CN102419624A - 一种计算机导风散热装置 - Google Patents

Abstract

一种计算机导风散热装置，其特征在于：一种安装在计算机内的带有锥形通风道的导风管，导风散热装置中间为锥形通风道，两端分别为大口径区和小口径区，散热风扇安装在导风散热装置大口径区，发热芯片或其散热器上的散热片安装在导风装置小口径区端口外侧或嵌入在小口径区中。由于导风装置具有瓶颈效应，当大口径区风扇启动后，在导风装置小口径区散热片缝隙中会产生高于大口径区的风速，与现有技术将风扇贴在散热片上的方式相比，散热效率大幅度提高。采用导风散热装置的计算机具有成本低，重量轻，在高配置高负荷时仍能达到超低噪声效果。

Description

一种计算机导风散热装置

技术领域

本发明涉及计算机散热领域，特别涉及一种计算机导风散热装置。

背景技术

计算机上的电源风扇、CPU散热器和显卡散热器上的风扇通常都会发出一定噪声，现有技术下的散热方法通常是将风扇直接贴在散热器的散热片上将热气吹入机箱，然后再利用电源风扇与机箱辅助风扇将热气抽到机箱外。在这种方法下，无论怎么降低散热片上风扇的噪声，电源风扇和机箱辅助风扇发出的噪声仍然存在。现有技术下计算机的静音效果，通常仅在低负荷时才能达到，而且在非常安静的环境中使用时噪声仍然很明显。

图1是普通计算机机箱平面结构示意图。机箱中共有3个风扇，分别是机箱电源风扇101，CPU散热风扇102和显卡散热风扇201。如果为了降低噪声大幅度降低电源风扇101的转速，从CPU和显卡发出的热气就不能很快排出机箱外，残留在机箱中的热气会导致机箱内部温度整体升高，造成给CPU和显卡散热的气流温度提高，降低了散热效率。

现有技术下，即便是在低配置情况下，也不能降低电源风扇的转速到听不到噪声的程度。当计算机配置较高且在高负荷状态运行时，为了让机箱中热气尽快排出，还需要额外增加机箱辅助风扇及提高风扇转速才能达到散热要求，噪声不可避免。另外，长期过大的气流还会带入较多灰尘进入机箱，造成散热片被灰尘堵塞，进一步影响散热效果。如果计算机没有前置辅助风扇并且放置在后面封闭的办公桌下面，由于后置进气口和排风口太近，热气无法正常排出，严重时还会导致计算机过热停机。

发明内容

本发明公开了一种高效率的计算机导风散热装置，其特征是一种安装在计算机内的带有锥形通风道的导风管，导风散热装置中间为锥形通风道，两端分别为大口径区和小口径区，散热风扇安装在导风散热装置大口径区，发热芯片或其散热器上的散热片安装在小口径区端口外侧或嵌入在小口径区中。

由于带有锥形通风道具有瓶颈效应，当大口径区风扇启动后，在导风散热装置小口径区的散热片缝隙中会产生远高于大口径端的风速，从而可以在保持良好散热效果的情况下大幅度降低风扇转速。

进一步，将散热风扇紧密嵌入在导风散热装置大口径区内。

进一步，将散热风扇紧贴在导风散热装置大口径区端口外侧。

进一步，将导风散热装置小口径区端口外侧罩在发热芯片上方20毫米内。

进一步，将导风散热装置小口径区端口外侧罩在发热芯片散热器的散热片上方20毫米内。

进一步，采用一种带热管的散热器，将散热片紧密嵌入在导风散热装置小口径区中。

进一步，一个导风散热装置内有一个或多个锥形通风道。

进一步，一个导风散热装置带一组或多组散热片。

进一步，一个导风散热装置内有一个或多个锥形通风道。

进一步，一组散热片上对应一个或多个导风散热装置。

对于发热量较低的发热芯片，一个导风散热装置可以为多个发热芯片进行散热，将导风散热装置小口径区端口罩在发热芯片或其散热器的散热片上方不超过20毫米处即可起到散热效果。

对于发热量较大的发热芯片，采用带热管的散热器，将其散热片紧密嵌入在导风散热装置小口径区中，会具有很好的散热效果。另外，如果发热芯片功耗很大，还可以用多个导风散热装置和散热风扇联合为其散热。

采用本发明导风散热装置的普通计算机，将导风散热装置大口径区端口紧贴在电源入风口上，采用带热管的CPU散热器并将其散热片紧密嵌入在导风散热装置小口径区内，再将导风散热装置小口径区外侧端口罩在主板北桥芯片散热器上方，利用电源风扇给电源、CPU和主板北桥芯片同时进行散热。冷空气先从主板北桥芯片散热器上方经过，带走主板北桥芯片一部分热量，再进入导风散热装置小口径区端口，然后从CPU散热片缝隙中高速通过。被CPU散热片加热后的空气会全部进入电源入风口并从电源出风口吹出。由于北桥芯片发热量较少，对CPU散热影响不大，从CPU散热片出来的热气没有散布到机箱中，不会提高机箱内部温度和CPU散热片入风温度，同时采用高效能电源一并进行散热，因此总体散热效率远高于现有技术在CPU散热片上直接安装风扇将热气吹入机箱的散热方法。采用本发明导风散热装置的计算机，当风扇转速大幅度降低后，仍然可以取得良好的散热效果，震动噪声和气流噪声都能降到极低的程度。经实际测试，采用本发明导风散热装置为总功耗100瓦的计算机散热，并要求噪声降低到5分贝以下，导风散热装置大口径区与风扇口径直径达到120毫米以上即可实现。

对于安装了中高端独立显卡的计算机，由于显卡发热量很大，必须另外安装导风散热装置和散热风扇进行散热，特别是对于安装了顶级独立显卡的计算机，由于显卡芯片发热量很大，需要用多组导风散热装置和散热风扇合并起来为其散热，同时在机箱前面板、侧板或底板上开通风孔。

对于低功耗的CPU或显卡，可以保留原装普通散热器，仅仅去掉风扇，让导风散热装置小口径区端口罩在CPU散热片或显卡散热片上方即可。

采用热管引出散热片的散热器相比普通铜芯铝制散热器，由于热管可以快速将热量传递到远处的散热片上，配合本发明导风散热装置散热装置，在同等环境及相同风扇转速下能够有效降低芯片核心温度约20℃。

采用本发明导风散热装置的计算机，由于机箱整体气流量较小，被带入到机箱中的灰尘减少了很多，即使长时间在灰尘较多的环境下使用，也不会导致散热效率有明显降低。

本发明导风散热装置可以做成各种形状，根据机箱空间状况弯曲或与机壳一体成型。本发明导风散热装置不仅适用于计算机，也能用在其他类似于计算机的电子设备上。

附图说明

图1现有技术普通计算机机箱平面结构示意图；

图2本发明普通性能计算机平面结构示意图；

图3本发明普通性能计算机立体结构示意图；

图4本发明高性能计算机平面结构示意图；

图5本发明高性能计算机立体结构示意图；

图6本发明超高性能计算机平面结构示意图；

图7本发明超高性能计算机立体结构示意图；

图8本发明小型高性能计算机平面结构示意图；

图9本发明小型高性能计算机立体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的较佳实施例作进一步详细说明。

实施例1：

图2、图3为安装了本发明导风散热装置的普通性能计算机平面和立体结构示意图。该机为通用ATX立式结构，配置最大功耗为65W的双核CPU，采用集成显卡，机箱电源为额定功率200W含120mm口径风扇的主动式高效能电源，前面板下部装有一个120mm口径机箱辅助风扇，在CPU上采用带热管的散热器。导风散热装置大口径区端口紧贴在机箱电源入风口上，CPU散热片嵌入在导风散热装置小口径区端口内，导风散热装置小口径区端口罩在主板北桥散热器上方，从机箱电源盒中拉出风扇电线与机箱辅助风扇电线一同接入风扇减速器。

散热过程：(1)冷空气从前面板入风口经过滤网被机箱辅助风扇110吹入机箱；(2)气流从主板北桥散热器104上方进入到导风散热装置120；(3)冷空气经过CPU散热片103被加热；(4)热空气被电源风扇101抽出机箱外。

由于CPU产生的热气没有进入机箱，而是直接被排出机箱外，机箱中的温度不受CPU热量的影响，基本等于外界温度，使用普通质量的主板和器件就能长期稳定运行，有利于降低设备成本。另外，利用风扇减速器大幅度降低电源风扇和机箱辅助风扇的转速后，能够达到真正的超静音效果。

该机经测试，当室温为25℃，调整风扇减速器到噪声小于5分贝，10％低负荷工作时，CPU核心温度约33℃，满负荷压力测试时，CPU核心温度约40℃，主板上其他器件核心温度均在38℃以下，散热情况很好。当室温为35℃，风扇转速不变，满负荷压力测试时CPU核心温度约62℃，散热情况仍然正常。

实施例2：

图4、图5为安装了本发明导风散热装置的高性能计算机平面和立体结构示意图。该机为通用ATX立式结构，配置最大功耗为95W的4核CPU和最大功耗为125W的高端显卡，机箱电源为额定功率300W含120mm口径风扇的主动式高效能电源，前面板下部装有一个120mm口径显卡散热风扇，在CPU和显卡上安装带热管的散热器及相应的导风散热装置，从机箱电源盒中拉出风扇电线与显卡散热风扇电线一同接入风扇减速器。

散热过程：(1)上半部分：冷空气从前面板入风口110进入机箱，经过主板北桥散热器104上方进入导风散热装置120，被CPU散热片103加热，然后被电源风扇101抽出机箱外；(2)下半部分：冷空气从后挡板入风口210进入，经过显卡表面进入导风散热装置220，被显示散热片203加热后从显卡散热风扇201排出。

该机经测试，当室温为25℃，调整风扇减速器到噪声小于5分贝，10％低负荷工作时CPU核心温度约35℃、显卡核心温度约42℃，满负荷压力测试时，CPU核心温度约46℃、显卡核心温度约72℃，其他器件核心温度均在38℃以下，散热情况正常。当室温为35℃，风扇转速不变，满负荷压力测试时，CPU核心温度约57℃、显卡核心温度约83℃，计算机仍然可以长时间稳定运行。适当调整风扇减速器，提高风扇转速，在不高于普通计算机低负荷静音噪声的15分贝时，即可将显卡核心温度控制在75℃以下。

实施例3：

图6、图7为安装了本发明导风散热装置的超高性能计算机平面和立体结构示意图：

该机箱为通用ATX立式结构，配置最大功耗为125W的6核CPU和最大功耗为250W的顶级显卡，机箱电源为额定功率500W含120mm口径风扇的主动式高效能电源。该机入风口在侧板和后档板上，在CPU和显卡上安装带热管的散热器及相应的导风散热装置。由于显卡在高负荷时发热量很大，安装了一个带两个120mm口径风扇的导风散热装置，从电源盒中拉出风扇电线与显卡上的散热风扇电线一同接入风扇减速器。

散热过程：(1)上半部分：冷空气从侧板入风口310进入机箱，经过主板北桥散热器104上方，再进入导风散热装置221，被CPU散热片103加热，然后被电源风扇101排出；(2)下半部分：冷空气从后挡板入风口210进入机箱下部，再通过显卡表面进入导风散热装置前部221，被显卡散热片203加热后分别从导风散热装置后部223和224被两个风扇201和202排出。

该机经测试，当室温为25℃，调整风扇减速器到噪声小于5分贝，低负荷工作时，CPU核心温度约35℃、显卡核心温度约42℃，满负荷压力测试时CPU核心温度约58℃、显卡核心温度约75℃，其他器件核心温度均在38℃以下，散热情况正常。当室温为35℃，风扇转速不变，满负荷压力测试时，CPU核心温度约70℃、显卡核心温度约88℃，计算机仍然可以长时间稳定运行。适当调整风扇减速器，提高风扇转速，在噪声不高于15分贝时，即可将显卡核心温度控制在75℃以下。

实施例4：

图8、图9为安装了本发明导风散热装置的小型高性能计算机平面和立体结构示意图。

该机箱为小型立式、卧式通用结构，配置最大功耗为95W的4核CPU和最大功耗为125W的高端显卡，机箱电源为额定功率300W主动式高效能电源，为了降低机箱高度，电源采用非标准直进直出的形式，电源风扇和机箱辅助风扇均为120mm口径且侧置摆放，风扇与底板之间的夹角为45°，在CPU和显卡上安装带热管的散热器及相应的导风散热装置，将电源风扇电线与显卡散热风扇电线一同接入风扇减速器。

散热过程：(1)上半部分：冷空气从机箱后板入风口110进入，经过主板北桥散热器104上方进入导风散热装置120，被CPU散热片103加热，然后被电源风扇101抽出机箱外，其中电源散热片在侧置的风扇下面；(2)下半部分：冷空气从后挡板入风口210进入，通过显卡表面进入导风散热装置的前部220，被显卡散热片203加热后从显卡散热风扇201排出。

该机经测试，当室温为25℃，调整风扇减速器到噪声小于5分贝，低负荷工作时，CPU核心温度约40℃、显卡核心温度约48℃，满负荷压力测试时，CPU核心温度约61℃、显卡核心温度约78℃，其他器件核心温度均在40℃以下，散热情况正常。当室温为35℃，调整风扇减速器到噪声小于20分贝，满负荷压力测试时显卡核心温度低于75℃。

该计算机的特点是硬件配置高、成本低、超低噪声、小型、重量轻、能放在背包或手提袋中携带，可以放置在相对封闭的办公桌下面或只有前面开口的电视柜中。

以上提供了几种安装了本发明导风散热装置的计算机典型实施例，但本发明方法不限于实施例所述的这几种方案，凡基于本发明导风散热方法所做的各种改进或变型均属本发明权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种计算机导风散热装置，其特征在于：是一种安装在计算机内的导风装置，导风装置中间为锥形通风道，两端分别为大口径区和小口径区，散热风扇安装在导风装置大口径区，并且散热风扇口径大于小口径区口径，发热芯片或其散热器上的散热片安装在导风装置小口径区。

2.如权利要求1所述的计算机导风散热装置，其特征在于：将散热风扇紧密嵌入在导风散热装置大口径区内。

3.如权利要求1所述的计算机导风散热装置，其特征在于：将散热风扇紧贴在导风装置大口径区端口外侧。

4.如权利要求1所述的计算机导风散热装置，其特征在于：将导风装置小口径区端口外侧罩在发热芯片上方20毫米内。

5.如权利要求1所述的计算机导风散热装置，其特征在于：将导风装置小口径区端口外侧罩在发热芯片散热器的散热片上方20毫米内。

6.如权利要求1所述的计算机导风散热装置，其特征在于：采用一种带热管的散热器，将散热片紧密嵌入在导风装置小口径区中。

7.如权利要求1所述的计算机导风散热装置，其特征在于：一个导风装置带一组或多组散热片。

8.如权利要求1所述的计算机导风散热装置，其特征在于：一个导风装置内有一个或多个锥形通风道。

9.如权利要求1所述的计算机导风散热装置，其特征在于：一组散热片上对应一个或多个导风装置。

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