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。
眾所周知，高溫是集成電路的大敵。高溫不但會導(dǎo)致系統(tǒng)運行不穩(wěn)，使用壽命縮短，甚至有可能使某些部件燒毀。導(dǎo)致高溫的熱量不是來自計算機外，而是計算機內(nèi)部。散熱器的作用就是將這些熱量吸收，計算機部件的溫度正常。 散熱器的種類非常多，CPU、顯卡、主板芯片組、硬盤、機箱、電源甚至光驅(qū)和內(nèi)存都會需要散熱器，這些不同的散熱器是不能混用的，而其中常接觸的就是CPU的散熱器。細(xì)分散熱方式，可以分為風(fēng)冷，熱管，水冷，半導(dǎo)體制冷，壓縮機制冷等等。
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