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水冷散熱器有這幾個部件:散熱器、水冷頭、循環泵、導熱液、管道和水箱。水冷頭是一個內部有水道的金屬塊，由銅或鋁制成。會接觸CPU，吸收CPU的熱量。循環液體在水泵的作用下在循環管道中流動。如果液體是水，它被稱為水冷系統
水冷散熱器和風冷散熱器的共同
水冷散熱器有這幾個部件:散熱器、水冷頭、循環泵、導熱液、管道和水箱。水冷頭是一個內部有水道的金屬塊，由銅或鋁制成。會接觸CPU，吸收CPU的熱量。循環液體在水泵的作用下在循環管道中流動。如果液體是水，它被稱為水冷系統。吸收了CPU熱量的液體會從CPU上的水冷塊流走。而新的低溫循環液體會繼續吸收CPU熱量。水管與水泵、水冷頭和水箱連接，其作用是使導熱液體在封閉的通道內循環而不會泄漏。使液冷散熱系統能夠正常工作。水箱是用來儲存循環液體的，換熱器是類似散熱片的裝置。循環液體將熱量傳遞給大表面積的散熱片，散熱片上的風扇將熱量從流入的空氣中帶走。
水冷散熱器和風冷散熱器的本質是一樣的。只是水冷散熱器是利用循環液將CPU的熱量從水冷塊傳遞到換熱器。而不是風冷散熱器均質金屬或熱管。換熱器幾乎是風冷散熱器的翻版。
水冷散熱器主要有兩個特點:
平衡CPU熱量和低噪音工作。因為水的比熱容太大，可以吸收大量熱量，保持溫度不發生明顯變化。水冷系統中CPU的溫度可以很好的控制。突然運行不會造成CPU內部溫度瞬間大幅度變化。由于換熱器表面積大，只需要低速風扇散熱，可以達到很好的效果。所以水冷多配合低速風扇。
此外，水泵的工作噪音一般不明顯，所以整體水冷散熱器與風冷散熱器有很大不同。水冷是一種昂貴且復雜的冷卻方式，是PC可操作性強的散熱器（液氮等冷卻方式無法投入實際使用）。具有探索精神的超頻玩家早在幾年前就開始用它創造超頻記錄。產品本身也從早期的自制型轉變為涉及專業廠商的量產型，進入零售渠道銷售。
隨著生產規模的擴大和設計制造經驗的逐漸積累。我們目前已經能夠買到好的水冷散熱器，而且價格也不再像以前那樣，甚至超過了用戶的CPU和主板的總價。除了價格的因素以外。新的水冷散熱器的人性化設計也取得了長足的進步。各種原因促成了水冷散熱器可以進入普通DIY玩家底盤的現狀。