长个子的食物:散热器

散热器  
散热器
散热器是一种加快发热体热量散发的装置，衡量一个散热器的好坏有两点：散热和静音。计算机部件中大量使用集成电路。众所周知，高温是集成电路的大敌。高温不但会导致系统运行不稳，使用寿命缩短，甚至有可能使某些部件烧毁。导致高温的热量不是来自计算机外，而是计算机内部，或者说是集成电路内部。散热器的作用就是将这些热量吸收，然后发散到机箱内或者机箱外，保证计算机部件的温度正常。多数散热器通过和发热部件表面接触，吸收热量，再通过各种方法将热量传递到远处，比如机箱内的空气中，然后机箱将这些热空气传到机箱外，完成计算机的散热。
散热器散热方式是指该散热器散发热量的主要方式。风冷散热,热管散热，液冷散热，半导体制冷，压缩机制冷等等。热管散热一种具有极高导热性能的传热元件，它通过在全封闭真空管内的液体的蒸发与凝结来传递热量，它利用毛吸作用等流体原理，起到类似冰箱压缩机制冷的效果。具有极高的导热性、良好的等温性、冷热两侧的传热面积可任意改变、可远距离传热、可控制温度等一系列优点，并且由热管组成的换热器具有传热效率高、结构紧凑、流体阻损小等优点。由于其特殊的传热特性，因而可控制管壁温度，避免露点腐蚀。
散热器的种类非常多，CPU、显卡、主板芯片组、硬盘、机箱、电源甚至光驱和内存都会需要散热器，这些不同的散热器是不能混用的，而其中最常接触的就是CPU的散热器。依照从散热器带走热量的方式，可以将散热器分为主动散热和被动散热。前者常见的是风冷散热器，而后者常见的就是散热片。进一步细分散热方式，可以分为风冷，热管，液冷，半导体制冷，压缩机制冷等等。
在散热器的运行过程中，供暖前及停暖前是两个非常关键的时段。 尤其对于新型散热器来讲，正确地使用和保养，将使其美观、耐用、节能的优势最大限度的发挥出来。反之，使用不当不仅会减少其 使用寿命，降低其美观度，还可能导致故障出现，给使用者带来不必要的恐慌。新型散热器要求在非采暖期间满水保养，在停暖前必须关闭散热器进回水阀门，而供暖前又需将进回水阀门打开。
对于大多数新型散热器，都要求满水保养，因此必须在停暖前将散热器进出水阀门关闭，这对于延长散热器的使用寿命至关重要。关闭阀门要到位须分清楚球阀、闸阀、截止阀。新型散热器大多未安装暖气罩，因此须对散热器表面进行清洁，清洁时切勿使用有机溶剂，可用肥皂水等温和的洗涤用品。

1. 水冷散热器
水冷散热器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。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。
2. 热管散热器
热管散热器它包括带有对流口的散热壳体，在散热壳体内置的上、下支承板中置入若干个真空超导管，在超导管内装有热工介质，超导管的下端插入热媒盒内，热媒盒上设有与热源连通的进、出水口，在超导管下部和热媒盒外壁上设有保温层，当热源停止供热时，通过保温层的蓄热释放来维持热传导的，具有热源间歇供热就能满足室内取暖的需要，节约能源，供热成本低等优点。
3. 风扇散热器
风冷散热器风扇每分钟送出或吸入的空气总体积，如果按立方英尺来计算，单位就是CFM；如果按立方米来算，就是CMM，散热器产品经常使用的风量单位是CFM。 在散热片材质相同的情况下，风量是衡量风冷散热器散热能力的最重要的指标。显然，风量越大的散热器其散热能力也越高。这是因为空气的热容是一定的，更大的风量，也就是单位时间内更多的空气能带走更多的热量。当然，同样风量的情况下散热效果和风的流动方式有关。
4. FUL型散热器
FUL型散热器是—种新型的换热装置，它采用了具有优良技术性能的钢铝复合翅片管和用以补偿热应力的浮头式结构，它是以导热油(也称有机热载体或热煤体)为传热介质进行空气加热换热装置的最佳选择。散热器在纺织、印染、橡胶、制革、木材加工、涂装烤漆等行业中已得到广泛应用，均取得满意的效果。浮头式结构保证了散热器在温差较高的工作环境中及设备外始运行时的巨大热应力能得到有效的补偿。FUL型散热器可有不同表面管长、管数及排数组成多种规格，其流程可根据用户需要制成双流程、三流程、四流行及多流程，使用部门可根据需要任意选用
 散热器-机械结构 ：

1. 热管散热器
散热器的结构可以分为弯头形式同集箱形式，弯头形式主要用在蒸汽加热空气，导热油加热空气等，这种结构的优点是弯头可以伸缩散热管不容易拉裂，缺点是管与端板处易漏风，解决方法是把弯头用钢板全部封住焊死；集箱形式的散热器也可以用在蒸汽加热空气，导热油加热空气等，这终结构在高温或温差变化的情况下管子容易拉裂，所以设计过程中可以考虑设计成浮头式。一套完整的散热器应该是由散热轴承、散热片、风扇和扣具四部分组成。
2. 机械轴承
轴承形式是指散热器风扇所使用的轴承类形。在机械工程上，轴承的类形非常多，但在散热器产品上使用的轴承形式按照其基本工作原理分类也就那么三种：使用滑动摩擦的套筒轴承(Sleeve Bearing)和使用滚动摩擦的滚珠轴承(Ball Bearing)以及两种轴承形式混合这三种。各大散热器厂商在轴承方面推出的新技术，诸如磁浮轴承、流体保护系统轴承、液压轴承、来福轴承、纳米陶瓷轴承等也都是对上面这些基本的轴承形式加以改进而成，基本工作原理还是没有变化。
3. 散热片
散热片是一种散热器中的易发热电子元件散热的装置，多由铝合金，黄铜或青铜做成板状，片状，多片状等，如电脑中CPU[中央处理器]要使用相当大的散热片，电视机中电源管，行管，功放器中的功放管都要使用散热片。一般散热片在使用中要在电子元件与散热片接触面涂上一层导热硅脂，使元器件发出的热量更有效的传导到散热片上，在经散热片散发到周围空气中去。
4. 散热风扇
散热风扇转速由电机内线圈的匝数、工作电压、风扇扇页的数量、倾角、高度、直径和轴承系统共同决定。在风扇结构固定的情况下，直流风扇（即使用直流电的风扇）的转速随工作电压的变化而同步变化。风扇的转速可以通过内部的转速信号进行测量，也可以通过外部进行测量（外部测量是用其他仪器看风扇转的有多快，内部测量则直接可以到BIOS里看，也可以通过软件看。内部测量相对来说误差大一些）。风扇转速与散热能力并没有必然的关系，更高的风扇转速反而会带来更高的噪声，选购散热器产品时如果风量差不多，可以选择转速低的风扇，在使用时会安静一些。
5. 扣具
扣具是散热器的点睛之笔，没有好的扣具，再好的散热器也无用武之地。可以使散热片与物体均匀紧密地接触，从而降低接触面间的热阻抗，加强散热片底部的吸热能力。扣具的设计除保证使散热器底部与处理器均匀受力外，压紧应力的大小也必须适当。底部厚度不同的散热器，即使用同一扣具，压力也会发生变化。压力太小会产生空隙，严重者会松脱；太大会压坏处理器，因此扣具的压力必须控制在一定范围内。

风扇散热器
散热器主要靠对流，如果对流被破坏，热效率会被大大降低。传统的家居装饰往往是包暖气罩，而根本不考虑最基本的物理原理——热对流，是取暖设备的正常供暖遭到破坏。热空气轻，冷空气重，因此，空调装在高处，目的是让冷气从头而降，散热器装在低处，易于热气上升。加强对流才能迅速提高热量，取暖费就不白交。
含油轴承(Sleeve Bearing) 是使用滑动摩擦的套筒轴承，使用润滑油作为润滑剂和减阻剂，初期使用时运行噪音低，制造成本也低，但是这种轴承磨损严重，寿命较滚珠轴承有很大差距。而且这种轴承使用时间一长，由于油封的原因(电脑散热器产品都不可能使用高档油封，一般也就是普通的纸油封)，润滑油会逐渐挥发，而且灰尘也会进入轴承，从而引起风扇转速变慢，噪音增大等问题，严重的还会因为轴承磨损造成风扇偏心引发剧烈震动。
散热器不敌灰尘来袭，由于风流原因，散热器鳍片产生的风压并非垂直下压，而是呈环形扩散，这就好比自家房顶的吊扇，风扇正下方的风流往往没有吊扇外围强一样，而空气中自带的灰尘就会随着风速在外围环流，附着在风扇四周的散热鳍片上，导致风流不通，同时由于鳍片堵塞而产生的回风又会卷入大量尘埃进入风扇叶片，降低散热器使用寿命；空气中的水蒸汽附着风扇叶片，导致尘埃粘附在风扇扇叶，增加叶片重量，降低转速；散热器轴承高速旋转，随着使用时间的推移，有油性物质溢出轴承，粘着散热器，积累更多灰尘。
散热器风扇转速由电机内线圈的匝数、工作电压、风扇扇页的数量、倾角、高度、直径和轴承系统共同决定。在风扇结构固定的情况下，直流风扇（即使用直流电的风扇）的转速随工作电压的变化而同步变化。风扇的转速可以通过内部的转速信号进行测量，也可以通过外部进行测量（外部测量是用其他仪器看风扇转的有多快，内部测量则直接可以到BIOS里看，也可以通过软件看。内部测量相对来说误差大一些。要使散热器热效率提高，最科学的办法是安装在窗户下或窗户侧面，这样可以有效的阻止冷气的进入且将从窗户方向进入的冷空气迅速的加热。如果安装在其他位置要考虑增加10-20%的热量，即加大散热器用量。
CPU散热器
散热器的最主要部分就是散热片，散热片质量的好坏、质地的不同，型号的差别都会影响散热器散热功能的正常发挥。因此，散热片就是散热器的心脏部分。下面就散热片的选择做以介绍。
1．纯铝散热片
这种散热片是使用率最高的散热片之一，整体采用纯铝制造。铝是地球上含量最高的金属，成本低和热容低是其主要特点。虽然吸慢，但放热快，散热效果跟其结构和做工成正比。散热片数越多、底部抛光越好，散热效果越好。其散热原理非常简单：利用散热器上的散热片来增大与空气的接触面积，再利用风扇来加速空气流动从而带走散热片上的热量。采用纯铝材质的散热片价格低廉，搭配低端CPU使用性价比合理。
2． 纯铜散热片
纯铜散热片的材质为纯铜。因为铜跟铝相比有个先天的优点：热传导效能为412w/mk，比铝的226w/mk提高了将近1倍，但铜也有个先天的缺点：热容太高了。也就是说这种散热片吸热快但放热慢，热量在铜片中大量聚集，需要配合高转速大尺寸风扇才能满足散热需求。
3．铝鳍塞铜式散热片
铝鳍塞铜式散热片可以说用最经济实惠的方式解决了铜和铝的矛盾关系——利用铜吸热快的特性来吸取CPU 热量，再利用铝的快速放热性来释放铜块上的热量。嵌铜散热片的制造过程是利用热胀冷缩的原理，将铝制散热片加热到一定的温度后，再把事先准备好的铜块嵌进去，等铝的温度下降后，收缩就把铜块紧紧地包在了一起。这种散热片的优点是价格便宜，基本上几十元钱就能买到，比起动辄上百元的纯铜散热片来说，既经济实惠，而且效果又好。
4．铝鳍压铸铜式散热片
铝鳍压铸铜式散热片乍看外表颇似铝鳍塞铜式散热片，底座上也有一块铜。但不一样的地方是，这种散热片上的铜块并不像嵌铜散热片那样是利用热胀冷缩的原理嵌进去的，而是使用了最先进的压铸技术，可以说是完全的无缝连接，从根本上保证了铜块与铝座之间的热传导性，因此，具有超强的散热性能。当然，由于制造复杂做工精细，一般采用这种工艺制造的散热器价格都要在500元以上。虽然价格比较昂贵，但散热效果极佳，适合超频发烧友选用。
散热器-机械选购

笔记本电脑散热器
散热器的选购要以按需购买为原则。现在PC比较使用的散热器主要是风冷和热管散热。风冷散热比较普遍，热管散热效率高，但价格稍高。 散热器被俗称为CPU风扇，因此很多用户在选购时仅仅看重华丽无比的风扇，而忽视了默默无闻的散热片。如果说风扇决定的是散热能力，那散热片影响的就是传热效果了，其中传热介质的好坏相当关键。
散热风扇所使用的散热片材料大多都是铝合金，只有极少数是使用其它材料。事实上，铝并不是导热系数最好的金属，效果最好的是银，其次是铜，再其次才是铝。散热片将热量源源不断地带出之后，风扇必须吧这些热量立即吹走，不然热量聚集之后就会对CPU的安全构成威胁。对于一款风扇而言，风量、噪音和寿命是极为重要的指标，而其传动的方式将很大程度上决定一款风扇综合性能。
传动轴承一共有三类：含油轴承、单滚珠轴承（也就是含油加滚珠）、双滚珠轴承。滚珠轴承的优点在于它的使用寿命长，比较稳定。含油轴承在长时间使用以后，后期噪音会很大，寿命也短。滚珠承轴风扇最大的特点就是在其轴芯的两边加上了数个金属珠运转，由于使用了圆金属珠运转，属于点的接触，所以启动时运转比较容易，而且可以上到很高的速度。与单滚珠轴承相比，使用双滚珠轴承的风扇噪音控制得更好，而且磨差系数低并且寿命大大提高。不过，两者在风量上却没有本质的差别，这点大家必须明白。
风扇并不是转速越高越好。在转速一定的情况下，风扇的排风量取决于扇叶翻转的角度，如果角度太大，阻力也就太大；如果角度太小，根本就没有任何气流。购买时可以看到的是标称的转速和功率，建议大家最好仅仅作为参考。切不可只看外观，最好实测对比，试着点点看，用手感觉一下风力，再用眼睛观察一下，转速高的风扇旋转起来，看上去叶片是静止不动的。
扣具的重要性往往很容易被忽视。扣具起到固定散热器、保证CPU核心和散热器良好接触的作用。扣具的压力大小要合适，如果压力过大，安装麻烦不说，像Duron和Athlon XP之类脆弱的芯很容易在压力下损坏；压力太小则散热效果大打折扣，还有因热量积聚烧毁CPU。购买时不推荐那种需要使用特别工具安装的散热器，一是拆装麻烦，二是压力过大而压碎核心。另外，扣具的把手也是一个问题。
散热器-机械安装

LED散热器
减少或克服散热器底与处理器表面接触不充分而产生的接触热阻，填充空气缝隙，增大热源与散热片的接触面积，减小热流距离，增加热流通道，增大热传导量。因此您不可将刮掉。安装时，不需再加导热硅脂，硅脂不能太多，因为越多，厚度越厚，会增大接触热阻，应当薄薄一层刚好能盖住散热片表面或CPU表面就可以了。
另盒中配了一针式导硅脂，是备用品，因为有的用户会经常折装散热器，当长期使用后，有时需要清除散热器的灰尘，当取下散热器后，再装上时，要将原有的硅脂清除干净，再涂上针管中的硅脂即可CPU温度的大小，没有一个绝对的数值，只有一个极限数值规定，在这个极限值之下时，CPU实际工作温度越低越好。
CPU内核实际温度的大小除与散热器有关外，还与其它很多因素有关，如环境温度，机箱，电源，机箱内的布置是否有利于通风顺畅等等。不同的CPU，其发热量不同，因而内核的最大允许温度也不相同，不知是使用的是何种CPU。INTEL及AMD对机箱内的环境温度进行了限定，即不超过45度。因此您所说的理想温度应当为40多度，这是不当的，因为环境温度如果是45多度，CPU的温度是不可能有40多度的，一定会高很多。
在环境温度不超过45度的前提下，如果使用散热器后，CPU温度始终低内核最大允许温度，则这个散热器是合格的，是能解决它的散热问题的。
散热器-机械保养

主机散热器
散热器的表面质量要求
散热器表面应无缩孔、锈蚀、裂纹等缺陷；平板形散热器的金属紧固件（压板、压盖、碟形弹簧）、水冷散热体的导电片应加镀层保护；散热体台面的表面粗糙度Ra最大允许值为3.2，m;散热体台面的平面度不低于9级；用于湿热带电力半导体器件的散热器（包括散热体、紧固件和绝缘件），表面应经防护处理，其耐潮湿、耐盐雾和耐霉菌的能力应符合相应的热带电力半导体器件标准；平板形散热体台面的安装中心定位销尺寸：直径中2.5mm，高出台面lmmo。
使用环境条件的要求
散热器对冷却水的水质应有一定要求循环水的电阻率应不低于2.5Ki2 , PH值在6}9之间；进口水温度不高于35℃、水流量为4一8L/min；当用于高电压或较高电压器件时，必须确保上述水质的要求或更高水质的要求；水冷散热器在工作时，应特别注意防漏水、防堵塞、防凝露。风冷散热器安装时，散热器叶片应沿冷却风气流方向；进口空气温度不高于400C、进口端风速为4 - 6mls；由于风冷散热器具有风阻参数的特点，选用整机中的散热器时，应根据负载要求和风机能力，查散热器热阻、流阻与风速的关系曲线，综合考虑散热器热阻和风阻两个参数。
劣质散热器的危害与鉴别
市场上劣质散热器无论从散热体材质、加工要求、部件质量等方面都与国家行业标准的规定有较大差距，在使用中对器件的寿命和整机质量有较大影响。用户在选用时可从以下方面加以鉴别：材质（纯度、厚度、加工精度等）和制造工艺（铸造产生的裂纹、缩孔等）的好坏，低劣的材质及粗糙有缺陷的工艺，将直接引响散热器的导热系数；散热器接触台面的表面粗糙度和平面度，直接影响接触热阻及压降；散热器用碟型弹簧，应保证经24小时压平后，自由高度应稳定，否则使用一段时间后弹簧失效，将导致散热器与管芯的接触不良。
散热器更换元件重复使用应注意的问题
在安装散热器时，需要很大的压力或力矩。由于散热体台面的直径大于管芯的直径，在此压力或力矩的作用下，散热体台面必然会变形。如果再将相同直径或更大直径的管芯，装在散热器上，则导致台面与管芯表面之间的接触状况不良，从而不能保证良好的散热效果。如果用户需要重复使用散热器，则一定要保证散热体台面的表面粗糙度、平行度和平面度满足要求，否则在运行中极易因过热而损坏器件。尤其是水冷系列散热器，在重复使用前，一定要仔细检查其台面变形情况，如有明显下陷现象，则应更换。为了保证良好的散热条件，每只管芯应具有相应的散热器匹配。
SS系列散热器凝露的防止
湿热季节，水冷散热器容易出现凝露现象，如果不加注意，极容易引起设备绝缘下降引发短路故障。对多数使用环境来说，需要注意以下事项以防止凝露。在湿热季节，注意环境温度与冷却水温差不小于5℃；停电时，应在关闭闸刀后随即停水；启动时，应在通水后随即合闸，分合闸操作与断通水操作紧紧相连，顺序不可颠倒。当器件工作于6KHz以上的电流频率下时，应考虑散热器本身紧固螺杆、压盖等部件的发热效应，用户在安装布置器件时，应注意避免使上述部件处于感应加热效应强烈的位置；必要时，可考虑采用不锈钢材料。

散热器-注意事项
1.散热器的表面质量要求
1.1散热体表面应无缩孔、锈蚀、裂纹等缺陷；
1.2平板形散热器的金属紧固件（压板、压盖、碟形弹簧）、水冷散热体的导电片应加镀层保护；
1.3散热体台面的表面粗糙度Ra最大允许值为3.2，m;
1.4散热体台面的平面度不低于9级；
1.5用于湿热带电力半导体器件的散热器（包括散热体、紧固件和绝缘件），表面应经防护处理，其耐潮湿、耐盐雾和耐霉菌的能力应符合相应的热带电力半导体器件标准；
1.6散热器专用的紧固件和绝缘件应符合GBB446.3（电力半导体器件用散热器绝缘件和紧固件》
1.7散热器与电力半导体安装的紧固力矩或紧固压力应符合器件产品标准的有关规定；
1.8平板形散热体台面的安装中心定位销尺寸：直径中2.5mm，高出台面lmmo
2.使用环境条件的要求
2.1对冷却水的水质应有一定要求循环水的电阻率应不低于2.5Ki2 , PH值在6}9之间；进口水温度不高于35℃、水流量为4一8L/min；
2.2当用于高电压或较高电压器件时，必须确保上述水质的要求或更高水质的要求；
2.3水冷散热器在工作时，应特别注意防漏水、防堵塞、防凝露。
2.4风冷散热器安装时，散热器叶片应沿冷却风气流方向；进口空气温度不高于400C、进口端风速为4 - 6mls;
2.5由于风冷散热器具有风阻参数的特点，选用整机中的散热器时，应根据负载要求和风机能力，查散热器热阻、流阻与风速的关系曲线，综合考虑散热器热阻和风阻两个参数。
3.劣质散热器的危害与鉴别
市场上出现了大量价低质次的劣质散热器，这种散热器无论从散热体材质、加工要求、部件质量等方面都与国家行业标准的规定有较大差距，在使用中对器件的寿命和整机质量有较大影响。用户在选用时可从以下方面加以鉴别：
3.1材质（纯度、厚度、加工精度等）和制造工艺（铸造产生的裂纹、缩孔等）的好坏，低劣的材质及粗糙有缺陷的工艺，将直接引响散热器的导热系数；
3.2散热器接触台面的表面粗糙度和平面度，直接影响接触热阻及压降；
3.3散热器用碟型弹簧，应保证经24小时压平后，自由高度应稳定，否则使用一段时间后弹簧可能失效，将导致散热器与管芯的接触不良。
4.散热器更换元件重复使用应注意的问题
在安装散热器时，需要很大的压力或力矩。由于散热体台面的直径大于管芯的直径，在此压力或力矩的作用下，散热体台面必然会变形。如果再将相同直径或更大直径的管芯，装在散热器上，则导致台面与管芯表面之间的接触状况不良，从而不能保证良好的散热效果。
如果用户需要重复使用散热器，则一定要保证散热体台面的表面粗糙度、平行度和平面度满足要求，否则在运行中极易因过热而损坏器件。尤其是水冷系列散热器，在重复使用前，一定要仔细检查其台面变形情况，如有明显下陷现象，则应更换。
为了保证良好的散热条件，每只管芯应具有相应的散热器匹配。
5. SS系列散热器凝露的防止
湿热季节，水冷散热器容易出现凝露现象，如果不加注意，极容易引起设备绝缘下降引发短路故障。对多数使用环境来说，需要注意以下事项以防止凝露。
5.1在湿热季节，注意环境温度与冷却水温差不小于5℃；
5.2停电时，应在关闭闸刀后随即停水；启动时，应在通水后随即合闸，分合闸操作与断通水操作紧紧相连，顺序不可颠倒。
6.高频场合下的使用
当器件工作于6KHz以上的电流频率下时，应考虑散热器本身紧固螺杆、压盖等部件的发热效应，用户在安装布置器件时，应注意避免使上述部件处于感应加热效应强烈的位置；必要时，可考虑采用不锈钢材料。