CPU散热器选购——用热管不一定就是好散热器

CPU散热器选购——用热管不一定就是好散热器
    现如今由于CPU频率不断攀升，主机内部各部件性能逐渐提升，散热问题成为关键。为解决高发热量问题，电脑散热器近年来可谓是日新月异。热管、液态金属、回流焊接、线切割等各种高科技材料的应用以及堪比工艺品的制造工艺，如今都体现在了电脑散热器上。如何选择CPU散热器呢？使用热管的就是好散热器吗？

    其中，热管的应用更是成为了如今高性能散热器的代名词之一。热管是一种导热性能极高的被动传热元件。热管利用相变原理和毛细作用，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。热管是一根真空的铜管，里面所注的工作液体是热传递的媒介。在电子散热领域里，最典型的工作液体就是纯净水。使用圆柱形铜管制成的热管是最为常见的。热管壁上有吸液芯结构。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。因为热管内部抽成真空以后，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。只要加热热管表面，工作液体就会蒸发。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。当蒸汽在热管壁上冷凝的时候，蒸汽放出汽化潜热，从而将热传向了冷凝端。之后，热管的吸液芯结构使冷凝后液体再回到蒸发端。只要有热源加热，这一过程就会循环进行。

    通过原理介绍，我们可以看出热管并不具备任何散热作用而仅仅具备导热的作用而已。要想将热管导出的热量尽快排出，散热器上还必须设计有大面积散热鳍片以及设计有良好的散热性能。

 

    近期看到论坛上关于热管散热器争论颇多，其中关于安装方向问题更是引起了众多玩家的讨论。通过简单的变更热管散热器安装方向便可直接影响到最终性能的发挥，最佳成绩与最差成绩差距竟然可以达到18%。围绕这一现象众多玩家展开了激烈讨论，最终讨论分为了两大派别：1、热管裸露部分受到外界冷空气影响，导致蒸发速度降低最终影响性能发挥；2、热管内部工质受到重力影响，回流不畅最终影响性能发挥。

    两大派别为了证实自己的说法正确性，纷纷找来大量技术资料以及通过实际测试来进行证明。那么两大派别到底是谁对谁错呢？最终，我们还需要通过原理来进行分析并且结合实际测试来进行验证。

热管的工作原理

    首先，我们还是从原理来对这一现象进行分析。如同工作原理介绍部分中所描述的一样，热管实际是利用液体、气体的循环变化而实现导热作用。热导管与发热端接触部分称为吸热端，而与散热鳍片接触部分称为冷凝端。两端没有本质区别，区分方法只需要看哪一端与发热源接触哪一边就是吸热端，另一端则是冷凝端。在吸热端与冷凝断之间的部分为导热部分，导热部分大多数情况下是与空气直接接触。

    由于热管内部工质掺杂有一定化学原料并且采用抽真空设计，所以工质得沸点远远低于标准大气压下水的沸点通常仅有摄氐35度左右。如果热管道热过程中受到外界冷空气干扰，就会导致工质蒸发气体在未到达冷凝端时就会出现液化回流现象，从而大幅度影响了热管散热器的性能表现。这一观点，从同一热管散热器四个不同角度安装后的性能表现便可看出。

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    然而对于性能损失来自重力的观点，也不能说没有一定道理。为加强热管效能，目前很多热管制造厂家都会在热管内部填充一定数量铜粉。铜粉的作用，是为进一步加大发热源以及冷凝端与工质的接触面积。在这种情况下，人们自然会联想到重力对于热管性能表现的影响。如果冷凝端冲下，那么铜粉怎么又会自己往上跑呢？这样的问题确实在一定程度上可以成立。但是，由于目前PC上所采用的热管均采用内部抽真空的毛细结构加之从体积上属于微型热管，所以在重力影响上几乎可以忽略不计。

热管方向带来的影响与重力无关

    为了证实上述分析，用户进行了一次全面的测试。测试时所采用的机箱在背板处以及顶部分别设有一颗12CM与14CM。由于14CM风扇风量远大于12CM风扇，所以在开启风扇是热管裸露部分冲上效果最差。如果说这样的测试还不能够说明热管方向带来的影响与重力无关，那么在关闭风扇情况下的测试就可以说是更为直观。

 

    同样的散热器、同样的测试环境，唯一不同的就是开启/关闭系统风扇。此时，原本效果最差的热管裸露部分冲上形式有了好转，而裸露部分冲左（冲向机箱背板处）测试成绩却出现了很大幅度落差。我们姑且不去分析具体原因，数据的巨大变化已经足以驳倒重力为关键的说法。

 

    排除了重力影响，那么我们再来仔细分析一下冷空气是如何来袭击热管裸露部分的。众所周知，热空气的流动方向是自然向上而冷空气则恰好相反。然而，这一现象在相对密封的机箱内部却发生了巨大变化。由于需要保持内外大气压强一致，机箱内部热空气被有效的排出同时外部冷空气则通过散热孔被强行积压至机箱内部，从而形成了所谓的机箱风道。

 

    目前，绝大部分机箱产品都是将电源放在顶部同时在背板处开设散热风扇安装孔位，电源与风扇都会将热量排出至机箱外部。而位于前面板处的散热孔与侧板CPU对应位置、显卡对应位置的散热孔，更多时间则是负责为外部冷空气进入机箱内部而提供通道。

    如果，用户使用的机箱如同之前测试中玩家所用的一样既顶部没有设计电源而是开设了散热孔位。那么在全部风扇关闭情况下，根据热空气向上流动的原理除位于顶部的散热孔适用于散热外其余散热孔将全部用于冷空气进入。

38度机箱理念

    如今市场上所见到的机箱产品大多是符合38度产品设计理念，那么38度理念到底是从何而来呢？所谓38度理念其实在INTEL设计上并没有针对这一理念来进行设计，而是仅仅在建议进行了说明。如今伴随新一代处理器以及配件的发展，38度理念也提升到了40度。

 

    38度理念是指，在INTEL规定平台上（915G+CD2.1GHz）CPU散热器上放2CM四点平均温度不超过38度。值得注意的是INTEL在提出38度理念时选用的配置较低，同时散热器上并未采用热管。如今不仅仅是CPU散热器带有热管，连同主板、显卡甚至电源都开始采用热管，那么传统的38度理念面对这些高科技产品时还是否可行呢？下面让我们来根据热管原理以及热学原理来对它们进行逐一分析。 www.dianzi6.com

 

    CPU散热器采用热管已经在上面进行了充分的分析，现在我们再来结合38度概念机箱来看下整体风道。不论是隔层式结构还是塔式结构，其冷凝端（鳍片）位置都是向上，这里正好对应机箱侧板上CPU散热孔位置。在电源与背部排风扇的共同作用下，CPU散热孔将外部冷空气吸入直接为冷凝端进行散热，冷热两端巨大的温差变化可以使得散热器整体效果发挥更加理想。

 

总结：了解原理　不要被表面现象所蒙蔽

    热管本来应用于航空航天领域，被引用到PC行业可谓是具有划时代意义的设计。高性能导热效能，为PC散热器的性能提升带来了充分的发挥空间。然而世间万物没有任何一款是十全十美的，热管散热器同样如此。在充分的了解了其工作原理后，我们便不难找出最佳的应用方法。有的时候并不是应用了最新最高端的技术就会得到理想的效果，同样也并不是散热孔越多就代表散热就越好。任何技术的应用、任意款产品的使用，都需要注意它本身的特点来配合，这有这样才能够发挥出它本身最强的性能。

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