无风扇工控机的工作原理：被动冷却

利用风扇主动冷却的电脑与被动冷却的电脑并没有太大不同。在典型的风扇计算机中，CPU顶部有一个大型散热器，风扇位于顶部或集成在内部。现代高性能计算机还为其他产生过多热量的板载组件配备散热器和风扇，包括GPU、板载内存、NVMe SSD存储和图像采集卡。这些散热器通过真正沉入组件中将热量从组件中吸走，从而保持组件冷却。通过先进的散热器设计和减少CPU等组件的功耗，可以拆除风扇，完全依靠被动冷却。

为了牢固地安装散热器并保证完整且功能性的热连接，应使用导热膏或导热垫的组合来消除与发热组件配合时的任何缺陷。从这里，散热器可以物理地固定到工业主板上，以防止在受到冲击或振动时发生任何移动。

这涵盖了无风扇冷却到组件级别的基础知识，但现在我们面临在机箱内托管嵌入式单板计算机或工业主板的复杂性。散热器仍然需要足够的周围空气或一定程度的气流来移动产生的热量，以免过多积聚。例如，如果您将带有散热器的单板计算机放置在紧凑的外壳内，则外壳内产生热量的所有组件都会导致外壳内的环境温度升高，从而重复出现与您之前相同的热量积聚问题首先试图避免。这些热量需要尽可能好地散发到机箱或外壳的外部，这就是无风扇工业 PC 的运行方式。散热器用于将发热组件与系统机箱配合，有效地将热量导出到外部。

那么，使用多个散热器将热能传递到外部机箱后，热量会发生什么变化呢？如前所述，CPU 散热器通常具有集成风扇，以强制对流方式运行。采用翅片设计的工业 PC 是特意采用这种方式来受益于自然对流，这意味着它们不必依赖流动的空气来散发系统热量。当热空气上升时，这种自然的气流将推过翅片表面并带走附近的热量。垂直安装电脑将增加空气自然通过的表面积。