即使使用額外的冷卻也是如此。
接下來,我們將了解液冷系統的組件以及它們如何協同工作。
液體冷卻:系統部件

PC的液體冷卻系統很像汽車的冷卻系統。 如何工作
PC的液體冷卻系統很像汽車的冷卻系統。冷卻液流經汽車發動機缸體中的通道,其余部分 冷卻系統包含:
一個 泵 將冷卻液通過系統
一個 散熱器 將熱量驅散到空氣中
一個 扇 使空氣通過散熱器
一個 冷卻液儲液罐 可容納額外的流體并允許輕松添加冷卻液
軟管 連接系統的不同部分
許多電子元件不能容忍與液體直接接觸。因此,液冷PC不像汽車發動機那樣使用通道直接通過微芯片泵送液體,而是使用水塊。水塊是一塊導熱金屬,如銅或鋁,填充有空心管和通道。水塊的底部是一塊扁平的金屬片,直接位于被冷卻的芯片頂部。芯片和塊之間的導熱膏改善了兩個表面之間的熱傳遞。芯片加熱塊,水在流經所有通道時吸收熱量。
許多中央處理器 (CPU) 水塊是通用的,但有些 圖形處理單元 (顯卡) 水塊僅適用于特定的芯片。您還可以找到旨在冷卻其他高溫芯片組的水塊,例如北橋散熱器,它將您的 CPU 連接到您的 記憶.通常,小螺栓和墊圈將水塊連接到必要的印刷電路板 (PCB) 上,例如 母板 或視頻卡。
液體冷卻泵和散熱器

像這樣的泵是液冷PC系統中最重要的部件,因為它們控制冷卻劑在系統管道和塊中的移動速度。 維爾貢/快門
PC的液體冷卻泵通常是一個 離心泵,就像您在汽車的冷卻系統中發現的那樣。一些 PC 液冷泵是潛水泵,您可以將它們直接放置在 PC 的冷卻液儲液罐內。其他人需要保持干燥。如果您正在考慮使用潛水泵,請確保其外部不會變得足夠熱以加熱儲液罐中的所有流體。
泵是PC冷卻系統中最重要的部件之一。其流速決定了冷卻液通過管子和塊的速度。如果水移動得太快,它就沒有時間吸收熱量。如果它移動得太慢,敏感組件周圍會積聚太多熱量。系統的復雜性會影響整體流速——流體在塊和散熱器內遇到的阻力越大,整體流速就越慢。
泵還必須足夠強大,以便將液體從系統的最低點移動到最高點。這被稱為壓頭壓力或垂直壓力,在對高服務器塔進行液體冷卻時尤其重要。
PC的散熱器可以專門設計用于液體冷卻系統,也可以是 來自汽車的加熱器芯.加熱器芯可以驅散大量熱量——它們在冬季為汽車的供暖系統提供溫暖的空氣。但是,它們通常不如設計用于液體冷卻系統的散熱器那么有吸引力。
液體冷卻系統儲液罐和管道

此圖顯示了液冷PC中管子和儲液槽的復雜程度。 蘇格拉底471/快門
并非每臺液冷系統 PC 都有風扇,但大多數都使用風扇來幫助散熱器更快地散熱。同樣,并非每個系統都有單獨的儲液罐。那些通常沒有用于添加冷卻液和從系統中去除額外空氣的填充/排放管路。通常,填充/出血線通向計算機機箱頂部的填充端口。
在液冷PC中,管道提出了特殊的挑戰。它必須足夠靈活,以連接可能彼此成奇怪角度的組件。但它不容易扭結——扭結的軟管會嚴重限制流體通過系統的流動。
在簡單的液冷系統PC中,一根管子將泵連接到水塊的入口。單獨的管子從水塊的出口到散熱器,散熱器到水箱,水箱通常位于計算機的 光盤托架.最后一根管將儲液罐連接回泵。對于具有多個水塊的系統,管子將一個水塊的出口連接到下一個水塊的入口,像菊花鏈一樣串聯連接塊。
PC液冷卻液
PC液體冷卻系統的最后一個組件是液體本身。許多人使用蒸餾水,因為自來水中含有污染物,這些污染物會使系統混濁或堵塞水塊和散熱器中的通道。
專用添加劑可以為流體增添顏色,使其在透明外殼中使用時更具視覺吸引力。它們還可以降低水的凝固點或表面張力,使其成為更有效的冷卻劑。最后,一些添加劑具有抗菌或防腐成分,可以增加系統的使用壽命。
如果您決定在計算機中安裝液體冷卻系統,最好讓泵循環流體一段時間,以便檢查泄漏。在此測試期間保持計算機關閉,以便在發生泄漏時不太可能損壞硬件。
確定一切無懈可擊后,啟動計算機。您可以在計算機的 生物簡介 菜單或使用監視溫度的第三方應用程序。如有必要,您還可以將較小的散熱器應用于 公羊 系統中的芯片和其他高溫組件。
如果您喜歡液體冷卻的想法,但又不想研究單個組件,則可以購買 即用型裝置或套件.獨立單元可以直接插入計算機的擴展槽或電源,并為一個特定的芯片提供液體冷卻。套件包括您需要的所有零件和組裝說明;只需確保隨附的部件與計算機的硬件兼容即可。一些公司還 銷售高端電腦 出廠時安裝液體冷卻。
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當水不夠冷時
如果您想冷卻PC的部件,甚至比液體冷卻系統允許的還要多,您可以使用 帕爾貼器件 代替標準水塊。帕爾貼器件是一種熱電器件。當你給它通電時,熱量會從一側移動到另一側。換句話說,珀爾帖器件的一側變得非常冷,而另一側變得非常熱。帕爾貼器件的冷側可以冷卻微芯片,而來自液體冷卻系統的水將熱量從熱側吸走。
有些人更喜歡使用這些設備的系統,因為它們將PC的組件冷卻到遠低于環境溫度。但是,它們確實需要額外的預防措施。由于帕爾貼器件的冷側比周圍空氣冷,因此容易積聚冷凝。如果沒有充分的冷凝保護,帕爾貼系統會導致短路。
液冷電腦常見問題解答
水冷式電腦值得嗎?
水冷比風扇冷卻更快速有效,并提供更安靜的體驗。但是,這也可能是危險的,因為泄漏會損壞硬件并可能引發火災。
液體冷卻一臺 PC 需要多少錢?
傳統的冷卻設置成本在 50 美元到 100 美元之間,而頂級設置,如 EK Water Block 的 360 HFX,成本可能接近 400 美元。
為什么我們需要對PC進行液體冷卻?
對于家用 PC,典型的風扇冷卻系統足以管理系統中產生的熱量。但是,高端游戲和專業用途 PC 會產生過多的熱量,無法用于傳統的風扇冷卻系統。在這些應用中,液體冷卻效率更高,也是更好的選擇。
液體冷卻在PC中如何工作?
與汽車冷卻系統類似,液體流過計算機中變熱的電氣組件周圍的管道。液體吸收熱量并不斷將其移出系統,以防止計算機過熱。
責任編輯:David
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