水冷散熱系統(tǒng)利用泵使散熱管中的冷卻液循環(huán)并進(jìn)行散熱。在散熱器上的吸熱部分（在液冷系統(tǒng)中稱之為吸熱盒）用于從電腦CPU、北橋、顯卡上吸收熱量。吸熱部分吸收的熱量通過在機身背面設(shè)計的散熱器排到主機外面。
一套典型的水冷散熱系統(tǒng)具有以下部件：水冷塊、循環(huán)液、水泵、管道和水箱或換熱器。水冷塊是一個內(nèi)部留有水道的金屬塊，由銅或鋁制成，與CPU接觸并將吸收CPU的熱量。循環(huán)液由水泵的作用在循環(huán)的管路中流動，如果液體是水，就是我們俗稱的水冷系統(tǒng)。吸收了CPU熱量的液體就會從CPU上的水冷塊中流走，而新的低溫的循環(huán)液將繼續(xù)吸收CPU的熱量。水管連接水泵、水冷塊和水箱，其作用是讓循環(huán)液在一個密閉的通道中循環(huán)流動而不外漏，讓液冷散熱系統(tǒng)正常工作。水箱用來存儲循環(huán)液，換熱器就是一個類似散熱片的裝置，循環(huán)液將熱量傳遞給具有大表面積的散熱片，散熱片上的風(fēng)扇則將流入空氣的熱量帶走。
水冷這種昂貴而復(fù)雜的散熱方式對于PC來說是強的可操作型散熱器（液氮等制冷方式無法付諸于實際使用），具有探索精神的超頻玩家?guī)啄昵熬鸵呀?jīng)開始使用它創(chuàng)造超頻極限紀(jì)錄，產(chǎn)品本身也從早期的自制型轉(zhuǎn)變到由廠商設(shè)計定型批量生產(chǎn)，并且進(jìn)入零售渠道銷售。隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴大以及設(shè)計制造經(jīng)驗的逐漸積累，目前我們已經(jīng)能購買到相當(dāng)便宜的水冷散熱器，它們的身價已經(jīng)不再會是想當(dāng)初那樣甚至超過用戶CPU和主板價格總和，并且除了價格方面的誘惑力之外，新的水冷散熱產(chǎn)品的人性化設(shè)計也有長足的進(jìn)步，種種原因促成了如今水冷散熱器能夠進(jìn)入普通DIY玩家機箱內(nèi)的態(tài)勢。
水冷散熱器的散熱性能與其中散熱液(水或其他液體)流速成正比，制冷液的流速又與制冷系統(tǒng)水泵功率相關(guān)。而且水的熱容量大,這就使得水冷制冷系統(tǒng)有著很好的熱負(fù)載能力。相當(dāng)于風(fēng)冷系統(tǒng)的5倍,導(dǎo)致的直接好處就是CPU工作溫度曲線非常平緩。比如，使用風(fēng)冷散熱器的系統(tǒng)在運行CPU負(fù)載較大的程序時會在短時間內(nèi)出現(xiàn)溫度熱尖峰，或有可能超出CPU警戒溫度，而水冷散熱系統(tǒng)則由于熱容量大，熱波動相對要小得多。
從水冷的安裝方式來看，又可以分為內(nèi)置水冷和外置水冷兩種。對于內(nèi)置水冷而言，主要由散熱器、水管、水泵、足夠的水源組成，這就注定了大部分水冷散熱系統(tǒng)“體積”較大，而且要求機箱內(nèi)部空間足夠?qū)捰?。外置水冷散熱器方面，由于其散熱水箱以及水泵等工作元件全部安排在機箱之外，不僅減少了機箱內(nèi)空間的占用，而且能夠獲得更好的散熱效果。
新一代水冷與舊水冷相比原理并沒有變化，但制作工藝卻大幅度提升，大多注重全密閉式的設(shè)計，而且內(nèi)地與港臺個人DIY作品間的差別也越來越少，這與互聯(lián)網(wǎng)的推廣不無關(guān)系，上個世紀(jì)的水冷主要集中在少數(shù)能上網(wǎng)的發(fā)燒友中，隨著網(wǎng)絡(luò)的普及，越來越多的能人異士紛紛出現(xiàn)，行業(yè)范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)跨越了電腦及其相關(guān)行業(yè)，精通于金屬加工的朋友不勝枚舉，制作這種水冷散熱器更加方便，而且更加美觀、實用、可靠，此外，越來越多的喜歡水冷的朋友可以在各個論壇中各抒己見，這樣也推動了水冷工藝的進(jìn)步，顯然是互聯(lián)網(wǎng)促進(jìn)了水冷產(chǎn)品的進(jìn)步，同時也為產(chǎn)品的推廣奠定了基礎(chǔ)。
水箱用來存儲循環(huán)液，回流的循環(huán)液在這里釋放掉CPU的熱量，低溫的循環(huán)液重新流入管道，如果CPU的發(fā)熱功率較小，利用水箱內(nèi)存儲的大容量的循環(huán)液就能循環(huán)液溫度不會有明顯的上升，如果CPU功率很大，則需要加入換熱器來幫助散發(fā)CPU的熱量，這里的換熱器就是一個類似散熱片的東西，循環(huán)液將熱量傳遞給具有超大表面積的散熱片，散熱片上的風(fēng)扇則將流入空氣的熱量帶走。
跟PC性能優(yōu)化或調(diào)整一部汽車非常相似，獲得優(yōu)良性能的秘訣就是系統(tǒng)地減少瓶頸。這與單個部件有多好無關(guān)，只看它是否被另一個更低規(guī)格的部件所抑制。這就是為什么你需要能散熱系統(tǒng)的每個部件和每個部分都給予同樣耐心的原因了。
水道全都遵循一個非常簡單的設(shè)計理念。一個銅或鋁片，上面有一些散熱片。水進(jìn)入到這里，在里面按照一個模式四處流動，模式被設(shè)計為使流過含有熱量的水量大化。在純銅底坐上增加金屬隔板，將液體切割成N個部分進(jìn)行充分制冷，通過吸收增加金屬隔板上的熱量來達(dá)到增加散熱面積的效果，對水流沒有任何約束。
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