探究水冷散热技术的利与弊介绍

常规水冷散热器是市售高端芯片散热产品中除热管之外的第二大阵营。同其他散热方式类似，水冷散热的传热过程也分为两部分：液体循环进行热量搬运或展开以及远端翅片的空气冷却。水冷散热技术的优点在于结构灵活多变，同时散热性能较为优秀。在采用大体积的远端散热水排时，水冷散热器的性能甚至可超越顶级热管。图1-5展示了典型的CPU水冷散热器及其应用情况，此类系统由冷板、水泵、散热水排及传输管道构成。值得一提的是，当前大多数水冷散热器内的水冷液并非纯水，而为特殊的具有良好绝缘、抗冻性能的复合液体。芯片散热领域的水冷散热器实际上代表了常规液冷这一大类冷却技术。

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图1-5　市售CPU水冷散热器产品及其典型应用架构

水冷散热器的性能主要取决于冷板内的液体对流热阻和远端翅片的空气对流热阻。当前大多数水冷散热产品冷板内的液体对流换热系数和热管蒸发相变换热系数相当［2，9］。而远端翅片因为体积和成本限制，目前也和顶级热管基本持平甚至略小。总的来说，目前水冷技术在性能上并不显著优于热管产品（大体积散热水冷除外）。除了价格较高，工质存在潜在泄露及蒸发等问题也是水冷技术的关键瓶颈。要解决此类问题，一方面可从结构着手，比如增加储备水箱、防漏接头等部件；另一方面需要从工质着手，寻找热物性更优、绝缘，同时不易蒸发泄露的冷却工质。