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标题: 【转】风言风语：了解水冷设备 [打印本页]
作者: wumuge 时间: 2011-6-22 09:46
标题: 【转】风言风语：了解水冷设备
本帖最后由 wumuge 于 2011-6-22 11:16 编辑
第一次把帖子转到PCINLIFE，希望不会被pen。如有写的不妥的地方，请大家多提宝贵意见。
水冷头
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水冷头是很多玩家最关注的水冷部件，但它并不是水冷系统的全部。它的主要职责是导热，将芯片上的热量传导到水冷头再由水冷液将热量带走。水冷头最重要的是材质和设计，材质的好坏决定了水冷头的导热效率，而设计则是让水冷液能够更快速的将热量带走。至于温度的高低，不仅要考虑水冷头，更要考量水温、流量等其它水冷部件的效能。
在一些专业的水冷文章中，我们看到过很多关于水冷头内部设计、材质、构造和发展史的介绍，在这里我只做一个最基本的介绍，不会过多的引用，因为我觉得这不是玩家能够左右的。就好比去买CPU，有必要了解CPU每个晶体管的作用么？如果要了解，我们应该多去看一些水冷头的横评，研究一下究竟哪个品牌的水冷头性能更好，外观更适合自己。虽然这样说不是很严谨，因为不同的测试环境对水冷头的影响也是不同的，但对于初学者来说，看评测远比研究它的内部构造有意义的多。
材质
紫铜（Copper）：紫铜多被用在高端水冷头的底座和顶部，导热能力强于黄铜，价格也更高。
黄铜（Brass）：黄铜主要用于水冷头顶盖以及发热较小的水冷头底座上，例如CPU水冷头底座是紫铜，顶盖是黄铜。因为黄铜的导热能力不如紫铜（劣质的黄铜导热能力甚至不如铝），但成本更低，CPU水冷头顶盖并不需要导热能力，为了控制成本而选用黄铜。
亚克力：部分水冷品牌将亚克力作为水冷头顶盖，目的就是为了美观，本身并没有导热能力。
××醛：很多品牌的水冷头顶盖采用黑色材料设计，例如EK的很多水冷头顶盖材质是聚甲醛（polyformaldehyde 缩写：POM）；Koolance与XSPC的部分黑色顶盖水冷材质是乙缩醛（Acetal）。与亚克力一样，它们并没有导热能力，不过劣质的亚克力在使用一段时间后会出现开裂的现象，相比××醛类则不会出现这种问题，它们的韧度与强度远远好于亚克力。
上面还有一些没有介绍的材质，例如银、铝、钢等，这些材质基本都很少见，银是因为价格太高，铝和钢是因为导热太差，这里就不多做介绍了，想刨根问底的朋友可以看看这篇《水冷的秘密》，其中一段 关于水冷部件常用材料介绍 ，比我介绍的详细。
总结：关于材质，官网给出的信息非常的少，我们只能从参数中的只言片语去解读他们。个人认为水冷系统的重点在于散热与美观，与其在参数中苦苦寻找，不如多看看横评。
设计
平板式：平板式水冷头是最早被使用在水冷头上的导热方式，其内部非常平滑。缺点是导热面积小，优点是水阻很小。现在部分主板供电、显卡供电、内存和硬盘水冷头中还可以见到它的身影。平板式水冷头之所以能存活至今，最大的优势在于其内部设计简单，体积小巧，价格低廉。对于一些发热不是很大的部件，平板式水冷头就足以应付。
粗水道：粗水道水冷头是在平板式基础上的一项重大革新，它改变之前平板式水冷头导热面积小的缺点。牺牲部分水阻，提升导热能力。现今在很多主板及显卡水冷头中可以看到粗水道的身影。
微水道：微水道是粗水道的一种延伸，一种更极端的进化。它的导热面积更大，相对水阻也更大，只有在CPU水冷头及发热较大的显卡水冷头中才能看到。
pen射式：就我个人对pen射式水冷头的理解，它并不能算是一个独立的设计，应该算是微水道水冷头的改良。它是在微水道的基础上，加装一个细水口，使水冷头内部形成瓶颈，用流量换扬程，这样做的好处是使水冷液更快速的导热。因为pen射式水冷头的水阻非常大，目前只有部分品牌的CPU水冷头使用此设计方式。
总结：和材质篇的总结类似，了解CPU内部设计只是为了能够增加在朋友和同好面前的谈资。不要被这些设计左右你选购喜欢的水冷头，不管是平板式还是微水道，不管你喜欢哪个，厂商总会根据芯片的发热量设计好水冷头，不会给你任何选择的余地，你能选择的只有品牌、外观和横评中的性能表现。
至于水阻，很多人及其排斥水阻，总希望自己的水路里水阻越小越好，甚至可以牺牲美观来获得更小的水阻。这点我觉得大可不必，水阻大了我们可以通过增加水泵来完美解决，至于增加水泵所带来的负面效果，其实没有那么恐怖，等介绍到水泵时我在详细说明。
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Koolance CPU-370 CPU水冷头 材质：紫铜底座 黄铜顶盖 设计：pen射式
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EK-Supreme HF - Acetal CPU水冷头 材质：紫铜底座 POM顶盖 设计：pen射式
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EK-FC590 GTX 显卡水冷头 材质：紫铜底座 亚克力顶盖 设计：GPU粗水道 显存+MOS平板式
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Koolance VID-NX590 显卡水冷头 材质：紫铜底座 乙缩醛顶盖 设计：GPU微水道 显存+MOS平板式
作者: wumuge 时间: 2011-6-22 09:46
本帖最后由 wumuge 于 2011-6-22 10:25 编辑
水泵
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水泵是水路中必不可少的配件，它负责推动水冷液完成水路循环。水泵在水路中不可或缺，但又不是越多越好，多水泵可以有效的增加流量、降低水阻，不过水泵过多也会造成不必要的噪音、震动和热量。
主流的水泵有D5和DDC，D5水泵体积比DDC大，流量也更大，扬程略小于DDC，有调速和定速两个版本。DDC虽然在很多方面都略逊于D5，但市面上大量的低价工包DDC水泵让DDC在水冷市场中仍然显得很活跃。事实上在水阻较大的水路当中，DDC的表现还是可圈可点的，主要原因就是扬程的表现比D5更出色。DDC还有一个优点，就是体积小巧，在多水泵的水路中，更小的体积可以让安装变得轻松自如。
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左：D5水泵 右：DDC水泵
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左：D5水泵调速版 右：D5水泵定速版
D5和DDC都属于旱泵，内部只有泵仓部分为密封设计，不能用于水下作业。除旱泵以外还有一种潜水泵，直接设计在水箱内部，但因潜水泵扩展性较弱，在高端水冷中很少出现。
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XSPC X2O 750 Dual 5.25” Bay Reservoir Pump双5.25光驱位潜水泵
参数
最大流量（Maximum Flow Rate/Maximum Discharge）：最大流量指水冷液在规定时间内通过水泵的最大容量。常用的单位有LPM（升/分钟，或L/min）、GPM（加仑/分钟，或gal/min）、LPH（升/小时）和GPH（加仑/小时）。这里要注意一下，官方给出的参数都是最大流量，这并不是实际流量，根据水路中水阻和水冷液浓度的不同，流量会成比例降低。
最大扬程（Maximum Head Pressure）：扬程又叫水压，最大扬程指水泵pen出液体的最高距离。常用单位有m（米）和ft（英尺）。与流量一样，这也是一个相对值，实际使用时也会因水路的设计等外因而减弱。扬程与流量的关系就好比风扇的风量和风压，在同一水泵下，扬程越大流量越小，扬程越小流量越大。
噪音（Noise）：常用单位dBA（分贝）。不知道大家有没有看过之前《风言风语》关于风扇噪音的介绍，点这里。噪音是一个相对值，没有什么可参考的价值。水泵也是如此，即便官网标出一个分贝值，也是在一个相对的环境下，而这个环境官网并没有做出介绍，这就是一个很模糊的数值，所以不管你的水冷系统装好后，噪音是小于官网还是大于官网都没必要去纠结。
总结：流量、扬程、噪音，这些参数大家可以到官网去比较，但切记不要跨品牌比较。比如在Koolance官网对比PMP-450（D5调速版）、PMP-450S（D5定速版）和PMP-400（DDC）的参数可以很明显的比对出他们之间的区别，但如果用Koolance和Swiftech官网的相同商品比，就有可能出现偏差，因为测试环境本身就不同。还有官网标出的流量、扬程等参数，其实也都缺乏比较性。和噪音一样，官网并未对这些参数加以说明，例如水冷液的浓度、测试海拔等等。
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水泵上盖
说到水泵，就要说说水泵上盖。好的水泵上盖可以有效的提升水泵性能，并且水泵上盖也是水泵安装的一种延伸。有些水泵上盖可以让水箱与水泵更好的连接在一起，有些则可以让你轻松实现双水泵的串联。
安装水泵上盖之前先要拆除水泵原装上盖，再将新的水泵上盖安装在水泵上，以此改变水泵本身的进水口和出水口的位置及角度，达到提升性能和扩展能力的目的。
材质：水泵上盖多以××醛和亚克力材质的居多，主要原因是这类材质相对制作工艺比较简单，成本较低，而且水泵上盖本身对导热能力没有要求。
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左：XSPC Acrylic Dual 5.25” Reservoir for Laing D5双5.25光驱位D5泵箱一体机
（这不是潜水泵，工作时水泵安装位没有水冷液）
右：XSPC Acrylic Tank Reservoir for Laing D5 D5泵箱一体机 与左图类似，只是安装位置不同
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左：XSPC Acetal Top for Laing DDC DDC水泵上盖
右：XSPC Acrylic Tank Reservoir for Laing DDC DDC泵箱一体机
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Koolance COV-RP450 D5水泵上盖 可搭配圆柱形水箱使用，也可独立使用
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Koolance D5泵箱一体机 底部就是COV-RP450
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Koolance RP-452X2 双5.25光驱位双D5泵箱一体机
支持单水泵；双水泵并联；增加CNT-RP452X2的情况下还可支持双水泵串联
作者: wumuge 时间: 2011-6-22 09:46
本帖最后由 wumuge 于 2011-6-22 10:25 编辑
水箱
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水箱的主要作用是排气，将水冷系统中的空气排至水箱。众所周知，空气的导热效率远远低于水冷液，在水冷循环系统中如果存有大量空气，会直接影响水冷的导热效率，并增加不必要的噪音。
水箱的材质多以亚克力为主，主要目的是为了美观，置于很多人说水箱大一点有助散热，这个不能说不对，但这是一个相对值。比如说目前市场上主流的水箱多以毫升（ml）为单位，最大的不过一升（l），以这样的尺寸辅助散热是根本不可能的。除非是在水箱的材质上下功夫，例如在散热面积和散热环境有一定要求的前提下设计的铜质水箱等。
大水箱究竟需要多大才能散热呢？假设你的水冷系统在待机模式并且不装冷排的情况下能达到100度，那你可以在房间里放一瓶100度的水，看它需要多久能降到室温，比如是两个小时。那你就需要一个足够两小时循环的水箱。这个数字已经相当庞大了，而且上面的假设还是非常不严谨的。比如水箱进水是100度，它会将热量传导到水箱内，这时水箱内的温度实际是大于室温的。再比如为了保证水冷系统的清洁，水箱是要在密封的条件下来完成散热的，而水在密封条件下的降温速度很慢等等。诸如此类的考量下来，恐怕一个小小的PC至少需要一个超大号的水族箱才能完成散热。其实也不错，水族箱挺好看的，不过不能养鱼，养的话也行，不准鱼儿们吃饭，也不准它们拉屎，否则CPU水冷头被鱼屎堵塞了可就……
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水箱在整个水冷系统中是唯一一个对安装位置有要求的配件，其它例如水冷头、冷排等的安装顺序是没有限定的，但水箱不行。水箱要求必须安装在水泵的进水口上端，也就是说，水冷液从水箱流出要直接进水泵，目的是为了保证水泵的恒压供水，这里要说的可就更多了，以后有机会我再慢慢详解。
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Koolance 水箱套餐
作者: wumuge 时间: 2011-6-22 09:47
本帖最后由 wumuge 于 2011-6-22 10:26 编辑
冷排
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如果将水冷与风冷做比较，水冷头就好比是散热器的底座负责吸热，水管、水泵和水冷液就像散热器的热管负责快速的将热量从底座传导至散热鳍片，而冷排就和散热片一样。散热片的面积及散热效率决定了其散热能力，冷排也是如此。
电脑水冷系统中的冷排与汽车内的冷排是一样的，水冷液进入冷排后流入管道，管道吸热传导给散热片，再由风扇散热。在不考虑风扇噪音和水流量的情况下，冷排总是越大越好的，不论是只装一个CPU水冷头还是装很多水冷头都是如此。
冷排对流量也有一定的要求，当流量过低时会造成冷排管道内水量不平均，导致散热能力下降。
材质
紫铜（Copper）：大多数高端冷排散热鳍片部分都是采用紫铜设计，因为紫铜的散热性能更强，并且与汽车内的冷排是完全相同的。
黄铜（Brass）：冷排内走水的管道大多采用黄铜设计，主要原因也是因为汽车内的冷排是这样设计的，由专门加工厂生产可节省成本。
铝合金（Aluminum）：大部分高端品牌都不采用铝合金制作冷排，其主要原因是在同一水路中，同时出现铝和铜会使水冷液发生反应产生杂质，造成如水冷头等细小管道内堵塞，影响散热。铝制冷排因成本较低，在低端冷排中比较多见，为防止水冷液变性，高端的铝制冷排会在管道内进行镀膜处理，不过因工艺原因，在焊接部分依然没办法镀膜。
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Koolance HX-CU420H 单12cm冷排 厚度4.4cm 黄铜管道 紫铜鳍片
HX-CU420H的进出水口位置与大部分冷排不同，大家可根据安装位置的需要选择不同朝向的冷排
冷排的外形尺寸种类繁多，用于电脑水冷的冷排大多以12cm风扇作为参照，制作成120（120×1）、240（120×2）、360（120×3）以及480（120×4）的尺寸方便安装风扇。近年来随着机箱行业的发展，在高端机箱中14cm风扇被越来越多的设计进来，这也使玩家对更大的冷排产生兴趣，目前国内还很难买到高性能14cm冷排，不过相信过不了多久，14cm冷排会成为冷排市场的新宠。
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Koolance HX-CU1403V 三14cm风扇冷排 厚度3cm 可惜目前国内进不到货
除了以上提到的以风扇位作为冷排设计尺寸外，还有很多其它尺寸和设计方式。这类冷排制作工艺与普通冷排区别不大，只是在尺寸上有变化。
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Alphacool Cape Cora HF 1042 silber 被动散热管 通常被安装在机箱外面的侧板上
作者: wumuge 时间: 2011-6-22 09:47
本帖最后由 wumuge 于 2011-6-22 10:24 编辑
水管及防折弹簧
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水管的作用是将水冷系统中的所有设备串联到一起。目前主流的水冷系统中，水管尺寸以内10外13、内10外16、内13外16和内13外19居多，它们的称呼非常多，为了方便大家记忆，我已内10外13水管为例，为大家详细介绍一下称呼以及由来。
内10外13的英标称呼为ID:3/8" OD:1/2"（ID为内径，OD为外径），换算后实际尺寸约为内径9.53mm外径12.70mm，大家习惯已毫米称呼它为内径10mm外径13mm水管（被四舍五入了），也就是我刚才所说的内10外13。也有很多人称它为三分薄管，这个是国内最常用的水管称呼，也是水冷玩家最难理解的，很多玩家只知道自己的水管是三分薄管，但是怎么算出来的却根本不清楚。其中“三分”译为水管内径的英寸分数，例如内10外13水管是ID:3/8"，则为三分，如果是内13外16水管是ID:1/2"，1/2"=4/8"，所以就是四分（全部是1英寸除8）。而三分薄管的“薄管”指的是水管的壁厚，例如内10外13的水管壁厚是(13-10)÷2=1.5mm，就是薄管。而内10外16的水管壁厚是(16-10)÷2=3mm，就是厚管。
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以上介绍的是目前最常用的水管尺寸的称呼，还有很多尺寸例如内6外10等水管使用较少，在这里不一一介绍了。
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防折弹簧
当水管需要对两个较近的设备进行连接时，较大的弯曲角度会造成水管出现死弯。防折弹簧由此而来，它的用途就是紧固水管，防止水管因弯曲而增大水阻和降低流量。
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将防折弹簧安装在水管内侧虽然很好看，但并不是明智之举。最大的缺点是在水路中增加了不必要的水阻，并且对防折弹簧的材质也有很高要求，劣质弹簧（没有镀膜的铁弹簧）容易与水冷液发生反应堵塞水冷设备。这样安装并没有错，只是因缺点比较明显，所以不建议使用。并且还要注意点，管内弹簧可以直接装在管外（如果直径合适），管外弹簧不能装在管内。
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更多的安装方式是将防折弹簧安装在水管的外侧，但这样的安装方法会影响整体美观，所以个人建议还是少用这类东西，尽可能的配合接头来实现大角度的连接。
作者: wumuge 时间: 2011-6-22 09:47
本帖最后由 wumuge 于 2011-6-22 11:13 编辑
各类接头
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高端水冷倡导的是完全的DIY，所以在高端水冷中的接头种类繁多，最常用到的就是水管与设备连接用的连接头，也就是宝塔接头和快拧接头。
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宝塔接头：宝塔接头是最通用的连接头，只对水管的内径有要求，然后根据水管的外径搭配相应的管夹。
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快拧接头：快拧接头比宝塔接头美观，结构也略微复杂一些，其内部也是一个宝塔接头，只是在外面加一个手拧的管夹而已。快拧接头对水管的内径与外径都有要求。
螺纹接头：上面讲到的宝塔接头与快拧接头，都是针对接头与水管的连接。螺纹接头是针对其它水冷设备如水冷头、冷排等，与接头的连接，电脑水冷中最常用的是G1/4螺纹，大部分品牌例如Koolance、EK、XSPC、Enzotech、Bitspower等设计的水冷设备与接头全部采用G1/4螺纹，这样的好处是可以让多个品牌的设备互相兼容，例如使用EK的水冷头搭配Koolance的连接头。
在众多品牌当中，Thermochill的PA系列冷排算是一个特例，他采用的是G3/8螺纹，这样在安装的时候就比较麻烦，需要先用转接头将G3/8螺纹转接成G1/4螺纹才能正常安装连接头。
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ThermoChill PA120.1 单12cm冷排 G3/8螺纹
很多朋友都跟我说，“接头种类太乱了，七七八八根本看不明白”。其实我觉得乱完全是因为没找到窍门，不论是连接水管与水冷设备的连接头，还是转接头，或者是其它接头，在观察时只要记住两个要素：1、看两端；2、看用途。下面我以下Koolance的几款接头为例，简单介绍一下，相信大家举一反三，很快就会找到窍门。
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Koolance NZL-L10-BK 内10外13 90度快拧连接头
其中一端为内10外13快拧连接头
另一端为G1/4螺纹
90度弯曲，并支持360度旋转
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Koolance ADT-XFF-BK 双内G1/4螺纹转接头
两端分别是两个内G1/4螺纹
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Koolance ADT-SMM 双外G1/4螺纹转接头 支持360度旋转
两端分别是两个外G1/4螺纹，并且自身支持360度旋转
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Koolance INS-FLTR01 过滤器
其中一端为内G1/4螺纹
另一端为外G1/4螺纹
内侧自带滤网
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Koolance VL3N-M10S 内10外13快插公头
其中一端为内10外13快拧连接头
另一端为VL3N快插公头
（注：Koolance所有VL3N系列快插可任意组合，但不能与VL4或VL3等其它系列组合）
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Koolance VL3N-F10L 内10外13 90度快插母头
其中一端为内10外13快拧连接头
另一端为VL3N快插母头
与公头搭配安装在水管之间，方便拆装
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Koolance VL3N-10BKT PCI位双内10快插公头
一端为内10宝塔连接头
另一端为VL3N快插公头
当搭配外置水冷设备时，水管可从PCI位引出并方便拆装
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Koolance VLV-XTSPLB 放水头
本身是一个SPL-XUFY5B五通连接头，自带5个内G1/4螺纹
其中两个自带水堵，还有一个为放水口
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Koolance PRT-XGK 注水头
其中一端为内G1/4螺纹自带1个水堵
另一端有一个内G1/4螺纹和一个外螺纹，外螺纹自带螺母
PRT-XGK可以安装在机箱顶部，用螺母固定注水头，同侧的G1/4螺纹用来安装连接头与水箱连接
在加水时拆掉顶部内G1/4螺纹上的水堵进行加水
在选择接头的时候还要有一点需要注意，那就是螺纹的长度，例如大部分CPU水冷头，对螺纹长度是有严格要求的，太长的螺纹会影响CPU水冷头的导热，甚至伤害水冷内部，这一点大家要谨记。
作者: wumuge 时间: 2011-6-22 09:47
本帖最后由 wumuge 于 2011-6-22 11:15 编辑
水冷液
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水冷液是水冷系统中最危险的东西，很多人排斥水冷的原因就是因为水冷液漏液有几率造成硬件烧毁。
成分：高端水冷液成分比较复杂，不论是透明水冷液还是带颜色的水冷液都是如此。TFC和Koolance官网在介绍水冷液中，都明确的写出水冷液里含有防腐和生物抑制剂，但是否还有其它成分的添加剂，就不得而知了。
导电性：高端水冷液不是不导电，只是导电弱。回到开始说到的问题，水冷液漏液有几率烧毁硬件，但只要正确安装，做好必要的防水，其实也没什么可担心的。与其担心水冷液导电，倒不如多关心一下错误使用水冷液导致水冷设备变质的问题。
很多人推荐使用蒸馏水作为水冷液，这点我不是很认同。为什么要用蒸馏水代替水冷液呢？因为便宜吗，如果是价格原因，那应该在组建水冷之前就对这部分投资做好心理准备。买车能不考虑加油吗？因为加了劣质汽油造成汽车损坏，能责怪汽车质量不过关吗？
寿命：水冷液不比其它产品，是有寿命的，超过寿命后会出现沉淀，影响水冷设备，造成水道堵塞等问题，所以建议经常更换。TFC官网给出的更换周期是1年，Koolance标的是2～3年。个人建议水冷液的更换周期在半年到一年左右，大于这个时间，水冷液会变得越来越差。（要知道，国内的使用环境远远低于国外）
作者: wumuge 时间: 2011-6-22 09:48
本帖最后由 wumuge 于 2011-6-22 11:15 编辑
这楼不用了 就算抢到沙发了
作者: wumuge 时间: 2011-6-22 09:48
本帖最后由 wumuge 于 2011-6-22 11:15 编辑
这楼不用了 就算抢到板凳了
作者: 勐婆、涞锅汤 时间: 2011-6-22 11:27
这楼不用了 就算抢地板了
作者: 勐婆、涞锅汤 时间: 2011-6-22 11:28
学习了{:5_207:}
作者: 逍遥小仙 时间: 2011-6-22 14:07
哇靠，LZ这帖子太给力了，长知识
作者: 弦月 时间: 2011-6-22 18:28
很给力 收藏了
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