酷冷一夏!PC的散热系统高效静音改造全攻略 [使用常识] WSJOL.COM-天堂硅谷/文三街在线

来源:互联网 发布:淘宝视频服务不能订购 编辑:程序博客网 时间:2024/06/02 10:39
导读:
炎热的夏天对我们PC散热系统提出了新的挑战。如何才能使PC的散热系统高效而安静。下面我们从风冷,热管,液冷三个角度来分析。

第一部分风扇的终极打磨。


  风冷技术经过多年的发展,以其价格低廉、使用方便、维护简单的优点,一直以来都是PC散热的主流。也是前最成熟的散热方案。无论是散热片的加工工艺和风扇的制造技术,都已经达到了一个非常高的水平。这一部分,我们分两个方面来进行分析。


风扇的打磨:


  风扇的一般打磨——轴承的润滑和避震。


风扇的润滑:


  风扇经过一段时间的使用以后,噪音就会加大,这就需要进行润滑。我们给风扇轴承内部加入一些润滑剂,这样当轴旋转的时候,油就从圆筒流出,形成一层薄膜,这个膜阻止了金属的碰撞。这样噪音就会小一点,同时运转更平稳。



  如图中所示是一张XEON的风扇。我们取下风扇上面的标签,然后取下密封橡皮垫后。这样就看到里面的轴承,加入适当的润滑油就可以了。关于润滑油,我们有一定选择标准:稳定,不变质,同时颗粒细腻。


  一般来说,高速风扇用稠点的润滑油,低速风扇用稀点的润滑油。这里我们可以用缝纫机油,比较普遍。效果较好的选用车用润滑油,因为车辆发动机转速和风扇转速相近,所以车用润滑油比较适合风扇使用,也很好找。


  如果有条件的可以用一种成分为二硫化钼黑色均质油膏。二硫化钼,其化学分子式为MoS2,是迄今为止发现的润滑性能最佳的介质,效果非常好。这里特别要注意:千万不用用食用油。因为我们食用油中的颗粒非常大,对轴承有损坏。而且食用油容易变质,在起不到润滑效果的时候,反而腐蚀轴承,适得其反。


风扇的避震:


  我们知道风扇的震动会直接传给散热片,这样不仅噪音大,同时震动对CPU和主板也有不利的影响。我们将CPU散热器的风扇和散热片之见加上一个胶皮垫,不要太厚。然后再固定在一起,这样可以缓冲风扇和散热片之间的震动。噪音会减小一些。


要注意的是,加胶皮垫的时候一定要把CPU散热器取下来,改造完成以后再按上去,防止压坏CPU核心。


◆风扇的高级打磨——风扇扇叶的打磨。


  我们从上图中可以看出,轴承最外面有一个白色塑料卡环,起固定扇叶的作用,有的风扇采用的是金属卡环。我们可以轻微的撬动卡环这样就可以把风扇取下来了。这样我们可以把扇叶上尖锐的部分和有毛刺的地方用小锉轻轻的打磨掉。这样避免了在风扇高速旋转的时候产生的尖锐的切风声。


  需要注意的是打磨的幅度不能太大,因为风扇扇叶的设计是经过严格的空气动力学计算的。我们动作打磨的幅度太大,就可能影响风压和切风噪音。这样反而不好。另外,我进行一下DIY。我们可以把扇叶喷漆。做成类似下面这个风扇的样子。



  这样我们风扇转动的时候就可以出现不同的颜色,非常的好看。我们来看扇叶的打磨和喷漆过程。


揭开标签,去掉塑料卡环。



取下扇叶



可以看到电机模块和两个滚珠,这就是ZALMAN的双滚珠风扇。选择自喷漆,有多种颜色可供选择。



在喷漆的时候要把轴承遮挡起来,这样避免油漆对轴承的污染。



安装完毕。




◆风扇的终极打磨——风扇的改装和换芯。


这里我们要分析的是,如何通过优化组合,改造出一只噪音更小,效能更好的风扇。



将好一只噪音低,但是整个扇体的做工很差的扇子按照我们上面演示的程序打开,并取出线圈及其圆形的PCB。



将取出个整个电路(称为定子)装入噪音较大的新风扇的固定框内。



  为了固定更稳定,用热溶胶固定一下。把热溶胶装在胶枪里,加热一分钟就可以用了。这里我们没有采用胶水的原因就是因为:当发现效果不好,或者还想改装的话,可以用普通的电吹风,加热1分钟,热溶胶就融化,很方便就取出来了。如果用胶水,就不可能取出来了,很容易破坏风扇。



  然后按照和拆开风扇相反的顺序,将扇叶装进去,贴上标签就可以了。


  对于越来越多的高端显卡,采用的涡轮风扇来说,一般噪音较大,也可以通过改一个好的风扇电机,来达到降低噪音的目的。



  由于扇叶内部磁条中间的空间一般都非常有限,一般的电机装不进去,使的一般的DIYer望扇兴叹。这里我们提供一种方法。就是改里面的磁条。这里需要解释的是。风扇扇叶(转子)里面的磁环,目前一般都是磁性橡胶条了。而非早期的磁环。一片磁条围成一个圆环。


  这样我就有思路了,沿着磁条围成圆环的接口出的痕迹,用薄的小螺丝刀,一点点的撬开,自然磁条就取下来了。然后从其他的风扇里取出一个薄的磁条,按照刚才取出的磁条的长度和宽度,用美工刀切割出来一个长方形即可。



如上图,先比较一下,确定裁去多少,然后把多余的部分切去。



  然后把磁条围成一个圆环,用力压入即可。最后按照我们上面换芯的方法,换芯,然后固定就可以了。这样一只漂亮、安静、独一无二的风扇就做成了。
第二部分,热管的正确使用。




  热管是一种高效的强化传热元件,现在用于高端散热系统的辅助散热。热管是一根真空的封闭系统,由管壳、吸液芯和工质组成。热管利用工质相变和毛细作用传递热量,使得它本身的热传递效率比同样材质的纯铜高出几百倍到数千倍。最典型的工作液体就是水。热管管壳可焊成螺旋翅片或纵向直翅片,最为常见的是使用圆柱形铜管制成的热管。如下图



  热管内部抽成真空后,在封口之前再注入液体。所以,热管内部的压力是由工作液体蒸发后的蒸汽压力决定的。热管壁上有吸液芯结构,当热量从蒸发段传入时,吸液芯内的工质受热蒸发。蒸发端蒸汽的温度和压力都稍稍高于热管的其它部分,因此,热管内产生了压力差,促使蒸汽流向热管内较冷的一端。蒸气在冷凝段接触到冷的吸热芯表面,蒸汽放出汽化潜热,这样放出热量。而工质在蒸发段蒸发,使气液交界面下凹,形成许多弯月形液面,产生毛细压头。依靠吸液芯产生的毛细力,使冷凝液体从冷凝端回到蒸发端,完成闭合循环。这样,工质的蒸发和冷凝便把热量源源不断地从热端传到冷端。如下图



  管采用被动散热的方式,没有能耗。质量轻而且结构简单。如传导速度快,热传输量大,传输距离长并且没有方向的限制。温度分布均匀,可作均温或等温动作。可靠,耐用。




我们以最具有代表性的ZALMAN 80C图形卡散热器,来分析一下,如何使用好热管。



在热管和散热片出,均匀涂抹散热膏。




  用散热片将热管紧紧包围即可。这样显卡GPU核心的热量,就通过热管,传递了正反两片大型散热片上。再辅助以低速的风扇辅助散热,效果非常好。


第三部分,水冷的使用攻略。


  准确的说应该是液体制冷。由于水的应用比较广泛,习惯上就称为水冷了。


  液冷散热的原理非常简单,如下图



  液冷散热设备为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。将吸热装置(多为铜块等)吸收的计算机发热部位产生的热量,通过液体的循环,带到面积更大的散热装置,进行被动或主动的散热。冷却后的液体再次回流到吸热设备,依次循环。


  液冷系统的构成很简单,包括吸热装置、导管、泵和散热片。因为液冷中的液体(水或硅油)本身热容大,而且有很好的热对流能力。可以用很小的功耗使液体流动来带走热量,达到比较理想的散热效果。


  要保证使用液冷安全而且高效,只要注意以下几个方面的问题就可以了。


第一,良好的吸热保证。


  一套液冷系统,一般包括吸热装置,循环管道,散热片和泵几个主要部分,和芯片稳定工作密切相关的,就是有效的吸热。为了保证液冷系统的有效的吸热,一般的液体系统,都采用铜吸热块。



  良好的吸热铜块,和芯片接触的面,都是非常平滑的。为了使散热效果更好。我们需要均匀的涂抹散热硅脂,以薄薄的一层为好。如图一中,我们给K8系统的北桥涂抹散热硅脂完毕以后,扣上铜吸热块后,然后在轻微用力平着提起吸热块(注意不是撬起吸热块),会感觉到铜吸热块,好像被粘住一样,这就是大气压力所致。这样就证明了我们散热膏涂抹的好,排除了在芯片和吸热块之间的温度。


  把吸热块涂完导热硅脂平放在芯片上以后,就是用相应的扣具固定了。



  图中分两排,上面一排,从左到右依次为P4,K7,和通用扣具。下面一排从左到右为北桥扣具和显卡扣具。利用扣具把吸热块固定在芯片上的时候,一点要注意保持吸热块和芯片接触的平稳,均匀用力,切忌一步到位的思想。一次到位,往往会压坏芯片。


CPU安装完毕如图



显卡的固定,取下散热器。



固定散热块。



第二,安全畅通的循环通路。


  这里就包括液冷系统的多个方面的内容了,首先就是管道的问题。



  上面一排,从左到右依次为,硬且有韧性的厚塑料管,较柔软的厚塑料管,柔软有弹性的橡胶管,一般的塑料管(管壁薄,受热后容易打折,非常危险)。下面一拍,和水管搭配的不同的接头。依次为内壁直径8mm接头,内部直径6mm接头,和气动接头。导管内部直径要于接头内部直径相同,效果才最好。


  然后就是导管和接头的固定方式。



  从左到右一次为强力卡箍,弹簧卡圈,捆扎带。卡箍固定效果最好,但是很吃力。弹簧卡圈效果一般,但是较容易固定。捆扎带固定非常方便,但是效果一般。依据实际情况选择相应的固定方式即可。


  其次就是管道内循环液体的安全性。当意外情况发生,出现泄漏的时候,液体的安全性,也就尤为重要了。一般液冷内部循环的就是水,包括纯净水,都不是太安全。这里我们选择了东远液冷的内部液体,进行电阻测量。



  我们把万用表的量程放到欧姆档的200K欧处,把红黑表笔浸泡到液体中。测试出液体电阻为14.6K欧。基本满足要求。


第三,快速的热量交换。


  当液体从吸热铜块吸热后,必须经过一个散热装置,才可以将热量释放到周围的环境中。这就是我们这里要谈到的散热片。



  这里我们采用了多个散热片串连的方式,增大了散热面积。在相动的时间内,可以将液冷系统内部的热量,尽快的释放到空气中。一般来说,散热片面积越大,散热效果就越好。散热片散热面积达到一点程度的时候,就可以完全不用风扇了,达到真正的静音效果。(但散热片面积越大,成本就越高,同时对泵的性能要求就越高,适当即可)


  这里需要我们注意的是,散热片的材料,和吸热块的材料要保持一致。防止形成电池,发生电化学反应造成腐蚀。这样,不但影响散热效果,而且威胁系统安全。一般来说,铜吸热块搭配铜散热片,最为理想。


第四,良好的动力保证。


  整个液冷系统内部液体循环的动力保证相当重要,这就是我们这里要谈的水泵了。水泵就是整个液冷系统的心脏。优秀的液冷系统内部,需要水泵的选择要求:安静,扬程高,流量高,发热小。实际上完全达到这些要求是不可能的,国外进口产品,一般做的较好,比如德国依姆的水泵。但是价格过于高昂,不利用一般人接受。一般我们选择水陆两用的泵就可以了。



  这里需要注意的是,一般的潜水泵,是不可以在陆地使用的。即不可以干着用。选择水陆两用,扬程在1.5米左右即可达到要求。


对于系统整体都使用液冷系统来散热的PC来说,也可以将多个泵串连。



  此时需要注意的就是,连接泵的时候,注意一个泵的出水口,经过一定的吸热或者散热装置的时候,到达的是另外一个泵的入水口。此外,还要注意一个“负载平衡的问题”。即不要让两个泵直接串连。让一个泵经过一定的设备,再和另外一个泵串连。这样每个泵的负载基本相当,散热效果更佳。



本文转自
http://www.wsjol.com/article/2005-7/2005716130201.htm