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#erstmalverstehen: Wasser- vs. Luftkühlung im PC



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Zugeordnete Tags #erstmalverstehen | PC | Grafikkarte

Beim Gaming oder Videoschnitt können PCs ganz schön heiß werden, auch wenn aktuelle Prozessoren immer weniger Strom benötigen. Damit die Hardware nicht kaputt geht und ordentlich arbeiten kann, muss sie gekühlt werden.

„Wasserkühlungen sind am besten für den PC.“, meinen da viele. Stimmt diese Aussage oder sind Lüfter mittlerweile nicht sogar sinnvoller? Wir klären, ob sich die Investition in eine Wasserkühlung lohnt und welche Vor- sowie Nachteile die beiden Kühlmethoden bieten.

So funktioniert die Luftkühlung

Um die Vor- beziehungsweise Nachteile eines Kühlsystems zu verstehen, müssen auch die Unterschiede in der Funktionsweise klar sein.

Die Luftkühlung erfolgt in zwei Schritten. Die zu kühlenden Komponenten übertragen ihre Hitze über Heatpipes, die meist aus stark wärmeleitendem Kupfer bestehen, auf einen Kühlkörper. Dieser ist aus Metall, genauer gesagt häufig aus Aluminium und setzt sich aus vielen einzelnen Lamellen zusammen. So wird eine große Oberfläche geschaffen, welche die Wärme des Kühlkörpers schneller an die Luft abgeben kann.

Nun setzt der zweite Schritt ein. Die Lüfter, die direkt am Kühlkörper sowie am Rand des Gehäuses angebracht sind, pusten die heiße Luft aus dem Inneren des PC-Gehäuses hinaus und schaffen somit Platz für nachströmende, kühlere Luft von außen.

Lüfter plus Kühlkörper aus fünf Heatpipes und vernickelten Aluminiumlamellen
Lüfter plus Kühlkörper aus fünf Heatpipes und vernickelten Aluminiumlamellen

So funktioniert die Wasserkühlung

Die Funktionsweise einer Wasserkühlung ist etwas komplexer. Hier wird die Wärme der Komponenten über einen Wasserkreislauf abtransportiert. Es gibt ebenfalls einen Kühlkörper am zu kühlenden Bauteil, allerdings wird Wasser durch Schläuche hingepumpt, dass dort die Hitze aufnimmt. Das warme Wasser fließt dann zu einem weiteren Kühlkörper, der ähnlich dem ersten ist, nur nicht mit einem Bauteil verbunden ist.

Dieser Kühlkörper wird Radiator genannt. Er nimmt die Hitze des Wassers auf und leitet sie an die Umgebungsluft weiter. Das gekühlte Wasser macht sich daraufhin wieder auf den Weg zur CPU beziehungsweise Grafikkarte. Kleinere Lüfter transportieren währenddessen die warme Luft um den Radiator nach außen.

Zusätzlich ist in den Kreislauf ein Ausgleichsbehälter eingebaut, der den Druck ausgleicht und das Befüllen mit Wassser sowie das Entlüften möglich macht. Da das Wasser nach einer gewissen Zeit verdunstet, muss der Wasserstand regelmäßig überprüft werden und gegebenenfalls Wasser nachgefüllt werden. Auch die Pumpe sollte regelmäßig kontrolliert werden.

Wer die nötigen Einzelteile nicht selbst zusammenbauen will, also keine Custom-Wasserkühlung nutzen möchte, findet für CPUs mittlerweile auch eine AiO-, also eine All-in-One-Wasserkühlung. Dabei sind die einzelnen Komponenten fest miteinander verbunden und lediglich der Radiator lässt sich auswechseln.

Der Aufbau einer Wasserkühlung (Quelle: pcmasters.de)
Der Aufbau einer Wasserkühlung (Quelle: pcmasters.de)

Kühlleistung & Optik: Die Vorteile der Custom- & AiO-Wasserkühlung

Für eine Wasserkühlung sprechen eindeutige Argumente. Wasser ist zum einen ein viel besseres Kühlmittel als Luft, da es eine deutlich höhere Wärmekapazität hat, also mehr Wärme pro Volumen aufnehmen kann. Zum anderen arbeitet die Kühlung meist leiser, da lediglich die Pumpe und der Lüfter des Radiators Geräusche verursachen.

Da Lautstärke und Kühlleistung der verschiedenen Kühlarten aber stark von der Beschaffenheit, Qualität sowie Positionierung der jeweiligen Einzelteile abhängen, möchte ich hier mehr auf andere Besonderheiten der Wasserkühlung eingehen.

Hier sind für viele weniger die Kosten, die sich meist auf 100 bis 1.000 Euro belaufen, der Zeitaufwand oder das handwerkliche Geschick wichtig, vielmehr stehen die Tatsache, dass die Kühlung eigens gebaut wurde, die individuellen Möglichkeiten sowie die Optik im Vordergrund. Durch die starke Kühlung könnt ihr höchste CPU-Taktraten erreichen und auch mehrere Grafikkarten sicher kühlen.

Eine AiO-Wasserkühlung ist mit einem geringeren Kosten- und Einbauaufwand verbunden. Trotzdem erhaltet ihr damit eine schöne Optik sowie eine hohe Kühlleistung. Die Kühlung ermöglicht durch ihre kompaktere Bauweise zudem einen leichten Zugang zum Mainboard und ihr tragt weniger Risiko, dass etwas falsch angeschlossen wurde. Diese Sicherheit ist auch wichtig, um den PC gefahrlos transportieren zu können. Ein Austausch der Komponenten ist aber nur schwer oder gar nicht möglich.

Eine AiO-Wasserkühlung ist einfacher zu installieren.
Eine AiO-Wasserkühlung ist einfacher zu installieren.

Preis & Montage: Die Vorteile der Luftkühlung

Warum eine Luftkühlung einbauen, wenn die Wasserkühlung doch effizienter ist? Dafür sprechen viele Gründe, allen voran natürlich der Preis. Die Luftkühlung ist aber nicht nur günstiger, auch in puncto Lautstärke sind vor allem neuere Lüfter fast auf Augenhöhe mit Wasserkühlungen. An deren Kühlleistung werden Luftkühlungen zwar nie ganz herankommen, jedoch ist die Kühlung für die meisten CPUs, Grafikkarten beziehungsweise Einsatzgebiete völlig ausreichend.

Weitere Vorteile sind, dass ihr weniger Zeit in die Steuerung und Überwachung der Kühlung investieren müsst und der Einbau einfacher von der Hand geht.

Welche Kühlung brauche ich?

Welche Kühlung du benötigst, hängt davon ab, wie viel Geld sowie Energie du in den Einbau stecken und welche Aufgaben du mit deinem PC bewältigen möchtest. Weitere Faktoren sind die Optik, der Wartungsaufwand sowie die Anzahl der Komponenten, die gekühlt werden müssen.

Für die meisten ist eine Luftkühlung wohl die beste Alternative, da der Energie-, Installations sowie Geldaufwand gering bleibt und die Kühlleistung trotzdem ausreichend ist.

Alle, die auf die Optik einer Wasserkühlung nicht verzichten, aber weniger als 200 Euro dafür ausgeben möchten, ist die AiO-Wasserkühlung gut geeignet. Ihr bekommt damit eine hervorragende Kühlleistung, braucht euch nicht um alle Einzelteile kümmern und der Einbau ist auch einfacher.

Wer leistungshungrige Games zocken, den PC für anspruchsvolle Anwendungen nutzen möchte und handwerklich begabt ist, kann sich über eine Custom-Wasserkühlung Gedanken machen. Diese hat die beste Kühlleistung und macht auch optisch einiges her, allerdings müsst ihr hierfür etwas tiefer in die Tasche greifen.

„Wasserkühlungen sind am besten für den PC.“ kann man also pauschal nicht so sagen. Sie sind vielleicht am leistungstärksten, jedoch haben auch die anderen Kühlungsmethoden ihre Vorzüge.

 

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5 Kommentare

  1. birdy schrieb am
    Bewertung:

    Warum schreibt man hier solche Berichte? Ich lese das immer wieder und muß feststellen, dass die Leute/tester selten richteg testen.
    Warum?
    Nun, es wird immer gesagt das Wasser ein besseres Kühlmedium als Luft sei.
    Und das wird als pro Wasserkühlung dargestellt.
    Zitat auch aus diesen Bericht hier: "Wasserkühlung sprechen eindeutige Argumente. Wasser ist zum einen ein viel besseres Kühlmittel als Luft,"
    Das ist richtig, aber völlig falsch in Zusammenhang mit den CPU Luftkühlern.

    Richtig ist !
    1. Eine Wasserkühlung kühlt genauso mit Luft wie ein Luftkühler auch
    2. Das Kühlmittel! in den Luftkühlern ist besser geeignet als Wasser

    Beide Systeme werden also mit LUFT! gekühlt. Und das Kühlmittel bei Luftkühlern ist sogar besser.

    Also warum solche Berichte, die einfach nicht stimmen?

    Entscheident ist die Luftzufur und Luftabfuhr aus dem Gehäuse und das trifft für beide Systeme zu.

    Hier hat die Wasserkühlung dann ihren Vorteil. Das Warme Wasser wird zum Kühler geleitet wo die Abwärme dierekt nach außen gefördert wird.
    Das ist der Einzige Nachteil, den eine Luftkühlung (Gewicht und Platzverbrauch auch) hat.

    Hier scheinen manche Tester selber erstmaverstehen zu müssen. Denn die Wasserkühlung ist am Ende eine LUFTKÜHLUNG und das sogar mit schlechterem Kühlmedium. Aber mit dem großen Vorteil, dass die warme luft nach direkt nach außen geblasen wird.
    Bei sehr guter zu und Abluft zum Gehäuse werden einige Luftkühler (die haben wie gesagt eine Kühlfüssigkeit im Inneren) auch sehr gute, wenn nicht bessere Leistung bringen.

    • Luzzi schrieb am
      Bewertung:

      Naja, ich denke fürs grundsätzliche Verstehen ist der Beitrag durchaus ausreichend. Und wenn man beide Systeme Luftkühlung nennt werden sich wohl nicht viele Leute hierher verirren… da macht es schon Sinn den gemeinhin verwendeten Begriff zu nutzen.

  2. bogey schrieb am
    Bewertung:

    Seit wann ist Wasser ein schlechteres Kühlmedium als "Luft"? (Eigentlich ist das Medium ja das Aluminium.) Wasser kann bei gleichem Volumen viel mehr Wärme speichern als die Aluminiumlamellen. Das Alu kühlt zwar schneller ab, das muss es aber auch, um mit der Speicherkapazität des Wassers mithalten zu können! Und dass das Wasser am Ende mit Luft gekühlt wird, heißt noch lange nicht, dass man es auch Luftkühlung nennen muss ;) Bevor man sich hier in Rage redet, wäre es vielleicht angebracht, über den Sinn oder Unsinn solcher Kommentare nachzudenken. Ich finde, der Artikel ist verständlich geschrieben und nicht so grundsätzlich falsch, wie birdy es hier darstellen möchte.

  3. Alex schrieb am
    Bewertung:

    Naja, inzwischen gibt es ja einige ernstzunehmende Tests die aussagen dass ein guter Luftkühler eine bessere Kühlleistung bringt als eine Aio Wasserkühlung. Wenn Wasserkühlung, dann richtig. Ansonsten ist es eher Ästhetik, die keine zusätzliche Leistung bringt.

  4. FIEROSE schrieb am
    Bewertung:

    Nun muss ich auch mal was dazu sagen.
    Es kommt bei beiden Systemen weniger auf die Flüssigkeit sondern mehr auf die Kühlrippen des Kühlers an. Beide Systeme transportieren die Wärmeenergie zu den Kühlrippen des Radiators. Und an diesem ist tatsächlich die vorhandene Fläche entscheidet.
    Je mehr Fläche vorhanden ist, desto mehr Wärmeenergie wird durch den Luftstrom abgeführt. Benutze ich also einen Heatpipe Kühler mit viel Fläche, ist dieser genauso gut oder sogar besser als eine Wasserkühlung. Der große Vorteil einer guten Heatpipe Lösung ist der geringere Stromverbrauch und die Zuverlässigkeit auf Jahre. Völlig Wartungsarm. Lediglich der Lüfter könnte mal defekt gehen und muss getauscht werden. Aber es gibt keine Pumpe.
    Der Vorteil der Wasserkühlung ist der geringe Platzbedarf über der CPU. Dadurch gibt es keine Probleme wenn die Speicher mit Kühlkörper versehen sind.
    Auch die Größe des Lüfters ist wichtig. um einen ausreichenden Luftstrom zu erzeugen bei gleichzeitig geringen Geräusch sollte er möglichst bei 120mm liegen Dann kann er auch bei niedriger Drehzahl noch genügend Luft umwälzen.

    Außer der Größe hat die Heatpipe Lösung noch einen weiteren kleinen Nachteil. Die Verdampfung und Weiterleitung des Dampfes in den Heatpipes funktioniert nur in bestimmten Einbaulagen. Es funktioniert nicht aufwärts. Der am Ende der Heatpipe abgekühlte Dampf wird wieder Flüssig und wird über die Kapillar artigen Wände des Rohres wieder zum Prozessor geleitet. Das funktioniert nicht aufwärts. So müssen die Lüfter also am besten waagerecht verbaut werden.

    Ein Beispiel: Hebt man ein Notebook auf der Linken Seite an wird sofort der Lüfter lauter weil keine Wärme mehr bis zu den Kühlrippen kommt. Der Prozessor wird heiß und der Lüfter versucht dagegen zu arbeiten.

    Fazit: Vom Prinzip her sind beide Arten identisch. Bei beiden wird eine Flüssigkeit benutzt um Wärme aufzunehmen und diese von der Wärmequelle zu einem Kühlkörper oder Radiator zu transportieren wo sie durch einen Luftstrom über die Flächen wieder abgegeben wird.

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