水冷散热系统的设计.doc

水冷散热系统的设计当今散热领域中,风冷散热器虽然基本脱离了高噪音暴力散热的怪圈,但却普遍朝着大体积,多热管,还有超重量的方向发展,这对用户在散热器的实际使用和安装方面带来了很大不便,同时也对电脑配件的承重承压能力带来很大的考验。鉴于上述后风冷时代所出现的困境,水冷散热器渐渐的开发的方向。水冷又称为液冷。水冷散热的原理非常简单:在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,将热沉吸收的芯片产生的热量,通过液体的循环,带到面积更大的散热装置,进行散热。冷却后的液体在次回流到吸热设备,如此循环往复。水冷散热的优势超静音液冷散热系统利用泵使散热管中的冷却液循环并进行散热。在散热器上的吸热部分(在东远液冷系统中称之为吸热盒)[1]用于从电脑CPU、北桥、显卡上吸收热量。吸热部分吸收的热量通过在机身背面设计的散热器排到主机外面。也就是说液冷最大的优点在于不提高机身内部的温度即可把热量传导给散热器,而不是利用液体来冷却电脑配件。只要能提高散热器向空气中排放散热管所传导的热量的冷却性能,就能够通过降低冷却散热器的风扇转速或者采用无扇设计来实现静音设计。散热快液冷还有一个很重要的好处就是液体的热容量大,温升慢,有利于计算机在出现突发事件时确保不会瞬间烧毁CPU。从开机后,温度缓慢上升,而风冷的温度是很快上升到一个稳定值,而在CPU有大型运算等突发事件时,尖峰可能会瞬间突破CPU的温度上限。而液冷则可以将这个尖峰很好的过滤掉,保证CPU的安全。由于水冷散热效率高,热传导率为传统风冷方式的20倍以上,可以解决几百至数千瓦的散热问题,在激光、军工、医疗、电力电子、工业设备等行业有着广泛的应用。水冷散热系统的分类:根据二次换热器换热方式的不同,一般情况下可以将水冷散热系统分为以下三种类型:空气冷却系统、液体冷却系统、冷水机组冷却系统。空气冷却系统一般主要由:水冷板、水泵、水箱、热交换器和风机组成。该系统结构简单,是最经济的水冷系统。冷水机组冷却系统:由压缩机、水冷板、冷却塔等部分组成。这种方式水温可以精确的控制在环境温度以下,制冷量大。水冷式冷水机组工作原理图:液体冷却系统:它不含压缩机,主要由液体交换器、水泵、水箱等组成。低噪音、体积比冷水机组小一半以上。水冷板的选择和计算冷板作为水冷系统的重要组成部分,主要是将发热元器件产生的热量与冷却液充分交换。为了确保器件的发热表面在被液体冷却时能把所耗散的热量尽量全部带走,器件与冷板的接触和冷板的热阻就显得尤为重要!设计适当的冷板,需要确定如下参数:冷却液体流速,冷却液体进口温度,安装在冷板上发热器件的热耗散功率,冷板表面允许的最高温度Tmax。已知这些参数,您就可以确定冷板的最大的允许热阻并且通过热仿真分析验证。Tout:冷却液体出口温度Tin:冷却液体进口温度Q:冷板上发热器件的总热耗散功率ρ:液体的密度V:冷却液体流速CP:冷却液体的比热容计算冷却液体出口最高温度Tout。这个是非常重要的,如果Tout大于Tma