作为一种成熟的散热技术,液冷散热方式一直以来都被广泛应用于工业途径,如汽车,飞机引擎的散热。将液冷散热技术应用于计算机领域其实并非是因为风冷散热已经发展到了尽头,而是由于液体的散热速度远远大于空气,因此液冷散热器往往具备不错的散热效果,同时在噪音方面也能得到很好的控制。由于在散热效率和静音等方面有着的种种优势,在计算机风冷散热流行不久后,液冷散热也随之出现。令人可喜的是,时至今日,计算机领域的液冷散热正在普及开来,这种状况归根结于液冷的安全性和稳定性有了很大的进步。
一套典型的水冷散热系统具有以下部件:水冷块、循环液、水泵、管道和水箱或换热器。水冷块是一个内部留有水道的金属块,由铜或铝制成,与CPU接触并将吸收CPU的热量。循环液由水泵的作用在循环的管路中流动,如果液体是水,就是我们俗称的水冷系统。吸收了CPU热量的液体就会从CPU上的水冷块中流走,而新的低温的循环液将继续吸收CPU的热量。水管连接水泵、水冷块和水箱,其作用是让循环液在一个密闭的通道中循环流动而不外漏,让液冷散热系统正常工作。水箱用来存储循环液,换热器就是一个类似散热片的装置,循环液将热量传递给具有大表面积的散热片,散热片上的风扇则将流入空气的热量带走。
冷却液,全称应该叫防冻冷却液,意为有防冻功能的冷却液,防冻液可以防止寒冷季节停车时冷却液结冰而胀裂散热器和冻坏发动机气缸体,但是我们要纠正一个误解,防冻液不仅仅是冬天用的,它应该全年使用,汽车正常的保养项目中,每行驶一年,需更换发动机防冻液。
符合国家标准的冷却液,沸点通常都是超过105℃,比起水的沸点100℃,冷却液能耐受更高的温度而不沸腾(开锅),在一定程度上满足了高负荷发动机的散热冷却需要。
汽车发动机冷却液主要由水、乙二醇和添加剂组成,而添加剂以腐蚀抑制剂为主。添加剂的主要作用是防腐,同时兼有防垢和抗泡作用。目前,汽车发动机冷却液的基础液主要是乙二醇,不同冷却液配方的差异在于采用了不同的腐蚀抑制体系。在水和乙二醇作为基液的前提条件下,冷却液配方研究的关键技术是腐蚀抑制剂的选择与复配。通常根据腐蚀抑制剂的组成,将冷却液分为无机盐型和有机酸型,其中,无机盐型又分磷酸盐型、胺型、硅酸盐型。
无机磷酸盐型缓蚀体系以磷酸盐和硼砂为主剂,不含硅酸盐。该体系对冷却系统中钢、铸铁有较好的保护作用,对铝也有一定保护作用,适合以钢、铸铁为主要材质的发动机冷却系统。但研究发现,磷酸盐在高温条件下对铝的保护作用减弱,硼砂还将促进铝合金传热腐蚀。因此,该体系不适合以铸铝合金为主要材质的发动机冷却系统。再者,磷酸盐会与硬水中的钙、镁离子结合形成絮状物沉淀,阻塞散热器盘管,造成冷却液流动不畅,产生过热现象;而且当水中磷酸根浓度超过10mg/kg时,即可产生富营养化,加重水质污染,不利于环保。因此,20世纪70年代后,发达国家对磷酸盐的使用加以严格限制,以磷酸盐为主剂的缓蚀体系逐渐被淘汰。