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CPU散热器归类的难点

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发表于 2013-6-7 15:44:31 | 显示全部楼层 |阅读模式
计算机微处理器(简称CPU)上用的散热器(图1),是我们日常工作生活中经常接触到的商品,它的归类似乎也非常明确。因为大部分CPU散热器都带有一个散热风扇,通过风扇将CPU的热量散发出去。所以大多数情况下,CPU散热器被习惯性的按“风机、风扇”归入品目8414项下。2 n  d; Q- v( @
但事实上,CPU散热器绝非千篇一律的按“风机、风扇”归类。恰恰相反,许多CPU散热器应按计算机的零件或利用温度变化处理材料的机器来归类。下面笔者试通过中国海关对外公开的类似商品归类决定来对CPU散热器的归类做一番解读,希望对各位读者有所裨益。
3 {3 o! y2 l4 h0 @8 _  X# f据笔者不完全统计,中国海关对外公开的归类决定中,有三份涉及CPU散热器类商品,分别如下:( k: L. G2 f" F5 B5 r
一、Z2006-1359 散热器(微机用)——8473.3090(计算机零件)$ r. n- _" f% L8 Z( I: u
该商品主要用于微型机中的CPU散热,经组装而成。工作原理为利用热导管将热传递到铜、铝等金属材料制成的散热片上,结合风扇将热量散发出来。其中散热风扇的作用是加快热量的散发。
1 r* w- G. R; o, E5 l4 E/ o4 S+ B二、Z2006-0517 中央处理器降温部件——8414.5199(风机、风扇)* F  X/ i' D+ G$ Y0 O% \$ l
中央处理器降温部件(CPU Cooler),主要由导热、散热片和风扇组成,且为计算机专用。
; V/ ]) o8 R# f三、Z2008-162 半导体制冷器——8419.8990(利用温度变化处理材料的设备)
1 |! j* D, A6 ^, A& M半导体微型制冷器又叫微型制冷器,主要用在IT、通信等行业。一般作为设备的零部件来使用,用来给大型电脑服务器导热或制冷。 主要部件:风扇、散热器、控制板、半导体致冷片。工作原理:1.微型制冷器主要利用帕尔帖原理。当直流电通过两种不同性质的导体时,在其交接面产生吸、放热的现象,这就是帕尔帖原理。半导体制冷片是微型制冷器的核心部件,具有导热、制冷的作用。 2.控制板主要用来控制微型制冷器的开关、温度,并提供与主机之间的I/O接口。 3.散热器主要为铝材或者铜材,用来加速散热。
. n# g, `! ^/ y  I& @2 Q* K) z从商品描述上来看,上述三项商品均用于计算机CPU的散热,其结构中均含有风扇。但是,只有一项商品归入了品目8414的“风机、风扇”。为了说明其中的道理,先让我们来了解一下CPU散热器的基础知识:  J5 A1 }$ H) }$ r3 ~, f: A) M- A
如果按散热原理来区分的话,CPU散热器可以分为三种:风冷式CPU散热器、水冷式CPU散热器和半导体制冷式CPU散热器。
8 V9 `% U! c) ~7 I4 S一、风冷式CPU散热器(图2),主要是由风扇、金属散热片、扣具以及散热介质等几部分组成。
8 ~+ n) s3 }! L$ G7 T# M. \& a2 B5 @& O" B/ w- {+ K% S
二、水冷式CPU散热器(图3、4),组成结构与风冷式差不多,最主要的差别在于散热片,水冷式CPU散热器采用类似水箱式的散热水箱作为散热片,而风冷式CPU散热器采用片式的金属散热片。
1 z' h5 O. q1 s8 S/ G
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三、半导体制冷式CPU散热器(图5),利用帕尔帖原理(当直流电通过两种不同性质的导体时,在其交接面产生吸、放热的现象,既帕尔帖原理)进行制冷,对CPU进行散热降温。& V3 G" n2 G1 a2 x2 P0 D' i

1 `+ g% l2 u; I以上三种CPU散热器中,半导体制冷式的效果最好,水冷其次,风冷较差;但价格方面也成正比。故综合考虑制冷效果与生产成本后,风冷式CPU散热器暂时是目前市场中的主流,而水冷式和半导体制冷式CPU散热器所占比例较低。
+ U& O% I4 y# N5 c从上述三种CPU散热器的工作原理来看,风冷式CPU散热器通过散热介质(一般为导热效率较高的铜、铝等金属散热片),将CPU发出热量吸收传导到散热介质,再通过风扇叶轮旋转,让空气强迫对流将散热介质的热量带走。
8 G) Q" O6 M0 X; o$ s1 S从这点上可以看出,风冷式的CPU散热器,其热量的散发必须通过风扇,如果没有风扇,任其自然散热的话。考虑到计算机机箱的整体密闭性,散热介质上的热量很难快速散发,无法有效的对CPU进行降温。换句话说,对风冷式CPU散热器来说,风扇在散热过程中起到了主要作用,而散热介质仅起到了热量传递的作用,故风冷式CPU散热器应按“风机、风扇”归入品目8414。(既公开归类决定——Z2006-0517)- U( G. B! }) ?
而半导体制冷式CPU散热器则与上述风冷式及水冷式CPU散热器不同。其对CPU的降温,主要是通过半导体制冷片的帕尔贴效应。其工作原理实质上是热量转移。当接通直流电时,半导体冷面温度迅速降低(甚至可降至-10 ℃),而另一面的温度则迅速上升,从而达到降低CPU表面温度的效果。在此过程中,风扇仅起到辅助散热作用。故采用半导体制冷式的CPU散热器应按“利用温度变化处理材料的设备”归入品目8419。(既公开归类决定——Z2008-162)
) m8 P5 j1 F2 C, c说到这里,肯定有读者会问,既然风冷式的CPU散热器按“风机、风扇”归入品目8414,那为什么“Z2006-1359”的散热器却按计算机零件归入品目8473呢?它的工作原理不也是“利用热导管将热传递到铜、铝等金属材料制成的散热片上,结合风扇将热量散发出来”吗?7 C$ j5 S* O% I  Y1 }/ ?
乍一看,Z2006-1359所述的散热器与Z2006-0517的风冷式散热器无论从结构或工作原理上都比较类似,但如果再仔细研究一下Z2006-1359的商品描述,我们会发现它与Z2006-0517所述的散热器有一处决定性的差别——“热导管”。
5 q0 H9 S2 b6 g0 |Z2006-1359的散热器,其工作原理为“利用热导管将热传递到铜、铝等金属材料制成的散热片上,结合风扇将热量散发出来”,而Z2006-0517的散热器,不具备“热导管”,仅仅是由“导热、散热片和风扇组成”,CPU的热量通过导热片直接传递到散热片上,再由风扇将热量吹走。
( ?  l' |5 o' R; z; H/ |! u千万不要小看这个小小的“热导管”(图6、7),采用“热导管”技术的散热器比起传统的风冷散热器有成倍的效能提升。
) P+ Z$ v# n$ W  X
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" g% T8 i' ~& v3 S0 S所谓“热导管”其实是一个封闭的真空管。一般是由管壳、吸液芯和端盖三个部分组成。将管内抽至较高的真空度后充以适量的工作流体,使得紧贴管内壁的吸液芯毛细多孔材料中充满液体后加以密封。热管有两端,分别为蒸发端(加热端)和冷凝端(散热端),两端之间间根据需要采取绝热措施。当热管的一端受热时(即两端出现温差时),毛细芯中的液体蒸发汽化,蒸汽在压差之下流向另一端放出热量并凝结成液体,液体再沿多孔材料依靠毛细作用流回蒸发端。如此循环不已,热量得以沿热管迅速传递(就如同空调的原理)。5 s5 _/ H  r; a! Y1 M# d
换言之,装有“热导管”的散热器,其散热的原理已经不再是简单的利用风扇对流,而是通过“热导管”技术,通过相变来强化换热的技术。其工作原理和结构已超出了品目8414所述“风机、风扇”的范畴。又由于其专用于计算机,具有明显的零件特征,依据第十六类类注二的规定,应将其归入品目84.73“计算机零件”项下。  I) x8 O) K  _
注:以上为笔者个人观点,水平有限,难免错漏,仅供各位读者参考,望能抛砖引玉
发表于 2015-2-5 09:09:22 | 显示全部楼层
学习了。谢谢。
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