水冷に必要な装置と役割、水冷ヘッド
CPUで茶を沸かす？
今回は水冷の要となる「水冷ヘッド」について触れてみたいと思います。CPUなどの熱源から発生した熱を奪い冷却（一次冷却）をするのが水冷ヘッドの役割です。
やかんでお湯を沸かすことを思い浮かべると、分かりやすいかもしれません？
やかんはお湯を沸かすことが目的ですが、水冷ヘッドへはCPUを冷やすことになるわけです。
コンロの火がCPUに、やかんが水冷ヘッドにあたります。
やかんを火にかけると水はやがて沸騰して水蒸気となり、気化熱（液体から気体に変わるときに周囲から吸収する熱）で水の温度は100℃以上には上昇しません。
もしもCPUの上に水を入れたミニやかんを載せればお湯が沸くかもしれません？CPUが100℃に耐えることができればミニやかんで冷却ができることになりますが残念ながらCPUは100℃の温度に耐えることができません。（一般的なCPUの耐熱温度は70℃〜80℃程度が限度）そこで、やかんの代わりに水冷ヘッド（通称水枕とも呼ぶ）を使います。
その構造は、一般的に熱源に接触する部分（ベースプレート）は、熱伝導率の高い銅でできており、またその表面は高い平坦度を有していてCPUの表面と密着しやすくなっています。反対側の水と接触する部分は、表面積を大きくしたり、水の流れを考慮したりして、熱交換が効率的にできるような形状をしています。
ベースプレートの上部には、水漏れを防ぐためのシール材（主にOリング）を介してトップカバーがかぶさり、そのカバーには水の入り口と出口となる穴が設けられています。
入り口から流れ込んだ冷却水は、ベースプレートに伝わった熱を吸収し暖められて出口から排出されます。熱の移動は、CPU→ベースプレート→冷却水となります。実際の入り口と出口での水の温度差は、数℃のごく僅かな温度差でしかありません。
それは常に水が流れていることで水の水冷ヘッド内に滞在する時間はごく短時間であり、やかんのように沸騰するようなことはありません。
以下にCPU用水冷ヘッドのいくつかの写真を掲載します。
