一种计算机新型散热机箱

晏玉义 张圆 朱爽爽 查李君 左聪

摘要：随着计算机芯片技术的发展，其CPU发热量越来越大，现如今解决CPU的散热，开发有效的冷却技术是当今世界正在研究的重要课题。目前应用最广泛的CPU散热技术仍然是强制风冷散热。但风冷散热效率差、噪音高，已经逐渐跟不上现代化计算机的散热需求。因此，针对以上问题，提供一种计算机新型散热机箱。利用水的比热容超大的特点，达到吸收大量的热量来保持温度不会出现明显的变化，达到散热效果。

关键词：散热；吸热降温；效率高噪声低

一、引言

（一）课题背景

我国在计算机领域，计算机芯片技术的发展使CPU发热量越来越大，解决CPU的散热，开发有效的冷却技术是当今世界正在研究的重要课题。传统的CPU散热技术仍然是强制风冷散热。但风冷散热效率差、噪音高，已经逐渐跟不上现代化计算机的散热需求。所以，设计一种新型散热机箱来克服风冷散热效率差、噪音高的缺点有着重要意义。

我国目前应用最广泛的CPU散热技术仍然是强制风冷散热。但风冷散热效率差、噪音高，已经逐渐跟不上现代化计算机的散热需求。而电脑散热不足会导致很多的电脑故障，整个系统的散热会直接影响电脑的稳定性和性能，长此以往，很可能引发更严重的问题，对系统危害极大。即使你的电脑看上去似乎一切正常，那也只是暂时的，仍然存在着危险，同时减少硬件的使用寿命，更会浪费你宝贵的时间和资金的投入。

（二）课题的目的和意义

近几年计算机芯片技术的发展使CPU发热量越来越大，而目前最广泛的CPU散热技术仍然是强制风冷散热。但风冷散热效率差、噪音高，已经逐渐跟不上现代化计算机的散热需求。所以提供一种计算机新型散热机箱来克服风冷散热效率差、噪音高的缺陷有着重要意义。在对电脑及时散热同时，还可以延长硬件的使用寿命，也会为你节省宝贵的时间和资金的投入，还能增加电脑维护的经验。

（三）设计思路

计算机新型散热机箱，包括机箱外壳、水冷块、水泵、水箱和散热块，我们将机箱和水泵均安装于机箱外壳内部的下端，而水冷块安装于机箱外壳内部CPU的一侧，将水冷块和散热块的内部均设置有循环水道，水箱、水泵、水冷块和散热块通过若干塑料导管依次连接组成循环水路，在散热块的一侧安装有散热风扇，散热风扇安装于机箱外壳的内侧壁上，塑料导管的拐角处均套装有铜弯管，如图1所示。

二、计算机机箱散热理论与效果

（一）散热理论

计算机新型散热机箱，包括机箱外壳、水冷块、水泵、水箱和散热块，将机箱和水泵均安装于机箱外壳内部的下端，而水冷块安装于机箱外壳内部CPU的一侧，水冷块和散热块的内部均设置有循环水道，将水箱、水泵、水冷块和散热块通过若干塑料导管依次连接组成循环水路，在散热块的一侧安装有散热风扇，然后将散热风扇安装于机箱外壳的内侧壁上，再将塑料导管的拐角处均套装有铜弯管。塑料导管为水密性透明塑料管，水箱内的冷却液中添加有增光剂。水冷块和散热块由铜质或铝质材料制成。如图2、图3所示。

（二）工作效果

使用该装置为计算机主机散热，因为水的比热容超大的特点，所以能够吸收大量的热量而保持温度不会有明显的变化，与水冷块相连的CPU的温度能够得到很好的控制，突发的操作都不会引起CPU内部温度瞬间大幅度的变化；冷却用水吸收CPU的热量后，在导管内持续流动，逐渐将热量散去，即使外界温度较高，水散热较慢，开启散热风扇后，也只需较低的转速即可大大加快水的散热速度，这样电脑主机就能及时散热，不仅可以延长硬件使用寿命，也能节约宝贵的时间和资金投入。

三、工作原理

在计算机的使用过程中，CPU工作发热，并将热量持续传递到与其连接的水冷块内，而水冷块内设置有循环水道，循环水道的水吸收水冷块的热量，从而为CPU和水冷块散热降温，而整个循环水路内的水在水泵的作用下循环流动，从而使循环水道内吸收了热量的水在塑料导管内流动的过程中逐渐降温，直至恢复常温；以此循环往复，即可持续为计算机主机内的CPU进行降温。

四、实验仿真

实施案例 ：通过對不同计算机机箱散热实验，这种新型计算机散热机箱利用水的比热容超大的特点，吸收大量的热量而保持机箱温度不会有明显的变化，与水冷块相连的CPU的温度能够得到很好的控制，突发的操作都不会引起CPU内部温度瞬间大幅度的变化；冷却用水吸收CPU的热量后，在导管内持续流动，逐渐将热量散去，即使外界温度较高，水散热较慢，开启散热风扇后，也只需较低的转速即可大大加快水的散热速度，这样电脑主机就能及时散热，可以延长硬件使用寿命。

五、总结与展望

本文针对在计算机芯片技术高速发展的情况下，电脑CPU发热量越来越大，为了解决CPU的散热，帮助人们克服传统风冷散热效率差、噪音高的缺陷，提供一种计算机新型散热机箱。这种新型散热机箱和整体的散热系统与风冷系统相比显得非常安静，且工作效率高。通过这个装置电脑主机不仅能及时散热，还可以延长硬件使用寿命，也能节约人们宝贵的时间和资金投入。

参考文献：

[1]袁方凌.机箱内电子元件散热的数值分析[D].青岛大学，2014.

[2]何伟.电子设备散热特性分析与仿真方法研究[D].电子科技大学，2011.

[3]王永豪.典型散热器热分析及优化设计平台开发[D].西安电子科技大学，2012.

*项目名称：一种可扫除盲区的汽车后视镜，项目编号：201710959024，项目类别：创新训练项目。

（作者单位：安徽三联学院）