无风扇冷却技术基础介绍

      在计算机运行时,热量是计算机组件的副产品。虽然这些组件设计时尽量减少热量产生,但过剩的热量仍然可能积聚。如果组件过热,可能会导致故障、损坏,甚至迫使计算机关闭。因此,当移除的热量不足以抵消产生的热量时,问题就会出现。为了保持组件的凉爽,通常会使用风扇将热量排出。然而,无风扇技术,如蒸汽腔室,是一种新的改进方法,能够被动地移除热量。本文将重点介绍无风扇技术的主要特点及其应用。
       
      什么是“无风扇冷却技术”?
      当自然散热无法抵消生成的热量时,就需要使用风扇。大多数计算机都有内部风扇,每当计算机开启时都会持续运行。然而,还有其他冷却方法能够避免或最小化风扇的使用。这些方法包括更为被动的冷却方式,如半无风扇技术以及各种不需要风扇的冷却方法。
      什么是半无风扇电源?
      电源单元(PSU)顾名思义为计算机提供电力。PSU将来自电源的交流电转换为低电压直流电,从而确保计算机能以正确的电压正常运行。然而,这一过程并非完全高效,一部分能量会被浪费,并转化为热量,使PSU容易过热。为了冷却PSU,可以使用半无风扇技术。半无风扇PSU仍然配备风扇,但只有在需要时才启动。这意味着风扇不会一直运行,而是只有当PSU温度达到特定水平时,风扇才会启动。当温度下降时,风扇会自动停止。
      无风扇冷却与风扇冷却的对比无风扇冷却通过被动技术防止计算机组件过热。常见的被动冷却技术包括散热片和热管。尽管这些方法有许多优点,但也存在一些缺点。无风扇冷却的优点
      • 噪音减少:无风扇冷却最大的优点是减少噪音。许多人会选择半无风扇或无风扇系统,因为风扇的持续运行会带来较大的噪音,尤其是当计算机工作负载增加时。随着计算机输出功率的增加,风扇的速度也会增加,从而产生更多的噪音。相比之下,无风扇冷却技术的噪音较小。
      • 减轻重量和体积:风扇会使设备变得更大或更笨重,而一些无风扇冷却技术(如蒸汽腔室)非常薄,几乎不占空间,使设备更加紧凑,甚至腾出更多空间用于其他用途。
      • 减少机械故障:风扇通过产生气流来冷却计算机,但机械部件容易磨损并最终发生故障。无风扇冷却消除了这种风险,因为没有移动部件,不需要定期维护。
      • 适用于需要减少气流的环境:某些环境,如手术室或实验室,要求气流最小化,以避免不必要的微生物和尘埃在空气中传播。无风扇冷却技术不会产生气流,适合这些特殊场所。无风扇冷却的缺点
      • 冷却效果较差:无风扇冷却的效率通常不如风扇冷却。此外,一旦被动冷却方法失效,如果没有风扇作为备份,组件可能会过热。因此,在高温环境中,无风扇冷却技术可能并不理想,因为过热的风险较高。
      • 电气噪声:虽然没有风扇噪声,但许多人误以为无风扇冷却会让计算机完全安静。实际上,即使没有风扇,总会有一些电气噪音,虽然这种声音不大,但仍然是不可避免的。
      无风扇冷却如何工作无风扇冷却有多种方法来冷却重要组件,如中央处理器(CPU)。无风扇冷却技术已经成功应用于CPU的冷却,采用了诸如散热片、热管、佩尔帖模块和蒸汽腔室等多种机制。以下是这些机制的详细介绍。
      在CPU中的应用示例CPU是计算机的大脑,包含了许多参与编程和存储的电路。当计算机活动增加时,CPU的工作量也增加,所需的能量更多。与所有电气组件一样,当需要更多电力时,CPU容易过热。因此,确保CPU不发生过热是至关重要的,因为计算机依赖于CPU的正常运作。
      无风扇冷却技术的类型散热片
      被动散热片是一种通过传导将热量逐渐从CPU转移的组件。散热片通常由铝或铜等具有较高热导率的金属制成,这有助于更高效地将热量从CPU传导到散热片。热管
      热管也能将热量从CPU转移走。热管内有一种热传导液体,它通过去除潜热蒸发,蒸汽将热量传递到冷端,从而释放热量。这个过程有两个阶段:液态和气态。佩尔帖模块
      佩尔帖模块利用佩尔帖效应通过热电冷却来减少热量。当电流通过模块时,模块可以产生冷却或加热效果。电流通过模块时,热量被冷却。蒸汽腔室
      蒸汽腔室基于热管技术。与单独的热管不同,蒸汽腔室使用一个整体腔室,热量通过蒸发和凝结迅速从CPU传递出去。由于其较高的热导率,蒸汽腔室能够更快地散热。


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