Wasserkühlung: wen wird sie glücklich machen und wen stört sie?

Wasserkühlung – INHALTSVERZEICHNIS

1. Was ist eine Wasserkühlung?
2. Warum Luft durch Wasserkühlung ersetzen?
3. All-in-One vs. kundenspezifische Wasserkühlung
4. Komponenten, die bei der Wasserkühlung nicht fehlen dürfen
5. Wartung der Wasserkühlung: Was Sie wissen sollten

Was ist eine Wasserkühlung?

Wasserkühlung ist eine Methode, Komponenten im Inneren eines Computers auf niedrigen Temperaturen zu halten. Wenn Prozessor, Grafikkarte sowie Speicher oder Festplatten in Betrieb sind, erwärmen sie sich. Die Aufgabe der Kühlung ist es, die entstehende Wärme aus dem Computergehäuse abzuführen.

Wasserkühlung begleitet uns nun schon seit einigen Jahren, aber mit dem steigenden Taktpotenzial heutiger Komponenten steigen auch die Anforderungen an deren Kühlung. Um die Temperaturen der getakteten Komponenten langfristig niedrig zu halten, ist es wichtig, dass die Kühlung die richtige Kühlleistung hat. Luftkühlung kann dies in der Regel leisten, ist aber in solchen Fällen mit einem hohen Geräuschpegel verbunden, so dass Technikbegeisterte massenhaft den Weg der Wasserkühlung eingeschlagen haben.

Warum Luft durch Wasserkühlung All-in-One ersetzen?

Ist die All-in-One Wasserkühlung effizienter als die Luftkühlung? Auf diese Frage gibt es keine eindeutige Antwort. Wenn wir die Wasserkühlung als kundenspezifische Kühlung betrachten, ist das Potenzial für eine höhere Kühlleistung sicherlich vorhanden. Wenn wir jedoch Luftkühler mit All-in-One-Wasserkreisläufen vergleichen wollen, liegt die Antwort allein in den Unterschieden zwischen den beiden konkreten Modellen.

Bei den genannten All-in-One-Lösungen handelt es sich um komplette Wasserkühlung Sets. Ihre Installation ist nicht komplizierter als die eines Luftkühlers. In der Verpackung finden Sie einen bereits fertigen und geschlossenen Kreislauf, den Sie nur noch in das Gehäuse legen und mit dem Prozessor verbinden müssen. Wichtig ist nur, dass das Gehäuse mit einer Wasserkühlung kompatibel ist. Dies ist nicht wirklich ein Problem, da die meisten Gehäuse heute Positionen für Radiatoren haben, mit Ausnahme nur der billigsten Modelle. Um Probleme mit der Kompatibilität zu vermeiden, können Sie nur nach PC-Gehäusen mit Wasserkühlungsunterstützung filtern.

Bei All-in-One-Wasserkühlern kann nicht eindeutig gesagt werden, dass sie besser sind als Luftkühler. Was die Leistung betrifft, sind die beiden Kategorien recht ähnlich, aber es ist das Design, das für den All-in-One spricht.

Während ein leistungsfähiger Luftkühler eine beträchtliche Größe einnimmt und die Sicht auf Motherboard und den Zugang zum Motherboard blockiert, kann die AiO-Wasserkühlung an der Wand eines Computergehäuses befestigt werden und mit einem kleinen, schönen Block die Wärme vom Prozessor ableiten. Dies verbessert natürlich das Design des Gehäuses, die Zugänglichkeit der Komponenten und ermöglicht sogar den Einsatz eines leistungsstarken Kühlers in sehr kleinen Gehäusen.

All-in-One vs. kundenspezifische Wasserkühlung

Es ist noch gar nicht so lange her, dass nur die größten Bastler einen wassergekühlten Computer zu Hause hatten und bereit waren, alle Teile zu verwenden, egal ob sie aus dem Fachhandel, dem Bauhaus oder dem Eisenwarenladen stammten. Heute sind die Möglichkeiten viel breiter, und obwohl es immer noch hauptsächlich eine Angelegenheit von begeisterten Bastlern ist, gibt es Möglichkeiten, wie jeder leicht mit der Wasserkühlung beginnen kann.

Wenn Sie lieber alles selbst machen und sich nicht auf den All-in-One verlassen wollen, können Sie sich aus verfügbaren Teilen einen eigenen Wasserkreislauf bauen. Wenn Sie sich für diese komplexere Methode entscheiden, werden Sie mit absoluter Freiheit bei der Einstellung von Kühlleistung, Anordnung und Visualisierung belohnt. Die kundenspezifische Kühlung hat praktisch keine Grenzen in Bezug auf die Effizienz; Sie können sie erweitern, bis sie leistungsfähig genug ist, um getaktete Komponenten dauerhaft kühl zu halten.

Während die All-in-One-Kreisläufe mit „ gewöhnlichen“ Prozessoren zurechtkommen sollten, beim Takten von sogenannten „HEDT“ Prozessoren ist es geeigneter, einen kundenspezifischen Wasserkreislauf zu verwenden. HEDT-Prozessoren sind derzeit Intel x299 und AMD x399 Plattformmodelle.

Es gibt auch eine dritte Möglichkeit, die die Wasserkühlung auch für alle Nicht-Bastler zugänglich macht. Es ist ein Computer zu kaufen, auf dem eine angepasste Wasserkühlung vorinstalliert ist. Wenn Sie einen solchen Computer von einem zertifizierten Anbieter erhalten, können Sie sicher sein, dass er von einem Fachmann zusammengebaut worden ist. Das bedeutet hohe Verarbeitungsqualität, die Verwendung von Markenkomponenten, modernes Design, maximale Kühlleistung und vor allem eine Garantie.

Komponenten, die bei der Wasserkühlung nicht fehlen dürfen

Die Wasserkühlung besteht aus mehreren Teilen, ohne die der Kreislauf nicht funktionieren kann. Ob es sich um ein All-in-One oder eine kundenspezifische Wasserkühlung handelt, sind diese Teile bis auf wenige Ausnahmen darin zu finden. Bei Komplettlösungen können sie jedoch stark miniaturisiert sein.

Wasserblock für Prozessor

Die Komponente, die für die Wärmeübertragung vom Prozessor auf das Medium im Wasserkühlkreislauf sorgt, wird als Prozessor-Block bezeichnet. Er wird auf die gleiche Weise wie ein Luftkühler montiert. Sie müssen also nur die Backplate von der Rückseite des Motherboards anbringen, Wärmeleitpaste auftragen und den Block selbst befestigen.

Nach dem Anschluss fließt durch den Wasserblock eine Flüssigkeit, die erwärmt wird und die Wärme vom Prozessor abführt. Der Prozessor-Block ist ein unverzichtbarer Bestandteil jeder Wasserkühlung, da der Prozessor einer der größten Wärmeproduzenten in einem Computergehäuse ist.

Wasserblock für Grafikkarten

Die Grafikkarte erwärmt sich wie der Prozessor stark, daher ist es empfehlenswert, sie mit einem Wasserkühlblock auszustatten. Seine Installation ist etwas komplizierter als beim Prozessor-Block. Grafikkarten werden mit bereits eingebautem Kühler geliefert, der zunächst vorsichtig entfernt werden muss. Danach unterscheidet sich die Montage nicht mehr so sehr von der Montage des Blocks auf dem Prozessor.

Wenn Sie mehrere Grafikkarten in Ihrem System haben, müssen diese ordnungsgemäß an den Wasserkreislauf angeschlossen werden, damit sie ausreichend gekühlt werden. Die Karten können auf zwei Arten angeschlossen werden, seriell und parallel:

• Bei dem seriellen Anschluss liegen die Karten in einer Reihe. Das bedeutet, dass das Wasser zuerst durch die erste Karte, dann durch die zweite und schließlich durch die anderen Karten fließt. Diese Verbindung ist die einfachste, hält die Wasserblöcke unter Druck, und das Wasser fließt sehr schnell durch.
• Der parallele Anschluss enthält zwei oder mehr Karten, die, wie der Name schon sagt, parallel angeschlossen sind. Vor der Eingabe einer Karte wird der Wasserdurchfluss aufgeteilt, d. h. in jedem Wasserblock werden die Begrenzungen und der Durchfluss des Kreises durch die Anzahl der Karten im Parallelkreis geteilt. Damit der parallele Anschluss der Grafikkarten korrekt funktioniert, ist es notwendig, die gleichen Blöcke oder zumindest Blöcke mit identischer Restriktion zu verwenden.

Der grundlegende Anschluss der Wasserkühlung ist eindeutig seriell, aber wenn Sie zwei Grafikkarten-Blöcke mit hoher Restriktion haben, ist es eine Überlegung wert, einen parallelen Anschluss zu wählen. Beim Anschluss von drei oder mehr Karten können Sie die beiden Methoden kombinieren, was dies noch wünschenswerter macht. Die Menge an Restriktionen, welche vier seriell angeschlossene Karten erzeugen würden, könnte von der Pumpe nicht zuverlässig überwunden werden.

Ausgleichsbehälter

Der Ausgleichsbehälter dient als Wasserspeicher. Sobald er im Gehäuse montiert und an den Kreislauf angeschlossen ist, muss er mit Flüssigkeit gefüllt werden, die dann der gesamten Wasserkühlung zugeführt wird. Der Ausgleichsbehälter kann ein sehr einfacher Behälter oder eine anspruchsvolle Designverzierung für das Gehäuse sein.

Seine Hauptaufgabe besteht jedoch nicht darin, direkt zur Kühlleistung beizutragen, sondern die Bewässerung und Entlüftung des Kreislaufs zu erleichtern und in gewissem Maße auch sicher zu machen. Als die Ausgleichsbehälter noch nicht im Einsatz waren, musste das Wasser direkt in die Kühlschläuche gegossen werden, was Präzision und Zeit erforderte, und der Prozess selbst trug gewisse Risiken. Diese sind jetzt verschwunden, und um den Kreislauf erfolgreich zu bewässern, muss jetzt nur noch Flüssigkeit nachgefüllt werden, wenn der Pegel durch das Ansaugen der Pumpe zu sinken beginnt.

Es ist daher wichtig zu wissen, dass die Größe des Ausgleichsbehälters keinen Einfluss auf die Leistung der Wasserkühlung hat.

Wasserkühlung Pumpe

Die Pumpe ist buchstäblich das Herz der Wasserkühlung, da sie für den Wasserfluss durch den gesamten Kreislauf sorgt. Sie wird in der Regel hinter dem Ausgleichsbehälter angebracht, aus dem sie durch den einen Ausgang Wasser ansaugt und durch den anderen in den Kreislauf treibt. Einige Pumpen werden mit bereits eingebautem Behälter verkauft. Die Verwendung dieser Pumpen spart Platz im Gehäuse und vereinfacht die Installation, aber sie beraubt Sie auch der kreativen Freiheit, die eine separate Pumpe bietet.

Obwohl die Auswahl an Pumpen groß ist, ist der wichtigste Parameter nur ein – Pumpentyp. Der wichtigste Pumpenhersteller ist Laing, der zwei der am häufigsten verwendeten Typen produziert: die Laing D5 und die Laing DDC. Laing ist ein so genannter ODM (Original Design Manufacturer) und produziert die Pumpen selbst, die dann von Herstellern wie EK Water Blocks und Alphacool auf die eigenen Bedürfnisse erweitert werden. Es funktioniert ähnlich wie bei Grafikkarten; während die Chips selbst von NVIDIA und AMD hergestellt werden, können die fertigen Karten von vielen verschiedenen Herstellern wie ASUS, MSI oder GIGABYTE erworben werden.

• Laing D5 ist wahrscheinlich die am weitesten verbreitete Pumpe auf dem Markt, dank mehrerer wichtiger Eigenschaften. Die wichtigste ist die hohe Durchflussrate, die für eine gute Kühlleistung sorgt. Ein weiteres großes Plus ist die Tatsache, dass die Pumpe durch fließendes Wasser gekühlt wird, so dass keine zusätzliche Kühlung erforderlich ist. Die große Schwäche der D5-Wasserpumpe liegt in der Überwindung der Kreislaufbeschränkungen, denn trotz des hervorragenden Volumenstroms erzeugt sie keinen sehr hohen Druck.
• Laing DDC erzeugt im Vergleich zum D5 deutlich höheren Druck und ist zudem kompakter. Der Nachteil ist der geringere Volumenstrom, die höhere Geräuschbelastung und die höhere Wärmeentwicklung, weshalb oft passive Luftkühler an DDC-Pumpen montiert werden. 

Während die Laing D5-Pumpe ein bewährtes Universalgerät ist, das in keinem Kreislauf verloren geht, kann das DDC-Modell die bessere Wahl sein, wenn Sie einen komplizierten Kreislauf mit vielen Hindernissen aufbauen. Darunter verstehen wir alle Biegungen, Fittings und insbesondere die CPU- und Grafikkarten-Blöcke. Deren Überwindung muss beim Aufbau eines Wasserkreislaufs berücksichtigt werden, denn der resultierende Durchfluss nach Überwindung der Einschränkungen trägt wesentlich zur Kühlleistung der Wasserkühlung bei.

Radiator

Im Radiator wird das Wasser gekühlt. Tatsächlich sorgen alle Komponenten des Wasserkühlsystems dafür, dass die Wärme von den Computerkomponenten an den Radiator übertragen wird. Das zugeführte Wasser durchläuft Lamellen, in denen es die Temperatur absenkt. Der Radiator wird von Lüftern gekühlt, so dass der Wasserkreislauf tatsächlich auch durch Luft gekühlt wird.

Wenn man sagen kann, dass eine Komponente des Wasserkühlkreislaufs einen einzigartigen Einfluss auf die Kühlleistung des gesamten Systems hat, dann ist es der Radiator. Je größer seine Oberfläche ist, desto höher ist die Kühlleistung.

Lüfter

Der Radiator benötigt eine ausreichende Luftzufuhr, um das Wasser richtig zu kühlen. Dafür sorgen die Lüfter, die sich in unmittelbarer Nähe befinden. Es gibt zwei Hauptkategorien von Lüftern entsprechend ihrer Funktionalität:

• Gleichdrucklüfter – diese Lüfter sind für den umfangreichsten Luftstrom optimiert. Der Luftstrom durch die Gleichdrucklüfter ist sehr schnell, was ihren Einsatz an Stellen begünstigt, an denen die Luft keine Hindernisse hat, wie z. B. im Ansaug- oder Abluftbereich eines Computergehäuses.
• Überdrucklüfter – Ziel des Betriebs von Überdrucklüftern ist es, den Druck der vorbeiströmenden Luft zu maximieren, so dass sie in der Lage ist, Hindernisse auf ihrem Weg zu überwinden. Diese Lüfter eignen sich z. B. für die Verwendung mit passiven Kühlblöcken.

Aus der Beschreibung der beiden Typen ist ersichtlich, dass es optimal ist, beim Aufbau eines Wasserkühlsystems Überdrucklüfter zu verwenden. Natürlich ist die Größe ein weiterer wesentlicher Parameter aller Lüfter. Größere Lüfter sind eindeutig besser als kleinere Lüfter. Sie können sich langsamer drehen, um den Luftstrom aufrechtzuerhalten, oder sie können sich mit der gleichen Geschwindigkeit wie kleinere Lüfter drehen und einen stärkeren Luftstrom erzeugen. Wenn sich ein Lüfter langsamer dreht, ist er leiser, daher ist es im Allgemeinen ideal, die größte Größe, die das Gehäuse unterstützt, 120 oder 140 mm, in allen Ausführungen zu verwenden.

Schläuche für die Wasserkühlung

Schläuche verbinden alle Komponenten des Kreislaufs und schließen somit die Wasserkühlung. Es können zwei Grundtypen von Schläuchen erworben werden. Einer ist voll biegsam und die Form des Schlauches muss nur bei der Installation angepasst werden. Die anderen können eher als Rohre betrachtet werden, da sie sich nicht so leicht biegen lassen. Das Rohr muss vor dem Biegen erwärmt werden, und wenn es abgekühlt ist, behält es die Form bei, die es durch die Erwärmung erhalten hat. Die Verwendung von Rohren anstelle von Schläuchen erfordert eine sorgfältigere Planung, aber das Ergebnis kann ein viel mehr pures und ungewöhnlicheres Design des gesamten Kreislaufs sein.

Obwohl harte Rohre in einer Vielzahl von Ausführungen, z. B. aus Kupfer, hergestellt werden, sind Acryl- und PETG-Rohre eindeutig die beliebtesten. Das ältere der beiden Materialien ist Acryl, das im Wesentlichen Plexiglas ist. Dem entsprechen die Eigenschaften, zu denen vor allem Zerbrechlichkeit und Härte gehören. Acrylglasrohre neigen zur Rissbildung, was verständlicherweise nicht zu ihren Stärken gehört, insbesondere bei der Trennung von Wasser und Elektronik. 

Im Gegensatz dazu sind PETG-Rohre weicher und widerstandsfähiger. Sie brechen nicht, wenn sie fallen gelassen werden, und beim Kaltbiegen brechen sie nicht, sondern sie biegen sich. PETG ist eindeutig ein fortschrittlicheres Material und besser für die Wasserkühlung geeignet. Darüber hinaus benötigen PETG-Rohre weniger Erwärmung, um eine dauerhafte Biegung zu bilden.
Der Unterschied zwischen PETG und Acryl ist sehr einfach: Während Acryl-Rohre in ihren Eigenschaften Glasrohren ähneln, sind PETG-Rohre wie steifere und widerstandsfähigere Trinkhalme.

Sowohl Rohre als auch Schläuche haben bestimmte Abmessungen, die in Millimetern gemessen und mit einem Schrägstrich geschrieben werden. Der erste Wert, d.h. der vor dem Schrägstrich, gibt den Innendurchmesser des Rohres an, der Wert nach dem Schrägstrich den Außendurchmesser. Beim Kauf von Rohren und insbesondere bei der Abstimmung mit Fittings ist es wichtig, auf die richtigen Abmessungen zu achten.

Insbesondere weiche Schläuche sind für den Aufbau des ersten Kreislaufs zu empfehlen, da sie sich leicht verformen lassen und somit Fehler beim Aufbau verzeihen. Der Aufbau des ersten Kreislaufs aus festen Schläuchen ist in der Regel nicht ohne Anfängerfehler und sollte, da er eine Messung und anschließende präzise Ausführung erfordert, vor allem von erfahreneren Konstrukteuren oder geduldigen Bastlern durchgeführt werden.

Adapter

Adapter also Fittings für die Wasserkühlung sind eine Art Verbindungsstücke, die Schläuche und Blöcke der Wasserkühlung miteinander verbinden. Sie werden auf der einen Seite am Schlauch und auf der anderen Seite an der gewünschten Stelle mit einem genormten 1/4"-Gewinde befestigt, wobei es verschiedene Arten von Fittings gibt, die alle unterschiedlich funktionieren. Die grundsätzliche Einteilung der Fittings ist in solche, die mit weichen Schläuchen kompatibel sind, und solche, die für die Befestigung harter Rohre vorgesehen sind.

• Weiche Schläuche können auf zwei grundlegende Arten angebracht werden, die beide stark an die Art und Weise erinnern, wie Schläuche im Garten angebracht werden. Die erste Variante ist die Verwendung von Klemmen. Das Ende des Schlauchs wird auf den Hals des Fittings gesteckt, wodurch er sich dehnt, und um eine gute Abdichtung zu gewährleisten, wird die Verbindung mit einer Klemme gesichert, die den gedehnten Teil über den Hals fest zieht. Die zweite Form der Befestigung sind die Kompressions-Fittings. Das Grundprinzip ist das gleiche, der Schlauch wird gedehnt und an dem Fitting befestigt, aber in diesem Fall ist die Klemme eine schraubbare Kompressionsmutter, die die gesamte Verbindung sehr viel fester fixiert.
• Harte Rohre werden ausschließlich mit Kompressions-Fittings befestigt. Diese funktionieren sehr ähnlich wie die für weiche Schläuche, aber es gibt einige wesentliche Unterschiede. Da das harte Rohr nicht an dem Fitting zieht, sorgen Gummidichtringe, einer im Inneren des Rohrs, einer um seinen Umfang herum, für die Abdichtung. Aus diesem Grund ist es auch notwendig, Fittings in der gleichen Größe wie die Rohre zu wählen. Bei Nichtbeachtung dieser Regel ist eine Inkompatibilität der wassergekühlten Teile gewährleistet. Es gibt auch Fittings für feste Rohre, die nicht verschraubt werden müssen und auf welche die Rohre einfach aufgelegt werden können. 

Flüssigkeit

Flüssigkeit ist die Essenz der Wasserkühlung und bietet alle Vorteile, die ihr den Titel der besten Lösung für die Kühlung von Hochleistungssystemen verliehen haben. Die am weitesten verbreitete Flüssigkeit ist eindeutig destilliertes oder deionisiertes Wasser, das keine Leitfähigkeit besitzt und somit Korrosion bis zu einem gewissen Grad verhindert. Um die Eigenschaften des Wassers zu verbessern, werden oft Additive zugesetzt, die eine Reihe von Inhibitoren enthalten, um die Korrosionsschutzeigenschaften wesentlich zu verbessern. Es gibt auch vorgefertigte Lösungen, die ideale Eigenschaften haben und in den Kreislauf gegossen werden können.

Wartung der Wasserkühlung: Was Sie wissen sollten

Eine Tatsache, die manche Leute davon abhalten könnte, ist die Notwendigkeit einer regelmäßigen Reinigung des Wasserkühlsystems. Das empfohlene Intervall ist zwei Reinigungen pro Jahr oder einmal alle sechs Monate. Das Reinigen des Kreislaufs umfasst in der Regel den Wechsel der Flüssigkeit und das Spülen der Rohre und Blöcke. Durch die Verwendung von qualitativ hochwertigen Komponenten können Sie die Reinigungsintervalle deutlich verlängern. Hersteller von Spezialflüssigkeiten geben z. B. direkt ihre eigenen empfohlenen Intervalle an, die meist deutlich länger als ein halbes Jahr sind.

Es ist auch empfehlenswert, die Komponenten vor dem ersten Anschluss zu reinigen, was insbesondere für Radiatoren gilt. In ihnen können sich werksseitig Verunreinigungen ablagern, so dass eine gründliche Spülung eine Verstopfung des Wasserkühlsystems verhindert. In der Regel reicht dazu destilliertes Wasser, idealerweise sollten Sie aber eine spezielle Reinigungsflüssigkeit wie Isopropylalkohol verwenden.

Es gibt viele unbestreitbare Vorteile der kundenspezifischen Wasserkühlung, aber nicht jeder kann sie schätzen. Obwohl es viel zugänglicher ist als früher, ist es immer noch hauptsächlich eine Angelegenheit für Computer-Enthusiasten. Wenn Ihr Computer auf dem Boden neben Ihrem Schreibtisch steht und staubig wird, sollten Sie besser zu einer Luft- oder All-in-One-Kühlung greifen. Wenn Sie aber vorhaben, Ihren PC in ein Regal zu stellen, sich jeden Tag an seinem Aussehen zu erfreuen und den gesamten Kreislauf ein- oder zweimal im Jahr zu überprüfen und zu warten, sind Sie geistig darauf vorbereitet, einen richtigen Wasserkühler zu kaufen.