Wie funktioniert eine Wasserkühlung für den PC? Kann man neben der CPU, also dem Hauptprozessor des Rechners, auch die Grafikkarte mit Wasser kühlen? Welche Vor- und vielleicht auch Nachteile kommen im Gegensatz zur Luftkühlung zum Tragen? Und welche Lösungen eignen sich für Einsteiger und Profis? Antworten auf diese Fragen findet ihr im Artikel.
Wasserkühlungen haben den Ruf, die CPU extrem effizient kühlen zu können, dabei aber wesentlich teurer als eine Luftkühlung zu sein. Stimmen diese beiden Vorurteile gegenüber der auf Wasser basierenden Technologie zum Wärmetausch? Braucht man unbedingt eine Wasserkühlung, um den PC leise und gut zu kühlen?
Wasserkühlung für den PC: Wissen und Kauftipps
Prinzipiell wird die überschüssige Hitze eines typischen Heim-PC ausschließlich per „Luftkühlung“ abgegeben. Wasserkühlung oder gar eine Kühlung per Stickstoff waren lange Zeit den absoluten Enthusiasten vorenthalten. Doch mit dem Siegeszug der All-in-one-Lösungen für CPU und mittlerweile auch Grafikkarte, hat zumindest die Wasserkühlung in den letzten Jahren einen Siegeszug gefeiert und ist in immer mehr Rechenknechten, vor allem natürlich in Gaming-PCs, zu finden. Doch was genau sind die physischen Unterschiede zwischen den beiden Hauptkühlungsarten Wasser und Luft?
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Wasserkühlung oder Luftkühlung: Die Funktionsweise und Unterschiede im Detail
Der Begriff Luftkühlung beruht darauf, dass die in der CPU entstehende Hitze an die Luft abgegeben werden soll. Während kleinere Prozessoren teilweise sogar ohne Kühlung auskommen, braucht die typische CPU in einem Heim-PC dafür natürlich eine spezielle Kühlung, die aus Kühlkörper und Lüfter besteht:
- Wenn man eine CPU in seinen Rechner einbaut, bekommt man den eigentlichen Chip gar nicht zu Gesicht.
- Das liegt daran, dass diese vom sogenannten Integrated Heat Spreader bedeckt ist.
- Dabei handelt es sich um die silberne Metallplatte, die ihr sicherlich vom CPU-Kauf kennt. Auf der Unterseite sind wiederum die Kontakte der CPU angebracht.
- Zwischen dem Wärmeverteiler der CPU und dem eigentlichen Chip verbaut Intel aktuell eine Art Wärmeleitpaste.
Bevor die Wärme vom Chip also überhaupt zum Kühler gelangt, muss sie noch über das Wärmeleitmittel und den Heatspreader nach außen wandern.
- Auf die CPU setzt man nun in der Regel noch einen Kühlkörper aus Aluminium (gut) oder Kupfer (besser), welcher die Wärme auf eine möglichst große Fläche verteilt.
- Deswegen besitzen viele Kühlkörper auch zahlreiche Kühlrippen.
- Dadurch wird die Oberfläche maximiert.
- Die Wärme gelangt nun an die Oberfläche, dort wird nun, mithilfe eines Lüfters, ein Luftstrom erzeugt. Die Luft nimmt die Wärme auf, wird weggeblasen, durch kühlere ersetzt, diese nimmt wiederum die Wärme auf usw.
- Anders als der Name vielleicht andeutet, wird also keine Luft gekühlt, sondern mit Luft gekühlt.
- Die heiße Luft wird meist hinten oder oben aus dem Gehäuse geblasen, deswegen besitzen zahlreiche Cases auch spezielle Gehäuselüfter, die die heiße Luft herausblasen. Genauso gibt es in der Front vieler Gehäuse einblasende Lüfter, die für frische, kühle Luft sorgen sollen.
Alles zum Thema Lüfter findet ihr im Artikel zum Thema: PWM-Lüfter steuern: Anschluss-Belegung der Lüftersteuerung erklärt (an 3- und 4-Pin-Anschluss)
- Vielleicht habt ihr auch bereits etwas von der sogenannten Passiv-Kühlung gehört. Hierbei wird ganz auf einen Lüfter verzichtet, die Hitze ausschließlich über einen Kühlkörper oder auch Radiator an die Umgebungsluft abgegeben.
- Zahlreiche moderne Grafikkarten verfügen so beispielsweise über einen Semi-Passiv-Modus - die Lüfter springen erst ab einer bestimmten Temperatur zur Unterstützung an.
Wasserkühlung bietet viele Vorteile...
Bei der sogenannten Wasserkühlung wird das nasse Element anstelle der Luft verwendet, um die bei der CPU oder GPU entstehende Hitze abzuführen. Wasser hat den Vorteil, dass es eine große Menge an Energie, in diesem Fall Wärme, absorbieren kann. Die Flüssigkeit des Lebens besitzt eine hohe Wärmekapazität und ist sehr gut für die Wärmeaufnahme bei kleinen Wärmeflächen, wie einer CPU, geeignet. Es transportiert die Wärme effektiver weg von der CPU hin zum Radiator. Streng genommen ist die Wasserkühlung dabei allerdings nur ein Zwischenschritt. Denn jeder Kühlkreislauf besitzt ebenfalls einen Kühlkörper oder Radiator, der allerdings anders als bei der Luftkühlung häufig am Gehäuse befestigt ist. An diesem finden sich wiederum Lüfter. Eine Wasserkühlung setzt also ebenfalls auf Luftkühlung.
Die Wasserkühlung ist dabei ein geschlossener Kühlkreislauf: Was Wasser wird am auf der CPU sitzenden Kühlkörper erhitzt, wandern zum Radiator, kühlt dort ab und fließt schließlich wieder zurück zum Kühlkörper. Da Wasser nicht von selbst fließen kann, braucht man dafür im Falle eines PCs eine Pumpe.
Der Radiator, also die Komponente, an dem die Wärme schließlich wieder an die Luft abgegeben wird, kann wesentlich größer sein als ein standardmäßiger CPU-Luftkühlkörper. So gibt es zahlreiche Radiatoren, die auf die Größe von zwei 120-mm-Lüftern kommen oder sogar noch größer sind. Auch externe Radiatoren, die außerhalb des Gehäuses platziert werden, lassen sich einsetzen.
... hat aber auch Nachteile
Neben der besseren Kühlung und potentiell geringeren Lautstärke haben Wasserkühlungen allerdings nicht nur Vorteile, sondern auch einige Nachteile.
- Ein komplettes System selbst zu erstellen, kann recht komplex werden, da zahlreiche Komponenten benötigt werden. Dazu gehören:
- Kühlkörper
- Pumpe
- Ausgleichsbehälter (da das Volumen von Wasser je nach Temperatur vairiiert)
- Radiator
- Lüfter
- Schläuche, Montageschrauben, Schlauchanschlüsse
- Knickschutzfedern, Kühlwasserthermometer, Durchflussanzeiger und vieles mehr
- Kühlwasserzusatz
- Ein eigenes System zu bauen kann also nicht nur einige Zeit in Anspruch nehmen und ist sehr fehleranfällig, sondern auch recht kostspielig.
- Auch viele Luftkühler bieten mittlerweile eine sehr gute Kühlleistung, sind mit entsprechenden Lüftern relativ leise und häufig ein gutes Stück günstiger.
- Für den Otto-Normalverbraucher reiche eine gute Luftkühlung vollkommen aus, der Aufpreis zu einem Wasserkühlungsset lohnt sich hauptsächlich für Übertakter und absolute Silent-Enthusiasten.
- Wenn das eigene Gehäuse über ein Seitenfenster verfügt, kommt noch der optische Aspekt hinzu - Wasserkühlungen sehen in der Regel recht schick in einem Rechner aus - wenn sie sauber verbaut sind.
- Obwohl Wasserkühlungen in der Regel leiser als Luftkühlungen betrieben werden können, kommen auch sie nicht ohne Geräusche aus. Neben den Lüftern erzeugt auch die Pumpe einen gewissen Geräuschpegel, der sich von Modell zu Modell unterscheidet.
Wasserkühlung für die Grafikkarte?
Natürlich kann man mit Wasser nicht nur den Hauptprozessor des Rechners kühlen, sondern im Prinzip alles, was in irgendeiner Form Strom verbraucht und Wärme produziert - seien es Chips auf dem Mainboard, eine SSD oder eben die Grafikkarte.
- Während das Thema Wasserkühlung auf Grafikkarten lange Zeit nur für Enthusiasten interessant war, da man sich teure und komplizierte Hardware zulegen musste, gibt es mittlerweile bereits Highend-Grafikkarten mit verbauter All-in-one-Wasserkühllösung.
- So wird AMDs aktuelles Top-Modell standardmäßig mit einer Komplettlösung und 120-mm-Radiator angeboten.
- Auch im grünen nVidia-Lager gibt es das eine oder andere Modell mit Wasserkühlung.
- Für einige wenige Modell gibt es auch Nachrüstsets:
All-in-one-Lösungen für CPU und Grafikkarte
Wie bereits mehrfach erwähnt und oben für Grafikkarten schon zu sehen, gibt es mittlerweile auch sogenannte All-in-one-Komplettlösungen oder Komplettsets. Diese sind, anders als eine selbst zusammengezimmerte Wasserkühlung, wartungsfrei und recht einfach zu installieren. Bezüglich der Leistung selbst muss man ebenfalls nur geringe Abstriche machen: Kauf mein ein solches Set mit großem Radiator, ermöglicht dieses ebenfalls eine gute und leise Kühlung der eigenen Hardware.
- Komplettsets sind in der Regel etwas teurer als Luftkühlung, aber wesentlich billiger als eine komplett selbst zusammengestellte und -baute Wasserkühlung.
- Die Kühlleistung sortiert sich in der Regel etwas über Luftkühlung ein, mit einem riesigen Selbstbausystem und den gigantischen Radiatoren, die dafür verfügbar sind, kann sie natürlich nicht mithalten.
- Diese Komplettsets versuchen damit eine Lücke zwischen Luft- und klassischer Wasserkühlung zu schließen und das Beste aus beiden Welten miteinander zu verbinden.
- Die All-in-one-Wasserkühlungen sind mittlerweile so ausgereift, dass sie auch von Laien einfach eingebaut und genutzt werden können.
- Empfehlenswerte Lösungen kommen unter anderem von Corsair und ZNXT.
Anleitung zum Selberbauen?
Eine Anleitung zum kompletten Eigenbau einer Wasserkühlung können wir euch an dieser Stelle leider nicht bieten, dafür sind die Möglichkeiten einfach zu viel groß. Im Internet findet ihr aber viele Anleitungen zum Thema Wasserkühlung selbst bauen, teilweise auch in Videoform, wie hier von den Kollegen von PC Games Hardware:
