作者：张 文
相关资料表明，为了达到良好散热的目的，计算机里必须有风扇，即使水冷散热也少不了风扇，完全不用风扇的方案不仅造价极高，散热效果也不好。
计算机的风扇主要安装在散热器上为计算机里的高发热元件散热。计算机里的高发热元件通常不只一个，而是有电源里的功率元件、CPU、显卡上的GPU和硬盘等众多的高发热元件或部件，一直以来常见的做法是用多个风扇分别为每个高发热元件散热，所用风扇的数量少则三两个，多则四五个、五六个。此外，对于某些配置较高的计算机，在机箱上还需要安装风扇；有的不仅在机箱后面安装一个风扇向外排风，还在机箱前面至少安装一个风扇往里送风，就像火车在爬山时，不仅有一个机车在前面拉，还有一个机车在后面推。
计算机里众多的风扇产生的高噪音虽令人深恶痛绝，却又让人无可奈何。相信不少计算机用户对此都深有体会。
一个发明专利通过设置两端开口、四周封闭，并连通机箱内外，且穿过高发热元件或部件的散热装置的散热部分的风道，巧妙地使用一个风扇为多个高发热元件或部件散热，把计算机的噪音降低到了完
全可以忽略的水平，并成功制作出了样机。在该样机中，额定功率300瓦的电源没有风扇（无风扇电源），显卡没有风扇（显卡无风扇散热装置），以高发热量著名的CPU Inter Pentium D 820上面也没有安装风扇（CPU无风扇散热装置），只用了一个大口径（120mm）、低转速（1300rpm）的“系统”风扇。
该样机的无风扇电源是在申请号为200710107330的大陆专利方案基础上，由市售的额定功率300W电源改制而成。图中散热器上面的盖
子用来形成散热的风道。此无风扇电源的内部温度比同功率的有风扇电源还要低，一般不需要采用高规格的电子元件，其成本大致应该与有风扇电源接近。
该样机的CPU无风扇散热装置为TDP95W的Pentium D 820提供散热。该CPU无风扇散热装置包括有散热器及导风筒。其中的散热器采
用了两个有风扇CPU散热装置的“X”型太阳花散热器，并用螺杆把它们拧在一起（含扣具的重量为520g），两个散热器的接触面之间涂有导热硅脂。当然，如果图中的CPU散热器为一体，或具有更大的尺寸，或采用塞筒工艺，或采用热管，其将具有更佳的散热效果。
CPU无风扇散热装置的导风筒用以形成散热风道，该导风筒的顶端
贴有海绵，该海绵用于使导风筒的端面与计算机机箱的面板贴合。
CPU无风扇散热装置的散热器安装在主板上，并固定在机箱里。目前市面上的高端散热器重量大都在750g左右，而图中散热器的高度即
使再增加1/3，整个散热器的重量也不超过700g，相信其散热能力还大有潜力可挖，或许会接近或赶上水冷？这须留待以后验证。
CPU无风扇散热装置的导风筒套在散热器上。套在散热器的导风筒已经非常牢固，无须再为其设置专门的固定装置。该CPU无风扇散热
装置与普通的有风扇散热装置相比，增加了散热器的高度和重量，但去掉了散热风扇，故二者的成本相差估计不会太远。
[ 本帖最后由 ZWSC 于 2008-8-30 10:52 编辑 ]该样机的显卡本身就是市售的无风扇显卡，其热设计功耗仅为30W，故未对其做改动另加风道，仅在机箱的左侧面板保留了适当的通风孔。在实际中，如遇到热设计功耗比较大的显卡，也可按照下图给出的例子进行散热。更详细的资料可参见专利文件本身。
计算机的硬盘通常不需要专门的散热装置，该样机中的硬盘就是这样。在此同样也给出硬盘无风扇散热装置的设计示意图。
计算机中的其他发热元件，如南桥和北桥芯片，如果也需要更好地散热，也可以采取和前面类似的办法设置相应的风道。
上述无风扇散热装置和机箱、风扇组成一种全新的计算机风道式散热系统。在该系统中，机箱、风扇和无风扇散热装置相互配合，协
同工作，能够在散热效果和静音之间取得很好的平衡。一般地，机箱上的其他通风孔越少，流过无风扇散热装置的风道的气流的比例就越高，所需的风扇数量就越少，最少可以在一个密闭程度较高的机箱里仅配置一个大口径的120mm风扇，这大大降低了计算机的噪音水平。
其中，该专利的计算机风道式散热系统中的无风扇散热装置的风道的一端与机箱外的空气连通，另一端与机箱的内部环境连通，并穿过无风扇散热装置的散热部分。当风道式散热系统的风扇转动时，就会在所述机箱内外产生气压差，在所述气压差的作用下，气流流过所述无风扇散热装置的风道并带走热量。正是设置在风道式散热系统
的无风扇散热装置上的风道，取代了长期以来计算机电源上、CPU上和显卡上无所不在的风扇，是计算机散热方式的一大进步。
该专利的计算机风道式散热系统样机的机箱是在普通市售机箱的
基础上略做了改动，主要是把不需要的通风孔用胶带封堵住。图中机箱面板的厚度为0.8mm，机箱的前面板上装有用于实验的风扇调速器。
该专利的计算机风道式散热系统样机的风扇采用的是市售的普通双滚珠风扇，口径为120mm，配合调速器其转速可在1100～2200rpm之间变化，当转速在1300rpm以下时其噪音极低。
该专利的计算机风道式散热系统的工作原理为：CPU无风扇散热装置10、显卡无风扇散热装置20、硬盘无风扇散热装置30和电源无风扇散热装置40等无风扇散热装置分别设置有相应的穿过其散热部分的风道，并在机箱70对应所述风道的位置上分别开有所述风道的通风孔，所述风道的一端与机箱外的空气连通，另一端与机箱的内部环境连通；散热风扇60向机箱外排风，或向机箱内鼓风，
从而在机箱内外形成气压差；当散热风扇向机箱外排风时，机箱内的气压低于机箱外的气压，机箱外的空气分别通过所述风道的通风孔流入所述风道，最后由风扇经风扇的通风孔排出机箱，并带走所述无风扇散热装置的散热部分分别从CPU、GPU、电源的功率电子元件和硬盘吸收的热量；当散热风扇向机箱内鼓风时，机箱内的气压高于机箱外的气压，机箱外的空气经散热风扇鼓入机箱后，分别流经所述风道，最后经所述风道的通风孔排出机箱，并带走所述无风扇散热装置的散热部分分别从CPU、GPU、电源的功率电子元件和硬盘吸收的热量。其中，风扇向机箱内鼓风的散热效果要比风扇向机箱外排风差，如无特殊需要，一般不建议采用。
在该专利的计算机风道式散热系统中,产生所述机箱内外气压差的所述风扇的数量为一个或数个，可以多于、等于或少于所述无风扇散热装置的数量。为了达到降低噪音的目的，在满足散热要求的条件下，所述风扇的数量越少越好，最好只用一个风扇。该专利的计算机风道式散热系统中的风扇所能提供的散热能力可以大致按如下的方法计算。
以计算机里常见的口径120mm风扇为例，其风量在转速为1300rpm时大概为50CFM（Cubic Feet per Minute，1CFM＝4.72×10-4m3／s）。设气流进入机箱时的温度为28℃，排出机箱时的温度为38℃，温差为10℃（或K），则单位时间里口径120mm的该计算机风道式散热系统的风扇排出的热量为：(空气的比热:1.005J／g.K，空气的比重:1290g／m3)
Q＝c·m·Δt
＝1.005×（50×4.72×10-4×1290）×10
＝305.96瓦
目前，绝大多数的计算机的发热量都在300瓦以下，尤其一般配置的计算机，其整机功率才200瓦左右，发热量远到不了300瓦。
计算结果表明，应用该专利的计算机散热系统，通常只需一个风扇就能为整个计算机提供良好的散热，并且不会因为只用一个风扇而导致机箱里的温度过高。
同时，根据电子产品的热设计理论，强制风冷散热散去的总热量不仅和流过散热装置的气流流量有关，还和散热装置的散热面积及散热装置的散热部分表面的温度与气流温度之差有关。在该专利的计算机风道式散热系统中，多个无风扇散热装置共用数量较少的散热风扇虽然会引起流过单个无风扇散热装置的气流流量降低，但是，由于无风扇散热装置的散热面积可以做得很大，流过无风扇散热装置的气流又来自于机箱外面，所以，该专利的计算机风道式散热系统中的无风扇散热装置使用共同的风扇的散热效果可以和普通的有风扇散热装置使用单独的风扇相当。
该专利的计算机风道式散热系统的样机已经长期运行并经受了夏天酷暑的考验，实际结果和理论推算十分吻合。试验表明，在环境温度28℃，120mm口径风扇的转速设为1300rpm，CPU在完全空闲
的条件下，其温度在46℃左右（用Inter原装散热装置时的温度为61℃左右，并可以推知，对于TDP为65W的主流CPU，温度大概在40℃左右），[url=http://product.pcpop.com/MB/00000_1.html]主板[/url]温度41℃，[url=http://product.pcpop.com/HDD/00000_1.html]硬盘[/url]温度44℃，无风扇[url=http://product.pcpop.com/Power/00000_1.html]电源[/url]的温度在40℃左右，风扇出风口的温度在33℃左右。其中，CPU无风扇散热装置的散热效果不仅超过了Intel原装的有风扇散热装置，而且还和有风扇的热管散热装置接近。事实证明，这种只有一个风扇的风道式散热计算机具有极低的噪音、极高的可靠性和优异的散热效果，其运转时的声音非常小，几乎难以察觉，带来了超静音的享受。
上述风道式散热系统不仅在散热效果上直追有风扇的热管和水冷散热方式，在静音效果上达到前所未有的超静音水平，同时更具有低成本的优点。这近乎完美地解决了现有台式计算机的散热方案中存在的种种问题，与现有的散热方案相比，更先进、更合理、更可靠、更有效，是新一代的超静音环保型散热方案。低成本、超静音、散热极佳和健康环保等优势必将使得该专利的散热方案成为今后计算机散热方案的主流，台式计算机将进入电源、显卡和CPU全都无风扇的超静音时代。
上述风道式散热系统的技术方案已经于2007年在大陆和台湾申请了专利（大陆申请200710182240.8已于2008年8月27日公开），于2008年提交了PCT申请，并将继续在美国、德国、英国、法国、日本、韩国……等国家申请专利，未经权利人许可请勿擅自使用（关于所述专利的更详细信息可参阅已公开的专利文件）。
PS：本文图片中的具有风道式散热系统的计算机是业余制作的专利实验样机，其各组成部分大都由市面购得并加以改制而成，作者未及一一验明其中是否涉及他人的知识产权，因此，除了本文中所介绍的专利之外，如果本文中的图片涉及其他知识产权，均为原权利人所有。
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发表于 2008-8-30 10:50
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发表于 2008-8-30 22:03
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哦？ 有意思
那么恭喜你 
