液冷電腦的工作原理



升級(jí)到液體冷卻系統(tǒng)可以使高端游戲 PC 運(yùn)行得更快、運(yùn)行更長(zhǎng)時(shí)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(xì)聽,你會(huì)聽到一個(gè)小風(fēng)扇的嗡嗡聲。如果您的計(jì)算機(jī)具有高端 顯卡 和大量的處理能力,你甚至可能會(huì)聽到不止一個(gè)。
在大多數(shù)計(jì)算機(jī)中,風(fēng)扇在保持電子元件冷卻方面做得很好。但對(duì)于想要使用高端硬件或哄騙他們的人 RC1 為了運(yùn)行得更快,風(fēng)扇可能沒有足夠的功率來完成這項(xiàng)工作。如果計(jì)算機(jī)產(chǎn)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(shè)備附近似乎有點(diǎn)違反直覺,但用水冷卻比用空氣冷卻要有效得多。
一個(gè) 用于 PC 的液體冷卻系統(tǒng) 工作很像 冷卻系統(tǒng) 的汽車。兩者都利用了熱力學(xué)的基本原理 - 熱量從較熱的物體移動(dòng)到較冷的物體。當(dāng)較冷的物體變暖時(shí),較暖的物體也會(huì)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(yàn)這一原理。當(dāng)你抬起手時(shí),你的手掌會(huì)涼一點(diǎn),手的地方會(huì)暖和一點(diǎn)。
液體冷卻是一個(gè)非常常見的過程。汽車的冷卻系統(tǒng)使水(通常與防凍劑混合)通過發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)。發(fā)動(dòng)機(jī)中的熱表面加熱水,在此過程中冷卻。
水從發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)到散熱器,散熱器是一個(gè)由風(fēng)扇和管子組成的系統(tǒng),具有很大的外表面積。熱量從熱水流向散熱器,導(dǎo)致水冷卻。然后冷卻水返回發(fā)動(dòng)機(jī)。同時(shí),風(fēng)扇將空氣移動(dòng)到散熱器外部。散熱器加熱空氣,同時(shí)冷卻自身。通過這種方式,發(fā)動(dòng)機(jī)的熱量從冷卻系統(tǒng)轉(zhuǎn)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(fā)熱量,系統(tǒng)只會(huì)移動(dòng)熱量而不是消除它。
汽車發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量是燃燒燃料的副產(chǎn)品。另一方面,計(jì)算機(jī)組件作為移動(dòng)電子的副產(chǎn)品產(chǎn)生熱量。計(jì)算機(jī)的微芯片充滿了電 晶體管,基本上是打開或關(guān)閉的電氣開關(guān)。當(dāng)晶體管在開和關(guān)之間改變其狀態(tài)時(shí),電在微芯片中移動(dòng)。芯片包含的晶體管越多,它們改變狀態(tài)的速度越快,微芯片就越熱。就像汽車發(fā)動(dòng)機(jī)一樣,如果芯片變得太熱,它就會(huì)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(dá)茨凱維奇·阿萊/快門
大多數(shù)計(jì)算機(jī)使用散熱器散熱 和風(fēng)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(fēng)扇將熱空氣移出PC機(jī)箱。
該系統(tǒng)大部分時(shí)間都在工作,但有時(shí),電子元件產(chǎn)生的熱量比簡(jiǎn)單的空氣循環(huán)可以消除的要多。具有大量晶體管的高端芯片可能會(huì)使空氣冷卻系統(tǒng)不堪重負(fù)。已經(jīng) 超頻,或手動(dòng)設(shè)置為比其默認(rèn)速度更快的工作速度。
這就是水冷的用武之地。水的導(dǎo)熱系數(shù)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(jì)算機(jī)可能需要增加水的導(dǎo)熱性和熱容有兩個(gè)原因:
它的電子元件產(chǎn)生的熱量超過了它們周圍的空氣可以吸收的熱量。
風(fēng)扇需要移動(dòng)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(jì)算機(jī)的原因有兩個(gè):
計(jì)算機(jī)內(nèi)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(tǒng)更安靜。
許多用戶升級(jí)他們的冷卻系統(tǒng)作為 有意超頻 他們的 CPU 或 GPU,但要小心。持續(xù)超過制造商規(guī)格可能會(huì)使組件保修失效,并導(dǎo)致長(zhǎng)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(tǒng)的組件以及它們?nèi)绾螀f(xié)同工作。
液體冷卻:系統(tǒng)部件

PC的液體冷卻系統(tǒng)很像汽車的冷卻系統(tǒng)。 如何工作
PC的液體冷卻系統(tǒng)很像汽車的冷卻系統(tǒng)。冷卻液流經(jīng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體中的通道,其余部分 冷卻系統(tǒng)包含:
一個(gè) 泵 將冷卻液通過系統(tǒng)
一個(gè) 散熱器 將熱量驅(qū)散到空氣中
一個(gè) 扇 使空氣通過散熱器
一個(gè) 冷卻液儲(chǔ)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(tǒng)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(fā)動(dòng)機(jī)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(dǎo)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(dǎo)熱膏改善了兩個(gè)表面之間的熱傳遞。芯片加熱塊,水在流經(jīng)所有通道時(shí)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(tǒng)中最重要的部件,因?yàn)樗鼈兛刂评鋮s劑在系統(tǒng)管道和塊中的移動(dòng)速度。 維爾貢/快門
PC的液體冷卻泵通常是一個(gè) 離心泵,就像您在汽車的冷卻系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)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(chǔ)液罐內(nèi)。其他人需要保持干燥。如果您正在考慮使用潛水泵,請(qǐng)確保其外部不會(huì)變得足夠熱以加熱儲(chǔ)液罐中的所有流體。
泵是PC冷卻系統(tǒng)中最重要的部件之一。其流速?zèng)Q定了冷卻液通過管子和塊的速度。如果水移動(dòng)得太快,它就沒有時(shí)間吸收熱量。如果它移動(dòng)得太慢,敏感組件周圍會(huì)積聚太多熱量。系統(tǒng)的復(fù)雜性會(huì)影響整體流速——流體在塊和散熱器內(nèi)遇到的阻力越大,整體流速就越慢。
泵還必須足夠強(qiáng)大,以便將液體從系統(tǒng)的最低點(diǎn)移動(dòng)到最高點(diǎn)。這被稱為壓頭壓力或垂直壓力,在對(duì)高服務(wù)器塔進(jìn)行液體冷卻時(shí)尤其重要。
PC的散熱器可以專門設(shè)計(jì)用于液體冷卻系統(tǒng),也可以是 來自汽車的加熱器芯.加熱器芯可以驅(qū)散大量熱量——它們?cè)诙緸槠嚨墓┡到y(tǒng)提供溫暖的空氣。但是,它們通常不如設(shè)計(jì)用于液體冷卻系統(tǒng)的散熱器那么有吸引力。
液體冷卻系統(tǒng)儲(chǔ)液罐和管道

此圖顯示了液冷PC中管子和儲(chǔ)液槽的復(fù)雜程度。 蘇格拉底471/快門
并非每臺(tái)液冷系統(tǒng) PC 都有風(fēng)扇,但大多數(shù)都使用風(fēng)扇來幫助散熱器更快地散熱。同樣,并非每個(gè)系統(tǒng)都有單獨(dú)的儲(chǔ)液罐。那些通常沒有用于添加冷卻液和從系統(tǒng)中去除額外空氣的填充/排放管路。通常,填充/出血線通向計(jì)算機(jī)機(jī)箱頂部的填充端口。
在液冷PC中,管道提出了特殊的挑戰(zhàn)。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(jié)——扭結(jié)的軟管會(huì)嚴(yán)重限制流體通過系統(tǒng)的流動(dòng)。
在簡(jiǎn)單的液冷系統(tǒng)PC中,一根管子將泵連接到水塊的入口。單獨(dú)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(jì)算機(jī)的 光盤托架.最后一根管將儲(chǔ)液罐連接回泵。對(duì)于具有多個(gè)水塊的系統(tǒng),管子將一個(gè)水塊的出口連接到下一個(gè)水塊的入口,像菊花鏈一樣串聯(lián)連接塊。
PC液冷卻液
PC液體冷卻系統(tǒng)的最后一個(gè)組件是液體本身。許多人使用蒸餾水,因?yàn)樽詠硭泻形廴疚?,這些污染物會(huì)使系統(tǒng)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(shí)更具視覺吸引力。它們還可以降低水的凝固點(diǎn)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(tǒng)的使用壽命。
如果您決定在計(jì)算機(jī)中安裝液體冷卻系統(tǒng),最好讓泵循環(huán)流體一段時(shí)間,以便檢查泄漏。在此測(cè)試期間保持計(jì)算機(jī)關(guān)閉,以便在發(fā)生泄漏時(shí)不太可能損壞硬件。
確定一切無懈可擊后,啟動(dòng)計(jì)算機(jī)。您可以在計(jì)算機(jī)的 生物簡(jiǎn)介 菜單或使用監(jiān)視溫度的第三方應(yīng)用程序。如有必要,您還可以將較小的散熱器應(yīng)用于 公羊 系統(tǒng)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(gè)組件,則可以購(gòu)買 即用型裝置或套件.獨(dú)立單元可以直接插入計(jì)算機(jī)的擴(kuò)展槽或電源,并為一個(gè)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(jì)算機(jī)的硬件兼容即可。一些公司還 銷售高端電腦 出廠時(shí)安裝液體冷卻。
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當(dāng)水不夠冷時(shí)
如果您想冷卻PC的部件,甚至比液體冷卻系統(tǒng)允許的還要多,您可以使用 帕爾貼器件 代替標(biāo)準(zhǔn)水塊。帕爾貼器件是一種熱電器件。當(dāng)你給它通電時(shí),熱量會(huì)從一側(cè)移動(dòng)到另一側(cè)。換句話說,珀?duì)柼骷囊粋?cè)變得非常冷,而另一側(cè)變得非常熱。帕爾貼器件的冷側(cè)可以冷卻微芯片,而來自液體冷卻系統(tǒng)的水將熱量從熱側(cè)吸走。
有些人更喜歡使用這些設(shè)備的系統(tǒng),因?yàn)樗鼈儗C的組件冷卻到遠(yuǎn)低于環(huán)境溫度。但是,它們確實(shí)需要額外的預(yù)防措施。由于帕爾貼器件的冷側(cè)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(hù),帕爾貼系統(tǒng)會(huì)導(dǎo)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(fēng)扇冷卻更快速有效,并提供更安靜的體驗(yàn)。但是,這也可能是危險(xiǎn)的,因?yàn)樾孤?huì)損壞硬件并可能引發(fā)火災(zāi)。
液體冷卻一臺(tái) PC 需要多少錢?
傳統(tǒng)的冷卻設(shè)置成本在 50 美元到 100 美元之間,而頂級(jí)設(shè)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(duì)PC進(jìn)行液體冷卻?
對(duì)于家用 PC,典型的風(fēng)扇冷卻系統(tǒng)足以管理系統(tǒng)中產(chǎn)生的熱量。但是,高端游戲和專業(yè)用途 PC 會(huì)產(chǎn)生過多的熱量,無法用于傳統(tǒng)的風(fēng)扇冷卻系統(tǒng)。在這些應(yīng)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?yán)鋮s系統(tǒng)類似,液體流過計(jì)算機(jī)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(tǒng),以防止計(jì)算機(jī)過熱。
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