一種計算機新型散熱機箱

晏玉義 張圓 朱爽爽 查李君 左聰

摘要：隨著計算機芯片技術的發展，其CPU發熱量越來越大，現如今解決CPU的散熱，開發有效的冷卻技術是當今世界正在研究的重要課題。目前應用最廣泛的CPU散熱技術仍然是強制風冷散熱。但風冷散熱效率差、噪音高，已經逐漸跟不上現代化計算機的散熱需求。因此，針對以上問題，提供一種計算機新型散熱機箱。利用水的比熱容超大的特點，達到吸收大量的熱量來保持溫度不會出現明顯的變化，達到散熱效果。

關鍵詞：散熱；吸熱降溫；效率高噪聲低

一、引言

（一）課題背景

我國在計算機領域，計算機芯片技術的發展使CPU發熱量越來越大，解決CPU的散熱，開發有效的冷卻技術是當今世界正在研究的重要課題。傳統的CPU散熱技術仍然是強制風冷散熱。但風冷散熱效率差、噪音高，已經逐漸跟不上現代化計算機的散熱需求。所以，設計一種新型散熱機箱來克服風冷散熱效率差、噪音高的缺點有著重要意義。

我國目前應用最廣泛的CPU散熱技術仍然是強制風冷散熱。但風冷散熱效率差、噪音高，已經逐漸跟不上現代化計算機的散熱需求。而電腦散熱不足會導致很多的電腦故障，整個系統的散熱會直接影響電腦的穩定性和性能，長此以往，很可能引發更嚴重的問題，對系統危害極大。即使你的電腦看上去似乎一切正常，那也只是暫時的，仍然存在著危險，同時減少硬件的使用壽命，更會浪費你寶貴的時間和資金的投入。

（二）課題的目的和意義

近幾年計算機芯片技術的發展使CPU發熱量越來越大，而目前最廣泛的CPU散熱技術仍然是強制風冷散熱。但風冷散熱效率差、噪音高，已經逐漸跟不上現代化計算機的散熱需求。所以提供一種計算機新型散熱機箱來克服風冷散熱效率差、噪音高的缺陷有著重要意義。在對電腦及時散熱同時，還可以延長硬件的使用壽命，也會為你節省寶貴的時間和資金的投入，還能增加電腦維護的經驗。

（三）設計思路

計算機新型散熱機箱，包括機箱外殼、水冷塊、水泵、水箱和散熱塊，我們將機箱和水泵均安裝于機箱外殼內部的下端，而水冷塊安裝于機箱外殼內部CPU的一側，將水冷塊和散熱塊的內部均設置有循環水道，水箱、水泵、水冷塊和散熱塊通過若干塑料導管依次連接組成循環水路，在散熱塊的一側安裝有散熱風扇，散熱風扇安裝于機箱外殼的內側壁上，塑料導管的拐角處均套裝有銅彎管，如圖1所示。

二、計算機機箱散熱理論與效果

（一）散熱理論

計算機新型散熱機箱，包括機箱外殼、水冷塊、水泵、水箱和散熱塊，將機箱和水泵均安裝于機箱外殼內部的下端，而水冷塊安裝于機箱外殼內部CPU的一側，水冷塊和散熱塊的內部均設置有循環水道，將水箱、水泵、水冷塊和散熱塊通過若干塑料導管依次連接組成循環水路，在散熱塊的一側安裝有散熱風扇，然后將散熱風扇安裝于機箱外殼的內側壁上，再將塑料導管的拐角處均套裝有銅彎管。塑料導管為水密性透明塑料管，水箱內的冷卻液中添加有增光劑。水冷塊和散熱塊由銅質或鋁質材料制成。如圖2、圖3所示。

（二）工作效果

使用該裝置為計算機主機散熱，因為水的比熱容超大的特點，所以能夠吸收大量的熱量而保持溫度不會有明顯的變化，與水冷塊相連的CPU的溫度能夠得到很好的控制，突發的操作都不會引起CPU內部溫度瞬間大幅度的變化；冷卻用水吸收CPU的熱量后，在導管內持續流動，逐漸將熱量散去，即使外界溫度較高，水散熱較慢，開啟散熱風扇后，也只需較低的轉速即可大大加快水的散熱速度，這樣電腦主機就能及時散熱，不僅可以延長硬件使用壽命，也能節約寶貴的時間和資金投入。

三、工作原理

在計算機的使用過程中，CPU工作發熱，并將熱量持續傳遞到與其連接的水冷塊內，而水冷塊內設置有循環水道，循環水道的水吸收水冷塊的熱量，從而為CPU和水冷塊散熱降溫，而整個循環水路內的水在水泵的作用下循環流動，從而使循環水道內吸收了熱量的水在塑料導管內流動的過程中逐漸降溫，直至恢復常溫；以此循環往復，即可持續為計算機主機內的CPU進行降溫。

四、實驗仿真

實施案例 ：通過對不同計算機機箱散熱實驗，這種新型計算機散熱機箱利用水的比熱容超大的特點，吸收大量的熱量而保持機箱溫度不會有明顯的變化，與水冷塊相連的CPU的溫度能夠得到很好的控制，突發的操作都不會引起CPU內部溫度瞬間大幅度的變化；冷卻用水吸收CPU的熱量后，在導管內持續流動，逐漸將熱量散去，即使外界溫度較高，水散熱較慢，開啟散熱風扇后，也只需較低的轉速即可大大加快水的散熱速度，這樣電腦主機就能及時散熱，可以延長硬件使用壽命。

五、總結與展望

本文針對在計算機芯片技術高速發展的情況下，電腦CPU發熱量越來越大，為了解決CPU的散熱，幫助人們克服傳統風冷散熱效率差、噪音高的缺陷，提供一種計算機新型散熱機箱。這種新型散熱機箱和整體的散熱系統與風冷系統相比顯得非常安靜，且工作效率高。通過這個裝置電腦主機不僅能及時散熱，還可以延長硬件使用壽命，也能節約人們寶貴的時間和資金投入。

參考文獻：

[1]袁方凌.機箱內電子元件散熱的數值分析[D].青島大學，2014.

[2]何偉.電子設備散熱特性分析與仿真方法研究[D].電子科技大學，2011.

[3]王永豪.典型散熱器熱分析及優化設計平臺開發[D].西安電子科技大學，2012.

*項目名稱：一種可掃除盲區的汽車后視鏡，項目編號：201710959024，項目類別：創新訓練項目。

（作者單位：安徽三聯學院）