散熱器(radiator 、CUP)是機器設備部件運轉時用于降低設備運轉時所產生的熱量,從而機械設備部件散熱制冷來增加機械運作壽命。所以散熱器的質量直接影響運轉機械設備部件的壽命。
隨著PC內部組件功耗及發熱量的不斷提升,如何有效地為PC降溫便成了亟待解決的問題,各式各樣的散熱器競相面世。從散熱方式上看,目前PC散熱仍然是最常見幾種:風冷、水冷、被動散熱。其中水冷散熱產品價格偏高,安裝繁瑣;被動式散熱的性能偏低,制作工藝上的限制更使其價格沒有優勢;至于其他如液氮、干冰之類則更屬專家玩家的選擇。風冷散熱性能優良、價格更低廉、安裝更簡便、應用更廣泛,是PC散熱器的主流。
風冷散熱器從結構上來說,一般分為4個部分:散熱風扇、散熱鰭片、扣具及附帶的調速裝置。
風扇
PC散熱器中的風扇主要有如下兩種:
軸流風扇(方型扇,圓形扇):軸流風扇以其便宜的價格使用最廣泛。其工作原理是利用風扇葉片的揚力使空氣在軸向方向流動,其風扇葉片一般與電動機直接相連,體積小,重量輕。
離心風扇(渦輪風扇):離心式風扇也叫渦輪風扇,利用離心力,空氣在葉片的半徑方向流動,可以得到很高的風壓,可裝置在通風阻抗大的場合發揮效果,顯卡散熱中多使用此類風扇。
風扇承軸技術
在PC直流風扇領域按承軸技術可分為以下幾類:油封軸承、滾珠軸承(又分單滾珠和雙滾珠兩種)液壓軸承、磁懸浮軸承、流體保護系統軸承(又稱為合金軸承)等。
在國內散熱器市場應用較多的軸承技術有:滾珠軸承,油封軸承以及液壓軸承。油封軸承風扇有制造成本低廉、工藝簡單、低噪音小的優勢,但是使用壽命很低,一般國產扇壽命最高只有5000-8000小時,而進口扇最高可達1,5000小時。滾珠軸承風扇使用壽命可以達到40,000小時,噪音比油封軸承風扇大,但成本較高。液壓軸承則在工作的噪音和使用壽命上都有突破,壽命可達到40,000小時。
風扇口徑
風扇口徑對風扇的出風量也有直接的影響,一般說來,風扇的口徑越大,那么該風扇的出風量也就越大,風力效果的作用面也就越大。一般8CM以上大口徑的風扇主要應用于機箱,電源以及高端的靜音散熱器。8CM以下的產品應用較廣,大到機箱電源小到內存顯卡等。大尺寸散熱風扇相比尺寸較小的風扇,可以在轉速、噪音更低的情況下獲得更大的風量。
散熱鰭片材質
常見散熱鰭片選用材質主要有全鋁、全銅、半銅半鋁、貼銅,通過下表可以看出,銀是效率最高的導體,很多工業用的閉合開關會采用銀點,但若應用于PC散熱器領域則成本太高。而銅純銅材料導熱率與純度99.9%銀導熱率非常接近,但成本卻相差幾十倍,全鋁的導熱率位居第三,材料的價格大約為純銅的一半,這也是全銅和全鋁材料在散熱領域應用較廣泛的主要原因。
散熱鰭片工藝
散熱鰭片從工藝上可分為:切割、鉚合、插齒、回流焊接以及比較暢銷的高塔熱管散熱器市場主流的散熱器鰭片在外形上都是標準的四邊形,但也有部分產品擁有自己獨特的外形,其中有以韓國思民為代表的圓形散熱器,還有以Tt為代表的塔式散熱器。相對其它形式的制造工藝而言,鉚合工藝要簡單不少,這也是低端散熱器市場最常見的類型。在主流市場上漸興起的導流管式散熱器則在材料上使用了導熱能力較強的熱導管,在散熱器底部采用全銅材料,而在散熱鰭片上部分廠家采用全銅設計也有部分廠家采用全鋁設計。這樣設計的原理是,首先全銅的吸熱底部將CPU的熱量導出然后通過熱導管將熱量迅速傳導到散熱鰭片上最終散出。從原理上,大家可以看到采用了熱管技術的散熱器熱量都需要經過幾次傳導才能散出,正因如此在不同材料之間的熱阻大小便會對散熱器整體性能有著直接影響。
為了降低風扇的轉速,加大散熱面積是一個非常好的方法。很多靜音散熱器也是通過這種方法來實現靜音目的。不過在加大散熱面積上各家也有不同的招式,我們常見到加大散熱器方法就是廠家加大散熱器的體積,但也有部分廠家是通過在單位面積內加大散熱面積來實現,這種散熱器的代表當數日本ALPHA系列。著名的ALPHA 8045就是在體積沒有增大情況下,通過添加更多的六棱散熱柱來實現增大散熱面積。面對這種散熱器,我們在風扇搭配上建議大家選用抽風式散熱結構,因為這將有利于熱空氣的排出。
散熱器扣具與風扇轉速調節
多功能扣具的套件的出現,不但增強散熱器的可升級性能,滿足了不同平臺用戶的需求,而且還為贏得更多時市場份額增加了籌碼,可謂一舉多得。而為了使自家的產品具備高散熱性能與靜音兼備的優勢。很多中高檔風冷散熱器都附帶了風扇轉速調節裝置。在調節方式上,主要分為自動調節以及手動調節。其中自動調節是指,配合與其匹配的平臺使用,風扇會根據環境溫度以及CPU的負載程度來進行自動調節。而手動調節,則是用戶根據自己需要通過調速器來進行手動控制轉速。因為CPU耐溫程度往往會高于溫控風扇的設置點,所以手動調節比較適合注重靜音的用戶。
總結
05年底Intel全新制成的65納米CPU以發布,在2006下半年就會大量的出現在零售市場,06年中旬AMD的AM2接口的處理器也將發布。而有著價格性能優勢的風冷散熱器,在近幾年仍然是出貨最多的產品。這無疑會給更多散熱廠商帶來商機,同時也會給廠商在散熱技術以及市場份額方面帶來更多挑戰。只有不短創新,另自己的產品在性能,特色以及服務上處于領先地位才能步步為營,才能贏得更多用戶的認可。 散熱器在北方地區也稱為“暖氣片”,它一般住宅用散熱器分水暖和電暖散熱器,有立式散熱器、地板散熱器和天花板散熱器,在此僅介紹常用的立式水暖散熱器。
散熱器材質
散熱器傳統材質
傳統采暖散熱器,以鑄鐵散熱器、板式散熱器為其典型代表,在我國使用已有上百年的歷史,由于其生產過程中能耗高、環境污染嚴重、熱效率低、傳熱慢、外觀粗陋、笨重,已成為家庭裝修的一個死角,許多家庭裝修時,不得不將鑄鐵散熱器“包”起來,這樣雖“遮住”了“丑”,但卻帶來了一系列的問題:一是占用空間;二是容易形成衛生死角;三是耐久性差,“包裝”暖氣片的材料時間久了易變形。由于傳統鑄鐵采暖散熱器的上述種種缺陷,國家有關部門已明令限制傳統鑄鐵散熱器生產和使用。
散熱器新型材質
新型采暖散熱器,按材料的不同分為鋼制散熱器、鋁合金散熱器、銅制散熱器、銅鋁復合散熱器、鋼鋁復合散熱器、不銹鋼散熱器等;按產品外形特點又分為柱式散熱器(二柱、三柱、四柱)、排管式散熱器(單排管、雙排管)、翼片式散熱器(雙面翼片、單面翼片)、翅片式散熱器(環形翅片、方形翅片),按散熱方式分為輻射散熱器、對流式散熱器等。常用的新型采暖散熱器是鋼制柱式散熱器、鋼制排管散熱器、鋁合金柱翼型散熱器、銅鋁復合柱翼型散熱器。
由于材料自身的特性,鋁合金耐酸、耐氧化、但易發生堿性腐蝕;鋼的強度高,能耐一定的堿性,但易發生氧化腐蝕;銅的耐腐蝕等綜合性能較好,但水中硫化物過多或是雜銅也會腐蝕,且銅的機械強度偏低。國家要求鋁合金散熱器和壁厚在2.5 mm 以下的鋼制散熱器,必須進行內防腐處理,涂布內防腐涂層,且鋁合金散熱器必須采用專用非金屬或雙金屬復合管件,不得使鋁制螺紋直接與鋼管連接,防止電化學腐蝕。
散熱器供熱
一般來說,鋼制散熱器,不能在開放式無壓鍋爐或蒸汽供熱系統中使用;鋁合金散熱器,不能在水質PH值過大的供熱系統或蒸汽供熱系統中使用;銅管鋁翼片(銅鋁復合)散熱器對水質無特殊要求,但安裝使用時要注意避免使聯箱銅管與翼柱銅管的接口受到過大的扭力。
除了解小區的供熱系統外,還要取得物業業管理部門的更換許可,因為有的小區不允許更換散熱器,有的小區只允許用規定材質的散熱器。
散熱器需求
通常住宅內應安裝多少瓦的散熱器的計算比較復雜,但可按45-70 瓦/平方米估算。在估算時,還應考慮樓房或平房、頂層或底層、端頭或中間、北方或南方、城里或城外、墻體保溫性等因素。在計算出散熱量的大小后,再適當多加10-20%的富余量。除此之外,消費者須提供所用供暖系統接口的口徑、進出水方式等基本數據。
散熱器品牌
派捷、昂比特堡、乾豐、佛羅倫薩、寧波中龍高科、圣春、凱捷、金海、祥和、佛瑞德、中亞青島適佳、華泰、盼盼、銳新、寶鼎、努奧羅、太陽花、三葉、吉水、宏倍斯、御馬、歐德寶、艾尼旺達、瓦薩齊、大連海鑫、森德、北京圣火、瑞華特、瑞特格、衡水國斌、華琛、意莎普·金泰格邦泰、恒泰、萬家樂、隴星、吉爽。
散熱器辨別腐層
一般來說,散熱器銷售人員言必稱“防腐”,并提供多種證明,令消費者眼花繚亂。但許多廠家為了節約成本,省掉了內防腐層某些處理環節,表面處理達不到要求,涂層厚度不達標,因此,市場上很多做了內涂的散熱器,在熱水中泡上5天左右便出現大面積起泡,涂層開始剝落,散熱器基材生銹,可想而知其防腐性能會如何。所以,消費者在選購防腐型散熱器時要慎重選擇,不要輕信商家的宣傳,可用手摸內水道檢查和查看防腐檢測報告等來綜合判斷。
選鋼質和鋁質散熱器,防腐性能的好壞是其關鍵所在。消費者選擇時,要看其是否是專業防腐,而不能以價格論,太便宜的散熱器的內防腐層的質量不合格。一般正規品牌散熱器的內防腐材料是高壓打進去的,無死角、氣泡,防腐性好;小品牌散熱器的內防腐層是手工灌進去的,存在死角、氣泡等,防腐性差。
散熱器選用配件
散熱器零配件質量問題及安裝材料質量問題是導致暖氣漏水的主要原因之一。石家莊有一些劣質水暖配件集散地,有的商家為了節省成本,采購劣質水暖配件,這容易致暖氣漏水,給消費者造成經濟損失。所以,應該到正規市場選用國家優質水暖配件。
鋁塑復合管一般是散熱器所用到的管材,鋁塑復合管的鋁層接頭有搭接和對接兩種,搭接的一般優于對接的,因為對接鋁層耐壓性能差,是搭接還是和對接可從鋁塑復合管的截面處觀察。
散熱器質量
散熱器的不同部分是用焊接連接,焊接質量的好壞直接影響散熱器的質量和使用壽命。焊接工藝主要有填充物焊和本體焊,相對而言,本體焊的耐腐蝕性好,且有一道均勻焊疤,不需打磨;填充物焊的耐腐蝕性差,表面經打磨光滑平整。消費者在購買時主要看其焊接是否牢固、外觀焊縫是否均勻,有沒有凹凸不平的現象。但是,不可過于強求焊縫的光滑平整,因為過度的打磨處理容易造成焊接部位的強度降低,導致跑漏水。
散熱器售后
暖氣安裝質量不過關,如定位不準、安裝不牢、插接不到位、絲扣連接缺乏規范等,容易造成接頭處漏水,甚至脫管跑水等問題。
散熱器的安裝具有較強的技術性,應由具備一定資質的專業安裝隊來進行。正規品牌均擁有自己的指定或特約安裝隊伍,安裝質量有保障。
消費者原來使用的散熱器與所購買的新型散熱器在管路設計等方面可能有很多不同,且由于新型散熱器的環境適應性更廣,適于安裝的位置更靈活,因此安裝之前,往往要對原有熱水管進行改裝,改管也應由專業安裝隊進行,以保證質量,而這些是要發生一定費用的,消費者千萬不要貪圖便宜自行改管安裝或請一些無資質的安裝隊伍改管安裝。否則一旦發生質量事故,廠家是不負責賠償的。
散熱器安裝完畢后一定要進行打壓檢測,以確保散熱器本身和各安裝接口無滲漏,一搬打壓1.5 MPA 的壓力,穩定5分鐘,壓力無下降即可認為試驗合格,消費者就可放心使用了。
散熱器注意事項
表面質量
1.1散熱體表面應無縮孔、銹蝕、裂紋等缺陷;
1.2平板形散熱器的金屬緊固件(壓板、壓蓋、碟形彈簧)、水冷散熱體的導電片應加鍍層保護;
1.3散熱體臺面的表面粗糙度Ra最大允許值為3.2,m;
1.4散熱體臺面的平面度不低于9級;
1.5用于濕熱帶電力半導體器件的散熱器(包括散熱體、緊固件和絕緣件),表面應經防護處理,其耐潮濕、耐鹽霧和耐霉菌的能力應符合相應的熱帶電力半導體器件標準;
1.6散熱器專用的緊固件和絕緣件應符合GBB446.3(電力半導體器件用散熱器絕緣件和緊固件》
1.7散熱器與電力半導體安裝的緊固力矩或緊固壓力應符合器件產品標準的有關規定;
1.8平板形散熱體臺面的安裝中心定位銷尺寸:直徑中2.5mm,高出臺面lmmo
使用環境條件
2.1對冷卻水的水質應有一定要求循環水的電阻率應不低于2.5Ki2 , PH值在6}9之間;進口水溫度不高于35℃、水流量為4一8L/min;
2.2當用于高電壓或較高電壓器件時,必須確保上述水質的要求或更高水質的要求;
2.3水冷散熱器在工作時,應特別注意防漏水、防堵塞、防凝露。
2.4風冷散熱器安裝時,散熱器葉片應沿冷卻風氣流方向;進口空氣溫度不高于400C、進口端風速為4 - 6mls;
2.5由于風冷散熱器具有風阻參數的特點,選用整機中的散熱器時,應根據負載要求和風機能力,查散熱器熱阻、流阻與風速的關系曲線,綜合考慮散熱器熱阻和風阻兩個參數。
危害與鑒別
市場上出現了大量價低質次的劣質散熱器,這種散熱器無論從散熱體材質、加工要求、部件質量等方面都與國家行業標準的規定有較大差距,在使用中對器件的壽命和整機質量有較大影響。用戶在選用時可從以下方面加以鑒別:
3.1材質(純度、厚度、加工精度等)和制造工藝(鑄造產生的裂紋、縮孔等)的好壞,低劣的材質及粗糙有缺陷的工藝,將直接引響散熱器的導熱系數;
3.2散熱器接觸臺面的表面粗糙度和平面度,直接影響接觸熱阻及壓降;
3.3散熱器用碟型彈簧,應保證經24小時壓平后,自由高度應穩定,否則使用一段時間后彈簧可能失效,將導致散熱器與管芯的接觸不良。
注意的問題
在安裝散熱器時,需要很大的壓力或力矩。由于散熱體臺面的直徑大于管芯的直徑,在此壓力或力矩的作用下,散熱體臺面必然會變形。如果再將相同直徑或更大直徑的管芯,裝在散熱器上,則導致臺面與管芯表面之間的接觸狀況不良,從而不能保證良好的散熱效果。
如果用戶需要重復使用散熱器,則一定要保證散熱體臺面的表面粗糙度、平行度和平面度滿足要求,否則在運行中極易因過熱而損壞器件。尤其是水冷系列散熱器,在重復使用前,一定要仔細檢查其臺面變形情況,如有明顯下陷現象,則應更換。
為了保證良好的散熱條件,每只管芯應具有相應的散熱器匹配。
凝露的防止
濕熱季節,水冷散熱器容易出現凝露現象,如果不加注意,極容易引起設備絕緣下降引發短路故障。對多數使用環境來說,需要注意以下事項以防止凝露。
5.1在濕熱季節,注意環境溫度與冷卻水溫差不小于5℃;
5.2停電時,應在關閉閘刀后隨即停水;啟動時,應在通水后隨即合閘,分合閘操作與斷通水操作緊緊相連,順序不可顛倒。
散熱器相關信息
散熱器(俗稱暖氣片),是將熱媒的熱量傳導到室內的一種末設備,已成為生活中不可缺少的組成部分。其質量的優劣,性能的好壞,外觀的華陋,直接關系到使用的安全性、經濟性和裝飾性等問題。因此,關注散熱器,也就是關注自己的生活質量。
散熱器起步較早發展成熟,當屬歐洲,尤其是意大利。散熱器在歐洲成熟出現的年代大家公認為19世紀末,1890年在歐洲貴族宅邸興起,采用鑄鐵浮雕單柱形式,價格極其昂貴,作為一種生活中的奢 侈品流行于上流社會。
1900-1920年代,伴隨著散熱器取暖的方便性、舒適性被廠泛認可和用于上流社會交際場所(如教堂、劇院)的需要,產生了散熱量較大的多柱、鑄鐵浮雕散熱器。滿足了較大空間的樓堂館所。
1920- 1930年代間,散熱器第一次革命產生了單柱鋼質散熱器,明顯地提高了生產量,較大量滿足社會需求。
1930-1950年代,隨著人們生活水平的不斷提高,大多數人放棄生火取暖的基本方式。 追求更高生活水準。從而產生了大眾化的散熱器,即多柱鑄鐵和多柱鋼質散熱器.
1950-1960年,人們已經醫治完畢第二次世界大戰的創傷。產生了較為良好的工業革命成果,生活水平進一步提高。人們在滿足取暖舒適的同時,在節能環保、美觀裝飾方面提出了更高的要求。銅質板式散熱器以散熱量大、外觀簡潔、大方、價格適中,受到人們青睞,成為主流產品。
1960-1980年人們考慮到鋁材傳熱系數高的特點,希望其能取代鑄鐵和鋼質散熱器。但由于鑄鋁型材粗獷簡單及不能很好解決堿性水質腐蝕問題,故而在1980-1990年期間散熱器主流又回歸到鋼質。可人們要求其外觀必須能和現代的家居格調相一致,滿足人性化、個性化的要求。依據當時的生產工藝水平,大多數生產廠商普遍采用氬弧焊工藝插接式焊接,生產線條流暢的管式散熱器。
1996年以后隨著超聲波自動焊接(激光焊)工藝的普及和焊接成本降低,國內生產廠商經過生產設備改造,大膽采用色彩,運用文化底蘊和卓越的創造力,以專業的國際化設計理念,創造出裝飾性與采暖功能完美結合的現代鋼質散熱器。