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水冷是怎么散热的
- 时间:2024-11-23 08:59:46
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1.手机水冷散热到底是怎么回事?
经历了过年期间短暂的沉默,年后手机圈再次进入了高潮期,CES、MWC的到来伴随着各类大中小型发布会,也为大家展示了众多的手机黑科技,其中一个我们并不算陌生的黑科技名词再次被带入到了我们的视野中,那就是---水冷散热。对于这个概念,相信很多朋友在早前就听说过了,去年兴起一时的太空水冷散热系统,就被外界大炒特炒,而后也有厂商推出了一个有着另一个称号的---液态冷却系统,听起来都十分高端大气上档次,实际上他们的原理都是相同的。那么所谓的水冷散热,到底是个什么原理呢?其实目前手机中所使用的水冷散热,并不是我们常规理解为的水冷散热,同PC中的水冷有一定的区别,目前的水冷散热严格上来说只是热管散热,这其实在笔记本中是很常见的,只不过手机中的热管更加精密而已。一般来说,热管中都会有一个吸液芯,同时装有液体,其中一端受热,液体会蒸发吸热,接着在另一端冷凝放热,在重力作用、毛细作用下,通过吸液芯回流到热段,实现导热,而因为热管中确实存在液体,所以要说热管导热是水冷散热,也说得过去。至少,在这样的作用下,热管的等效导热能力基本可以超过任何一种已知的金属材料。可以看到,虽然目前手机所采用的散热方案并非绝对意义上的“水冷”,不过效果上,就目前来说,算是最佳解决方案了。
简单问题简单答,下面我们进入扩展阶段,了解了目前手机的“水冷散热”,相信很多朋友对手机的各类散热方案会比较感兴趣,下面我就为大家按照智能手机发展的顺序梳理一下。1、石墨散热首先出现的关于散热的关键词,自然要数“石墨散热”了,我们知道,石墨是一种良好的导热材料,它是元素碳的一种同素异形体,碳稳定,所以在多种工业用途中碳元素构成的东西是普遍存在的。目前我们认识的石墨具有耐高温、导电导热性、润滑性、化学稳定性、可塑性以及抗热震性。仅在导热性一条上,也是可以超过钢、铁、铅等多种金属材料的。
具体原理上,石墨散热的散热原理实际上是利用了石墨具有独特的晶粒取向,它沿两个方向均匀导热,同时延展性又强,可以贴附在手机内部的电路板上面,既可以阻隔元器件之间的接触,也起到一定的抗震作用。由于导热性能高,它可以很快将处理器发出的热量传递至大面积石墨膜的各个位置进行热量扩散,从而间接起到了散热作用。石墨散热材料目前应用在其他各大品牌的手机/平板当中,俨然成为散热的基础配置了,应用还是非常广泛的。金属背板散热早先的塑料材质智能手机受限于芯片和 PCB 的工艺,手机壳内部的空闲体积还比较大,只有石墨层的情况下也基本能够满足芯片散热需求。而随着机身变得更加轻薄以及金属框架的加入,手机内的可供空气流通的空间越来越小,散热方式需要进一步改进才能满足芯片在低温环境中平稳运行。
所以,后来推出的一些手机在采用了金属外壳的产品中使用了一种金属背板散热的技术,它在使用石墨散热膜的基础上,在金属外壳的内部也设计了一层金属导热板,它可以将石墨导出的热量直接通过这层金属导热板传递至金属机身的各个角落,这样一来密闭空间中的热量便能迅速扩散并消失,握持时人也不会感受到太多的热量存在。导热凝胶散热接着是导热凝胶散热,关于这种方式,大家应该也是比较熟悉的,其实和电脑的处理器和散热器中间的那种硅脂层是一个原理,其作用是让处理器散发的热量能够更快的传递到散热器上从而散发出去。
同理,这样的技术也可应用在手机处理器当中,此前一些手机的处理器上便采用了类似于硅脂的导热凝胶散热剂,这样做比只贴有石墨散热膜的效果更好,热传导会更加迅速。冰巢散热然后就要说到冰巢散热技术了,这项散热技术在此前也算得上是一种黑科技了,只不过没有闹到很大的程度,它是一项散热新技术。其散热原理同样借鉴了电脑中常用的导热硅脂,填充发热点与导热结构之间的缝隙,以达到更快散热的作用,和导热凝胶散热技术相似。只不过其采用的散热材料不是导热凝胶或硅脂,而是一种类液态金属的相变材料。
相变材料指的是物理性质随温度变化而变化,吸收或释放大量热量的材料,这种类液态金属的相变材料会在温度升高时逐渐由固态转变成液态,同时吸收大量的热量。所以它除了传导热量之外,也吸收了一部分热量。其实从效果来看,这种散热方式也是不错的,不过这种散热方法相对上面三种,因为相变材料与金属屏蔽盖的结合并没有那么容易,所以成本要高出很多。热管散热(水冷散热)
最后就是热管散热技术了,也就是我们前面提到的“水冷散热”技术,关于其原理,我们前面已经提到了,该技术其实并不是首次在手机中出现的,2013年5月,日本一家智能手机厂商就发布了世界上第一款采用热管散热技术的手机。其内部封装了一条充满纯水的热管,长约10厘米,热管和处于主板平行位置的石墨散热片充分结合,迅速将处理器产生的热量传导至聚碳酸酯外壳上,以实现散热的目的。以上就是为大家总结的几种手机散热方式,效果上来说,自然是热管散热的效果更好一些,其次就是冰巢相变散热和导热凝胶散热,而石墨散热也具有一定效果,但不如综合使用效果好。但不管怎么说,被动散热只是处理器降温的方式之一,热量是守恒的,其实所谓的散热,无非就是将一个地方的热向另一个地方导,手机散热的需求不像电脑,电脑是要给处理器降温,虽然手机也需要给处理器降温,但其实最重要的还是别让手机烫手,相信很多朋友也一定是这样想的。而若想从根本上解决发热量高的问题,还是需要从处理器的工艺和架构方面去考虑,毕竟硅的发热密度是固定的。
2.水冷散热器散热方式的工作原理
目前cpu散热器主要有风扇散热器,热管散热器,水冷散热器3种.风扇散热器因为价格便宜,安装拆卸容易等原因成为一直以来装机配置的主流散热器.而水冷散热器虽然降温效果比风扇散热器好但安装比较困难,价格较高,一直以来都是少数超频发烧友的追求.
水冷系统一般由以下几部分构成:热交换器、循环系统、水箱、水泵和水,根据需要还可以增加散热结构。而水因为其物理属性,导热性并不比金属好(风扇制冷通过金属导热),但是,流动的水就会有极好的导热性,也就是说,水冷散热器的散热性能与其中散热液(水或其他液体)流速成正比,制冷液的流速又与制冷系统水泵功率相关.而且水的热容量大,这就使得水冷制冷系统有着很好的热负载能力.相当于风冷系统的5倍,导致的直接好处就是cpu工作温度曲线非常平缓。比如,使用风冷散热器的系统在运行cpu负载较大的程序时会在短时间内出现温度热尖峰,或有可能超出cpu警戒温度,而水冷散热系统则由于热容量大,热波动相对要小得多。
3.水冷散热器原理
目前cpu散热器主要有风扇散热器,热管散热器,水冷散热器3种.风扇散热器因为价格便宜,安装拆卸容易等原因成为一直以来装机配置的主流散热器.而水冷散热器虽然降温效果比风扇散热器好但安装比较困难,价格较高,一直以来都是少数超频发烧友的追求.
水冷系统一般由以下几部分构成:热交换器、循环系统、水箱、水泵和水,根据需要还可以增加散热结构。而水因为其物理属性,导热性并不比金属好(风扇制冷通过金属导热),但是,流动的水就会有极好的导热性,也就是说,水冷散热器的散热性能与其中散热液(水或其他液体)流速成正比,制冷液的流速又与制冷系统水泵功率相关.而且水的热容量大,这就使得水冷制冷系统有着很好的热负载能力.相当于风冷系统的5倍,导致的直接好处就是cpu工作温度曲线非常平缓。比如,使用风冷散热器的系统在运行cpu负载较大的程序时会在短时间内出现温度热尖峰,或有可能超出cpu警戒温度,而水冷散热系统则由于热容量大,热波动相对要小得多。
4.水冷散热的原理就是空调的原理?
中央空调系统一般主要由制冷压缩机系统、冷媒(冷冻和冷热)循环水系统、冷却循环水系统、盘管风机系统、冷却塔风机系统等组成。制冷压缩机组通过压缩机将
空调制冷剂(冷
媒介质如r134a、r22等)压缩成液态后送蒸发器中,冷冻循环水系统通过冷冻水泵将常温水泵入蒸发器盘管中与冷媒进行间接热交换,这样原来的常温水就
变成了低温冷冻水,冷冻水被送到各风机风口的冷却盘管中吸收盘管周围的空气热量,产生的低温空气由盘管风机吹送到各个房间,从而达到降温的目的。冷媒在蒸
发器中被充分压缩并伴随热量吸收过程完成后,再被送到冷凝器中去恢复常压状态,以便冷媒在冷凝器中释放热量,其释放的热量正是通过循环冷却水系统的冷却水
带走。冷却循环水系统将常温水通过冷却水泵泵入冷凝器热交换盘管后,再将这已变热的冷却水送到冷却塔上,由冷却塔对其进行自然冷却或通过冷却塔风机对其进
行喷淋式强迫风冷,与大气之间进行充分热交换,使冷却水变回常温,以便再循环使用。在冬季需要制热时,中央空调系统仅需要通过冷热水泵(在夏季称为冷冻水
泵)将常温水泵入蒸汽热交换器的盘管,通过与蒸汽的充分热交换后再将热水送到各楼层的风机盘管中,即可实现向用户提供供暖热风。
5.水冷的工作原理是什么?
水冷的工作原理:
一套水冷(液冷)散热系统必须具有以下部件:水冷块、循环液、水泵、管道和水箱或换热器。水冷块是一个内部留有水道的金属块,由铜或铝制成,与CPU接触并将吸收CPU的热量,所以这部分的作用与风冷的散热片的作用是相同的,不同之处就在于水冷块必须留有循环液通过的水道而且是完全密闭的,这样才能保证循环液不外漏而引起电器的短路。
循环液的作用与空气类似,但能吸收大量的热量而保持温度不会明显变化,如果液体是水,就是我们大家熟知的水冷系统了。
水泵的作用是推动循环液流动,这样吸收了CPU热量的液体就会从CPU上的水冷块中流出,而新的低温的循环液将继续吸收CPU的热量。
水管连接水泵、水冷块和水箱,其作用是让循环液在一个密闭的通道中循环流动而不外漏,这样才能让液冷散热系统正常工作。
水箱用来存储循环液,回流的循环液在这里释放掉CPU的热量,低温的循环液重新流入管道,如果CPU的发热功率较小,利用水箱内存储的大容量的循环液就能保证循环液温度不会有明显的上升,如果CPU功率很大,则需要加入换热器来帮助散发CPU的热量,这里的换热器就是一个类似散热片的东西,循环液将热量传递给具有超大表面积的散热片,散热片上的风扇则将流入空气的热量带走。
6.请问中央空调水冷散热原理是怎样的?
中央空调系统一般主要由制冷压缩机系统、冷媒(冷冻和冷热)循环水系统、冷却循环水系统、盘管风机系统、冷却塔风机系统等组成。制冷压缩机组通过压缩机将
空调制冷剂(冷
媒介质如R134a、R22等)压缩成液态后送蒸发器中,冷冻循环水系统通过冷冻水泵将常温水泵入蒸发器盘管中与冷媒进行间接热交换,这样原来的常温水就
变成了低温冷冻水,冷冻水被送到各风机风口的冷却盘管中吸收盘管周围的空气热量,产生的低温空气由盘管风机吹送到各个房间,从而达到降温的目的。冷媒在蒸
发器中被充分压缩并伴随热量吸收过程完成后,再被送到冷凝器中去恢复常压状态,以便冷媒在冷凝器中释放热量,其释放的热量正是通过循环冷却水系统的冷却水
带走。冷却循环水系统将常温水通过冷却水泵泵入冷凝器热交换盘管后,再将这已变热的冷却水送到冷却塔上,由冷却塔对其进行自然冷却或通过冷却塔风机对其进
行喷淋式强迫风冷,与大气之间进行充分热交换,使冷却水变回常温,以便再循环使用。在冬季需要制热时,中央空调系统仅需要通过冷热水泵(在夏季称为冷冻水
泵)将常温水泵入蒸汽热交换器的盘管,通过与蒸汽的充分热交换后再将热水送到各楼层的风机盘管中,即可实现向用户提供供暖热风。
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