水冷散熱器說明書

1、. .筆記本電腦水冷散熱器 說明書制作人： 趙X聯(lián)系： 時(shí)間： 2021113實(shí)物外觀： 圖中展示的為鋁合金板與自帶水箱。目錄：根本設(shè)計(jì)思想和目的 1作品原理 6具體實(shí)現(xiàn)方法10材料選用12實(shí)物工作照片13改進(jìn)方案17 市場(chǎng)前景18根本設(shè)計(jì)思想和目的隨著信息技術(shù)的開展我們的生活變得越來越方便，當(dāng)然這缺乏不了電子產(chǎn)品的功績(jī)。在最近幾十年里計(jì)算機(jī)技術(shù)有了質(zhì)的飛躍，經(jīng)歷了幾代的開展后計(jì)算機(jī)趨于小型化和大量使用集成電路，但人們的創(chuàng)造力是無窮的，經(jīng)歷了臺(tái)式機(jī)的成功人們又希望計(jì)算機(jī)變得更輕巧。 科學(xué)家經(jīng)過努力讓這一切變成了現(xiàn)實(shí)，但問題也尾隨而至：如此多的電子元件集中在如此小的空間內(nèi)，由于電阻在通電時(shí)所產(chǎn)生

2、的熱量很難散出。內(nèi)置風(fēng)扇往往也不能滿足需要，尤其是在高溫環(huán)境中工作，這時(shí)散熱效果不好的筆記本電腦有可能死機(jī)，死機(jī)次數(shù)的增多會(huì)大大縮短計(jì)算機(jī)的使用壽命，處在高溫工作環(huán)境中的電子元件的性能也會(huì)大打折扣，而筆記本電腦內(nèi)部空間是非常的珍貴，安裝大功率的風(fēng)扇的想法便顯得不合理。于是人們?cè)O(shè)計(jì)了外接散熱裝置，常見的是風(fēng)冷，水冷和半導(dǎo)體散熱器。而風(fēng)冷散熱器由于外接而且空氣比熱容較小其效果受到一定的限制；半導(dǎo)體散熱器效果顯著但本錢較高市場(chǎng)效果不是很好；而水冷那么由于水的比熱高吸熱多，而且制作本錢比半導(dǎo)體散熱器價(jià)格低廉而受到歡迎。 但傳統(tǒng)的水冷散熱器需要外部的介質(zhì)，使得散熱器的體積較為龐大，操作也較為復(fù)雜，但水冷

3、的效果是不用疑心的。根據(jù)分析水冷的潛力結(jié)合其他類散熱器的優(yōu)點(diǎn)，和其他散熱器的缺點(diǎn)，我設(shè)計(jì)了這個(gè)循環(huán)水傳熱，液態(tài)水蒸發(fā)散熱的水冷系統(tǒng)，利用了水蒸發(fā)吸收大量能量的原理，集成了水冷的高效散熱和風(fēng)冷的緊湊構(gòu)造，使得水冷散熱器實(shí)用性大大的增加。作品原理1. 構(gòu)造原理 本散熱器使用鋁合金作為吸熱面，循環(huán)水在水泵的驅(qū)動(dòng)下再鋁合金內(nèi)部循環(huán)，在這個(gè)過程中筆記本電腦所產(chǎn)生的熱量將通過鋁合金板傳到循環(huán)水，循環(huán)水經(jīng)過熱交換器，通過水的蒸發(fā)降低循環(huán)水的溫度，加大了筆記本電腦底板與鋁合金板的溫度差，循環(huán)水再回到鋁合金內(nèi)部時(shí)會(huì)加速筆記本電腦的底板與鋁合金的傳熱。 如下列圖為熱交換器，白色管子為供給蒸發(fā)的水管子。在散熱過程中

4、由自帶水箱提供用于蒸發(fā)的液態(tài)水，水箱通過毛細(xì)管與熱交換器相連，在熱交換器中通過風(fēng)扇來加速水的蒸發(fā)，使得散熱效果更加明顯。 鋁合金導(dǎo)熱板特寫 鋁合金的高強(qiáng)度使得可以用較薄的鋁板來做導(dǎo)熱板從而進(jìn)一步提高導(dǎo)熱效率。2. 電路簡(jiǎn)圖如下列圖為水冷散熱器的電路簡(jiǎn)圖，由于所使用的水泵為12V所以使用12V直流電源供電，二極管用于整流，發(fā)光二極管用來指示水泵和風(fēng)扇的工作狀態(tài)。 3. 冷卻水循環(huán)路徑 封閉在鋁合金內(nèi)的循環(huán)水再水泵的驅(qū)動(dòng)下沿著特定的路徑流動(dòng)，再這個(gè)過程中筆記本包電腦底板的的熱量由于溫差的存在將會(huì)發(fā)生熱傳導(dǎo)。 由于循環(huán)水受熱后會(huì)膨脹，這將會(huì)對(duì)密封造成較大的壓力，所以鋁合金內(nèi)部留有一局部空氣。 4.熱

5、交換器內(nèi)部循環(huán)水路徑 由于熱交換器由三塊鋁合金拼接而成，循環(huán)管道為醫(yī)用輸液器，其直徑為4mm,這時(shí)熱交換器與循環(huán)水的接觸面積約為循環(huán)管道的面積的650倍，這將大大加大散熱效果。具體實(shí)現(xiàn)方法1. 密封鋁合金板拼接完后將內(nèi)部打通形成水流通道，將兩端誰用百得膠封住，由于百得膠收旱后會(huì)收縮，所以需要屢次澆注膠水。使用這種膠水的好處是它干后仍保有較好的柔韌性，因此會(huì)與鋁合金有較好的接觸，以此來保證密封。 2.冷卻水的循環(huán)冷卻水使用醫(yī)用輸液器作為管道，通過水泵提供動(dòng)能在整個(gè)系統(tǒng)中循環(huán)。在通過熱交換器時(shí)水的蒸發(fā)會(huì)降低熱交換器內(nèi)循環(huán)水的溫度。3.電路設(shè)計(jì)由于使用的水泵為12V大功率電動(dòng)機(jī)，當(dāng)它工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)

6、電流，這個(gè)電流會(huì)影響直流電源的輸出，這樣就無法帶動(dòng)風(fēng)扇。所以需加一組二極管進(jìn)展整流，但加裝二極管通電后二極管會(huì)發(fā)熱，時(shí)間長后散熱器內(nèi)部溫度也會(huì)升高，這就需要對(duì)電路進(jìn)展散熱以保證散熱器長時(shí)間工作。電流可能發(fā)生變化會(huì)影響到電動(dòng)機(jī)的工作，所以兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的狀態(tài)都必須能監(jiān)控，以便隨時(shí)把握它們的工作狀態(tài)。這就需要指示燈來指示兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)。4.熱交換器的制作熱交換器是利用水的蒸發(fā)來吸收循環(huán)水的熱量的，它本身又與水箱相連，為了提高熱交換器與空氣接觸面積，在外表鋪上一層竹炭纖維，并將水引入其中。這樣當(dāng)然是不能滿足散熱的需要，所以在熱交換器上加裝風(fēng)扇以加速散熱。同時(shí)內(nèi)部鋁合金核心也是用膠密封，以防漏水。材

7、料選用材料名稱數(shù)量?jī)r(jià)格用途水泵1個(gè)12元為循環(huán)水提供能量小電動(dòng)機(jī)1個(gè)5元作為風(fēng)扇，加速散熱鋁合金板4個(gè)12元導(dǎo)熱，盛裝循環(huán)水醫(yī)用輸液器2個(gè)2元做循環(huán)水管道膠水6個(gè)15元密封，連接導(dǎo)線5米4元傳輸電能12V直流電源1個(gè)18元提供直流電五合板0.4平方米5元主體框架發(fā)光二極管4個(gè)2元指示燈普通二極管4個(gè)2元整流實(shí)驗(yàn)電路板1塊2元作電路平臺(tái)電阻4個(gè)2元調(diào)節(jié)電流螺釘10顆2元固定后蓋釘子20顆2元固定框架實(shí)物工作照片圖一：裝飾后整體照片圖二：水箱翻開狀態(tài)圖三：內(nèi)部構(gòu)造圖四：后蓋特寫圖五：裝飾燈圖六：出風(fēng)口特寫圖七：水泵和熱交換器位于白色保護(hù)殼內(nèi)圖八：電路板及二極管散熱改進(jìn)方案實(shí)物完成后在宿舍電腦上近兩

8、周的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了一些缺陷，現(xiàn)列舉如下：1. 體積較大，尤其是厚度，和薄薄的筆記本電腦比記來很不和諧。 解決方法：選用小體積的水泵，優(yōu)化內(nèi)部構(gòu)造，爭(zhēng)取做到35mm的厚度現(xiàn)階段為50mm厚。選用小功率的水泵后系統(tǒng)運(yùn)行噪聲也將大幅度降低。2. 無法使用USB接口 由于未采購到小體的水泵不得不使用12V的直流水泵，使得需要外接電源來供電。 解決方法：選用5V水泵，使得可以使用USB接口為散熱器供電。3. 熱交換器的水蒸氣可能會(huì)影響內(nèi)部元件的性能解決方案：將熱交換器與內(nèi)部環(huán)境隔絕，防止水蒸氣進(jìn)入內(nèi)部。市場(chǎng)前景：通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在市場(chǎng)上暢銷的是風(fēng)冷散熱器，廉價(jià)一點(diǎn)的在40元左右，貴的那么上百元。而此水冷散熱器制作本錢在140元左右不含實(shí)驗(yàn)階段所報(bào)廢的材料，假設(shè)進(jìn)展生產(chǎn)線生產(chǎn)那么本錢應(yīng)低于這個(gè)數(shù)字，在散熱效果優(yōu)于風(fēng)冷的前提下，價(jià)格并不比高質(zhì)量的風(fēng)冷散熱器貴多少，因此具有和風(fēng)冷競(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)勢(shì)。現(xiàn)在筆記本電腦使用者越來越多，改進(jìn)后的散熱器將能滿足使用者快速冷卻電腦的需求，而且它所使用的蒸發(fā)水容易取得自來水就滿足使用條件，每裝一次水