散熱方式是指該散熱器散發(fā)熱量的主要方式。在熱力學(xué)中,散熱就是熱量傳遞,而熱量的傳遞方式主要有三種:熱傳導(dǎo),熱對流和熱輻射。物質(zhì)本身或當物質(zhì)與物質(zhì)接觸時,能量的傳遞就被稱為熱傳導(dǎo),這是普遍的一種熱傳遞方式。比如,CPU散熱片底座與CPU直接接觸帶走熱量的方式就屬于熱傳導(dǎo)。熱對流指的是流動的流體(氣體或液體)將熱帶走的熱傳遞方式,在電腦機箱的散熱系統(tǒng)中比較常見的是散熱風扇帶動氣體流動的“強制熱對流”散熱方式。熱輻射指的是依靠射線輻射傳遞熱量,日常常見的就是太陽輻射。這三種散熱方式都不是孤立的,在日常的熱量傳遞中,這三種散熱方式都是同時發(fā)生,共同起作用的。
實際上,任何類型的散熱器基本上都會同時使用以上三種熱傳遞方式,只是側(cè)不同罷了。比如普通的CPU散熱器,CPU散熱片與CPU表面直接接觸,CPU表面的熱量通過熱傳導(dǎo)傳遞給CPU散熱片;散熱風扇產(chǎn)生氣流通過熱對流將CPU散熱片表面的熱量帶走;而機箱內(nèi)空氣的流動也是通過熱對流將 CPU 散熱片周圍空氣的熱量帶走,直到機箱外;同時所有溫度高的部分會對周圍溫度低的部分發(fā)生熱輻射。
依照從散熱器帶走熱量的方式,可以將散熱器分為主動散熱和被動散熱,前者常見的是風冷散熱器,而后者常見的就是散熱片。進一步細分散熱方式,可以分為風冷、熱管、液冷、半導(dǎo)體制冷和壓縮機制冷等等。
風冷散熱是常見的,而且非常簡單,就是使用風扇帶走散熱器所吸收的熱量。具有價格相對較低、安裝簡單等優(yōu)點,但對環(huán)境依賴比較高,例如氣溫升高以及超頻時其散熱性能就會大受影響。
當熱量傳到散熱器的頂部后,就需要盡快地將傳來的熱量散發(fā)到周邊環(huán)境中去,對風冷散熱器而言就是要與周圍的空氣進行熱交換。這時,熱量是在兩種不同介質(zhì)間傳遞,所依循的公式為Q=α X A X ΔT,其中ΔT為兩種介質(zhì)間的溫差,即散熱器與周圍環(huán)境空氣的溫度差;而α為流體的導(dǎo)熱系數(shù),在散熱片材質(zhì)和空氣成分確定后,它就是一個固定值;其中重要的A是散熱片和空氣的接觸面積,在其他條件不變的前提下,如散熱器的體積一般都會有所限制,機箱內(nèi)的空間有限,過大會加大安裝的難度,而通過改變散熱器的形狀,增大其與空氣的接觸面積,增加熱交換面積,是提高散熱效率的有效手段。要實現(xiàn)這一點,一般通過用鰭片式設(shè)計輔以表面粗糙化或螺紋等辦法來增大表面積。
純鋁散熱器是早期為常見的散熱器,其制造工藝簡單,成本低,純鋁散熱器仍然占據(jù)著相當一部分市場。為增加其鰭片的散熱面積,純鋁散熱器常用的加工手段是鋁擠壓技術(shù),而評價一款純鋁散熱器的主要指標是散熱器底座的厚度和Pin-Fin比。Pin是指散熱片的鰭片的高度,F(xiàn)in是指相鄰的兩枚鰭片之間的距離。Pin-Fin比是用Pin的高度(不含底座厚度)除以Fin,Pin-Fin 比越大意味著散熱器的有效散熱面積越大,代表鋁擠壓技術(shù)越。