浅谈家用电器的散热装置

同学们家里的电冰箱是紧靠墙壁摆放的吗?如果是的话,笔者就要提醒你了:这样做不但浪费电,而且容易引发冰箱故障!为什么呢?仔细看看,冰箱下部(主要在背面,有些冰箱在正面也有)是不是有很多孔(槽)?这就是散热孔,如果冰箱紧靠着墙,散热孔周围空间比较小,甚至会被堵住,就会造成冰箱散热不良,轻则造成耗电、制冷效果不佳,重则造成冰箱损坏.

同学们都知道家电工作时,由于电流的热效应、摩擦等因素会导致家电内部元件发热,如果这些“热”不能及时疏散,将会使元件的温度上升,影响元件的正常工作.电子元件长期在较高温度下工作,将直接缩短使用寿命.下面我们就以电脑为例,了解关于散热的相关知识和技术.

散热就所采用的方式来说,可以简单地分为两种:被动散热和主动散热.

1.被动散热.即在不借助其他辅助散热方式的情况下,通过散热片与芯片的接触进行热传导,带走芯片上聚集的热量.目前电脑零部件的制造越来越复杂,工作时发热量惊人,仅仅采用被动散热远远不能满足散热的需要,所以现在我们只能在一些发热量不高的芯片(GPU)上才能见到这种散热方式(如图1):散热片紧靠在热源(芯片)上,工作时芯片上产生的热传导给散热片,进而传给空气,起降低芯片温度的作用,避免影响芯片的正常工作.

散热片通常用导热性能比较好的铝或铜制作.铝制散热材料因其低廉的价格成为了目前使用率最高、最广泛的散热材料之一.铝具有密度小、延展性好、易于加工等特点,但纯铝硬度不足,切削性能差,所以在实际生产中,厂商们为了保证产品有适当的硬度,都采用铝合金来制造实际产品(铝约占总成分的98%).当然掺杂了其他金属会导致散热性能有所降低.纯铜制散热材料跟铝相比,纯铜的导热能力更好.但铜的价格较贵,加工难度较高.其过大的重量,也为安装带来了一些麻烦.无论哪种材料制成的散热片都应该与空气有较大的接触面积,以提高散热性能.很多散热片制成鳍片状(图2),以提高散热效果.现在很多工作时发热量不大的家用电器都是利用这种方法散热的,如电视机、冰箱等.

2.主动散热.电脑主机中的中央处理器(CPU)和中高档显卡(GPU)工作时都是发热大户,如果不及时进行散热的话,电脑系统将很快崩溃!所以,在电脑中,CPU和显卡都是重点散热对象.对于它们,光靠散热片的被动散热是远远不够的,需要借助于风扇、水、热管等进行主动散热.

风冷散热是现在最为常见且使用率最高的一种散热方式,就是在散热片上加装风扇,提高散热效果(如图3).这种散热方式可以解决我们通常的散热需要,技术成熟并且价格适中,因而在市场上被普遍使用.风冷散热器结构简单、价格低廉、安全可靠,但是它也存在一些缺点,如不能将温度降至室温以下,而且由于存在风扇的转动,所以有噪音,并且如果安装不当还会导致风扇震动,长此以往就会损坏元件.另外风扇寿命也是有限的.目前有不少工作时发热较多的家用电器采用这种散热方式,如电磁炉、微波炉、空调外机等,工作时通过散热孔(槽)向外“呼呼”地吹热风的一般都属于这种散热方式.

水冷散热(如图4)就是利用水来代替空气,通过水的运动在散热片之间带走多余的热量.水冷系统的工作原理很简单,就是利用水泵把水从储水箱中抽出来,通过水管流进覆盖在CPU或GPU上面的热交换器,然后水再从热交换器的另外一个口出来,通过水管流回储水箱,就这样不断循环,把热量带走.整个水冷系统包括热交换器、循环系统、水箱、水泵和水等.水冷系统的散热能力非常强劲,非常适合一些电脑超频爱好者采用.

严格地说,除了以上介绍的主动散热方式外,还有热管散热、半导体制冷片散热、压缩机制冷散热、液氮散热等方式,由于这些方式对于大多数用户来说难以实现,这里就不详细介绍了.

现在我们了解了一些家电的散热方式,要让家电工作在温度适宜的环境中,我们还需要注意一些其他细节问题:

1.通风.电路元件散发出来的热量如果不能及时被带走,就会造成热量淤积,使元件温度过高.要使家电有良好的通风环境,我们要注意摆放家电时让家电的散热孔(槽)与墙壁间有一定的间距,留足散热空间.比如冰箱与墙间距离10cm,电脑主机、微波炉与墙间距离12cm,饮水机10cm左右就可以了,电视如果是壁挂式的话,厂家已经考虑到散热孔的位置了,所以对离墙的距离没有要求.夏天最好不要使用电视罩,也不要在电视机工作的时候,把影碟机、音箱等物品放在电视机上,以免影响散热.

2.灰尘.灰尘无疑是散热的大敌,它们不但影响家电的外观效果和卫生,而且还会成为家电的隐形杀手.电路元件由于工作时带静电的原因更容易吸附灰尘,它们会把配件和空气隔离,导致这些配件的散热不良.温度的升高和积累会严重导致电路元件的加速老化.而灰尘本身所带的静电也会危害电路元件的安全.电脑使用时间长了以后,内部的各个配件通常都会积聚灰尘,CPU、电源和机箱风扇上的灰尘尤其多,可用吹气球或毛刷及时清除附在上面的灰尘,以加强散热效果,并应保持周围环境的干净整洁.

让我们回家后好好找找家里的电器有没有散热隐患,必要时及时进行调整、维护,让它们更好地为我们服务!