散热装置是水冷系统散热的关键,通常是整套水冷成本中的大头。常见的水冷系统的散热装置有三种,分别是冷排(Radiator,散热排/水冷排)、被动散热水箱(Passive Reservoir)以及使用半导体制冷片的主动制冷装置(T.E.C. Cooling)。本文定位于入门基础知识,所以主要讨论冷排。
冷排其实是一个巨大的散热片,吸收了热量的水按照右图中的箭头方向流入冷排左上方的水室,通过六条扁铜管流到冷排的另一头,然后再通过连通室经过另外六条扁铜管回到右下方的水室再流出冷排。水流呈U字型路线流动的同时,其热量会传导给十二条扁铜管,扁铜管再把热量传递给焊接在扁铜管之间的波浪形散热鳍片,后由风扇把散热鳍片上的热量吹到空气中。
上图的透明冷排是结构简单的一款,单面只能装一个12cm风扇,它的扁铜管只有一层12根(也称为单层水道),散热能力有限。冷排的散热面积与散热能力挂钩,要获得更大的散热面积,可以选择把冷排做得更大或者更厚,也可以选择在散热鳍片上下功夫。按照可装风扇的直径,常见的冷排有80系列(8cm风扇)、90系列(9cm风扇)、120系列(12cm风扇)、140系列(14cm风扇),其中120系列在电脑水冷中应用广泛。按照单面可安装风扇的数量来看,冷排从装一个12cm风扇的120到装4个12cm风扇的480不等,其中3风扇的360规格冷排因为体积和效能比较平衡,使用多。
XSPC的RX系列冷排,从左至右分别为120、240、360、480规格。
按厚度分类,常见的冷排有单层水道25mm、35mm厚度,双层水道的45mm、50mm、55mm、60mm等厚度规格,甚至还有厚达104.2mm的旗舰级产品。40mm及以下厚度的一般称为薄排,40mm以上厚度的称为厚排,厚排的散热能力通常比薄排更佳。不过,厚排可能需要更高的风扇转速才能发挥出理想的性能水平。在散热鳍片上增加散热面积也是一种思路,增大鳍片的密度或者装设双层鳍片都可以直接增大散热面积。
影响冷排散热效果的因素除了前面所述的尺寸、鳍片密度和风扇风量之外,还要考虑紫铜材料的纯净程度、鳍片的设计和焊接工艺,甚至是表面防锈漆的选择和喷涂厚度等细节,都会影响到散热效果。另外,冷排还可以用并联或者串联的方式来增加总体散热能力。