主机水冷的原理，水冷主机的水是什么水

***：主机水冷原理是通过水冷液在水冷系统中的循环带走主机硬件产生的热量。水冷系统包含水冷头、水管、水泵、散热器等部件，水冷头与发热硬件接触，吸收热量后水冷液被泵送到散热器散热再循环。关于水冷主机中的水，通常不是普通的自来水，而是专门的水冷液，水冷液具有良好的导热性、防腐蚀、绝缘等特性，可有效保障水冷系统稳定运行并保护硬件。

《水冷主机之水：成分、特性与背后的工作原理》

一、引言

随着计算机技术的不断发展，高性能的硬件组件在运行过程中会产生大量的热量，为了确保这些组件能够稳定、高效地运行，散热成为了至关重要的环节，水冷主机作为一种高效的散热解决方案，逐渐在高端电脑玩家和对散热要求苛刻的应用场景中得到广泛应用，而水冷系统中的水，并非普通意义上的水那么简单，它涉及到诸多原理、特性和考量因素。

二、水冷主机的基本原理

1、热量传递的基础

- 水冷主机的散热原理基于热传导、热对流和热辐射，热传导是热量在直接接触的物体之间传递的方式，在水冷系统中，首先是CPU或GPU等发热组件的热量通过与水冷头的直接接触传导到水冷头上，水冷头通常是由铜等导热性能良好的金属制成，因为铜的热导率较高，能够快速地将热量传递出去。

- 热对流则是在水冷系统中起关键作用的热量传递方式，当水冷头将热量传导到与之内部循环的液体（也就是我们关注的水或特殊的水冷液）时，由于液体温度升高，密度减小，会产生自然对流，水泵的作用会促使液体在整个水冷回路中强制对流，使得受热的液体能够快速地流动到散热器的位置。

- 散热器通常是由一系列的散热鳍片和散热管组成，当携带热量的液体流到散热器时，热量通过散热管传导到散热鳍片上，外界的冷空气通过风扇的作用吹过散热鳍片，利用热对流将热量带走，这个过程中也存在一定程度的热辐射。

2、水冷回路的构成

- 一个典型的水冷主机系统包括水冷头、水泵、散热器、水管和水箱（部分水冷系统有水箱）等组件，水冷头直接安装在CPU或GPU等发热源上，它的内部有微通道结构，增加了液体与发热源的接触面积，提高热传导效率。

- 水泵是水冷系统的动力源，它负责推动水冷液在整个回路中循环流动，散热器的大小和散热鳍片的密度等因素会影响散热效率，水管则连接各个组件，形成一个封闭的回路，确保水冷液在其中稳定循环，水箱可以起到缓冲、排气和方便添加水冷液等作用。

三、水冷主机中“水”的类型

1、蒸馏水

- 蒸馏水是一种经过蒸馏处理的水，几乎不含杂质和矿物质，在水冷主机中使用蒸馏水有一定的优点，由于其纯净度高，不会在水冷系统中产生水垢，水垢的形成主要是因为水中的钙、镁等离子在受热后会形成沉淀，附着在水冷系统的管道、水冷头和散热器等部件上，这些水垢会降低热传导效率，影响水冷系统的散热性能，如果在一个长期使用硬水（含有较多钙、镁离子的水）的水冷系统中，经过一段时间后，散热器的散热效率可能会下降30%甚至更多，而蒸馏水就可以避免这种情况的发生。

- 蒸馏水也有其局限性，蒸馏水的导电性较差，但并非完全不导电，如果水冷系统中存在漏电的情况，即使是微量的电流也可能导致电解反应，在电解过程中，水会分解成氢气和氧气，这不仅会导致水冷系统内部压力变化，还可能对水冷系统的组件造成损害，蒸馏水缺乏对金属的保护能力，不能有效地防止金属部件的腐蚀。

2、去离子水

- 去离子水是通过离子交换树脂去除了水中的大部分离子后的水，与蒸馏水相比，去离子水的纯度更高，离子含量更低，在水冷主机中使用去离子水，能够进一步降低水垢形成的风险，由于几乎没有离子存在，去离子水在热传导方面也有较好的表现。

- 去离子水的制备相对复杂，需要专门的设备进行离子交换处理，与蒸馏水类似，它对金属的防腐蚀能力较弱，如果水冷系统中的金属部件（如铜制的水冷头和铝制的散热器等）直接接触去离子水，在有氧存在的情况下，容易发生电化学腐蚀，这种腐蚀可能会导致水冷系统出现泄漏等问题，从而影响其正常运行。

3、专门的水冷液

- 专门的水冷液是为水冷主机散热系统量身定制的液体，它通常包含多种成分，如抑制腐蚀的添加剂、提高热传导效率的物质和改变液体物理特性（如降低冰点、提高沸点）的添加剂等。

- 从腐蚀抑制方面来看，水冷液中的添加剂会在金属表面形成一层保护膜，防止金属与水或空气中的氧气发生反应，一些水冷液中含有唑类化合物，它能够有效地吸附在铜、铝等金属表面，阻止腐蚀的发生，在一个长期运行的水冷主机系统中，如果使用普通的水，可能在一年左右就会发现金属部件有腐蚀的迹象，而使用含有腐蚀抑制剂的水冷液，在3 - 5年的时间内都能保持金属部件的良好状态。

- 从热传导效率提高的角度，水冷液中的某些成分可以改善液体的热传导性能，这些成分可以使水冷液在相同的温度差下，能够传递更多的热量，相比蒸馏水或去离子水，专门的水冷液的热传导系数可能会提高10% - 20%，水冷液还可以通过添加抗冻剂等成分来降低冰点，防止在低温环境下水冷液结冰，一些高端的水冷液的冰点可以降低到 - 30℃甚至更低，这对于在寒冷环境中使用水冷主机或者对于那些对散热系统稳定性要求极高的服务器机房等场景非常重要，提高沸点的添加剂可以使水冷液在高温环境下也能稳定工作，避免因沸腾而产生气蚀等问题。

四、水冷主机中“水”的维护与注意事项

1、定期更换

- 无论是使用蒸馏水、去离子水还是专门的水冷液，都需要定期更换，对于蒸馏水和去离子水，由于缺乏有效的防腐蚀和抗氧化等能力，随着时间的推移，水中可能会溶解一些杂质，而且金属部件的腐蚀风险也会增加，一般建议每隔6 - 12个月更换一次。

- 专门的水冷液虽然有较好的性能，但也会随着时间的推移而变质，其中的腐蚀抑制剂可能会逐渐消耗，热传导性能可能会下降，根据水冷液的质量和使用环境，建议1 - 2年更换一次，在更换水冷液时，需要彻底清洗水冷系统，包括水冷头、散热器、水管等部件，以去除残留的旧水冷液和可能产生的杂质。

2、防止泄漏

- 水冷系统中的水或水冷液一旦泄漏，可能会对计算机硬件造成严重损害，在安装水冷系统时，要确保各个接口连接牢固，水管没有破损，要定期检查水冷系统的密封性，特别是在机箱移动或者受到震动之后，如果发现有轻微的泄漏迹象，如水管接口处有潮湿现象，应及时进行处理，更换密封件或者修复水管。

3、温度监控

- 虽然水冷系统的目的是散热，但也需要对水冷液的温度进行监控，通过在水冷系统中安装温度传感器，可以实时了解水冷液的温度变化，如果发现水冷液温度异常升高，可能是水冷系统出现了故障，如水泵故障导致水冷液循环不畅，或者散热器堵塞等问题，及时发现并解决这些问题，可以避免因过热而损坏计算机硬件。

五、结论

水冷主机中的“水”是水冷散热系统的核心介质，它的类型、特性和维护对于整个水冷主机的性能和寿命有着至关重要的影响，从蒸馏水、去离子水到专门的水冷液，每一种都有其优缺点，在实际应用中，需要根据具体的需求、预算和使用环境等因素来选择合适的水冷介质，无论选择哪种类型的“水”，都需要遵循正确的维护和使用方法，以确保水冷主机能够稳定、高效地运行，为计算机硬件提供良好的散热保障。