电脑硬件冷却
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电脑硬件冷却是指将电脑硬件运行时产生的废热传导并散发到机箱外部、以保证元器件能在适宜温度下工作的过程。各种冷却手段用来保证处理器性能以及降低散热风扇的噪音。
类似于中央处理器，北桥和显卡这样的大功率组件产生的大量热量不仅会造成性能降低，还有可能损坏自身组件。部分组件过热会导致组件停止工作，从而引发系统出现异常甚至崩溃当机。很多电脑在温度达到危险级别时会强制关机，也有一些在BIOS设置中让用户指定一个危险温度，达到这个温度BIOS会报警，用户可以忽略警报或者关机。但是，错误的设置危险温度有可能导致系统不稳定或者损坏硬件。
需要散热的原因
[编辑]在电脑运作期间，各硬件产生大量热能，当中主要来自集成电路，例如：中央处理器、晶片组、图形卡和硬盘等。为使它们在安全操作温度中运作，必须为它们散热。当中可使用原装或额外加装的散热器以达到维持安全温度。散热主要靠使用散热片增加散热面，一般会再加上风扇籍以加速气流，吸入冷空气并排出热气。节流电脑零件为了减少发热。电脑硬件过热会减低最长寿命并造成当机，甚至系统崩溃等问题。
某些CPU和GPU内部有热传感器，当温度过高，他们会自动关机或降频以保护内部组件。但是，这种手段面对频繁的高温仍然无法阻止对集成电路的损坏。 另外，部分组件会在空闲时降低工作频率，以此来降低发热量和功率。
主动式（热电）制冷
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除了利用热传导装置而实现的被动散热，热电效应中的珀耳帖效应也可用于主动制冷，特别是在卫星、潜艇等一些特殊需求的晶片使用环境中，主动式（热电）制冷，可以具备无移动部件、低维护、紧凑尺寸和对方向不敏感等特性。现代的热电制冷装置使用多个堆叠单元，每个单元由数十个或数百个彼此相邻布置的热电偶组成，可实现大量的热导出。[1]
主动式制冷的另一个优点是，热电制冷装置可以产生低于其本身环境温度的温度，这是被动散热器、散热器冷却液体冷却和热管等都不可能实现的。然而，在泵送热量时，热电制冷模块通常会消耗比泵送的热量更多的电能。另外，也可以使用热电制冷组件和高压制冷剂（两相冷却）来冷却电脑晶片。[2][3]
几十年来，热电偶的材料一直倾向于使用窄带隙半导体，如铋、碲及其化合物。 “唐-崔瑟豪斯理论 ”提出，经过工程改造的纳米结构型的宽频隙半导体材料，可以更有效的提高电脑晶片主动制冷的性能。 [4][5]
根据“唐-崔瑟豪斯理论”，麻省理工学院和IBM的唐爽进一步指出，基于碳元素的半导体和半金属材料嵌入电脑晶片后，可用作可转化混合制冷器件，可以在被动散热和主动热电制冷之间转换。 [6][7]
风冷
[编辑]散热风扇是风冷最常见的工具。电脑的风扇可能附着在机箱上，也可能附着在CPU、GPU、晶片组、硬盘或者PCI卡上，利用导热膏帮助传热。常见的风扇直径有40、60、80、92、120和140毫米等。最近也出现了达到200甚至240毫米的大风扇。
散热风扇搭配热导管和散热片后可增加散热性能，热导管基本上是一内含作动流体之封闭腔体，借由腔体内作动流体持续循环的液汽二相变化，及汽&液流体于吸热端及放热端间汽往液返的对流，使腔体表面呈现快速均温的特性而达到传热的目的。
在桌面电脑上
[编辑]一般桌面电脑会使用多个风扇来进行散热。市面上几乎所有的消费级电源在电源箱里面都有一个风扇。很多制造商建议从机箱前后一面抽入冷空气，让热空气从顶部或后部散发，但一般桌面电脑可选择的配件和架构众多，也有很多不同的方法。
水冷
[编辑]超频与散热
[编辑]相关条目
[编辑]参考文献
[编辑]- ^ The Prospects of Alternatives to Vapor Compression Technology for Space Cooling and Food Refrigeration Applications (PDF). [23 January 2013]. （原始内容存档 (PDF)于6 March 2013）.
- ^ Kijk magazine, 2, 2020
- ^ Technology | Incooling. www.incooling.com. [2023-06-17]. （原始内容存档于2021-04-17）.
- ^ Tang, Shuang; Dresselhaus, Mildred. Building the Principle of Thermoelectric ZT Enhancement. 2014. arXiv:1406.1842
.
- ^ Tang, Shuang. Using Pseudo-ZTs for Thermoelectric Materials Search (PDF). ES Materials & Manufacturing. 2019, 4: 45–50 [2023-06-17]. doi:10.30919/esmm5f213. （原始内容存档 (PDF)于2022-08-02）.
- ^ Tang, Shuang. Optimized Active Cooling and Refrigeration using Antidoted Graphene for Heat Management of Microelectronics. ES Materials & Manufacturing. 2022, 17: 57–62 [2023-06-17]. doi:10.30919/esmm5f668. （原始内容存档于2023-06-17）.
- ^ Tang, Shuang. Carbon Nanotubes for Active Refrigeration and Cooling in Micro and Mesoscale Systems. Engineered Science. 2022, 18: 263–270 [2023-06-17]. doi:10.30919/es8d578. （原始内容存档于2023-06-17）.
