PC-Wasserkühlung

Die Wasserkühlung in einem PC ist eine leistungsfähige aktive Technik, um in Wärme umgesetzte Verlustleistung abzuführen.

In Computern wird aus dem Stromnetz entnommene elektrische Energie in Wärme umgesetzt. Mit steigender Leistungsdichte moderner Computer steigt auch die Erwärmung der einzelnen Bauteile. Reichte bei früheren Computern noch die umgebende Luft aus, die Verlustleistung allein durch Strahlung und natürliche Konvektion abzuführen, so werden heute in der Regel nur Kühlkörper - bei passiv gekühlten PCs - oder - bei aktiv gekühlten PCs - durch Ventilatoren unterstützte Kühlkörper eingesetzt.

Probeaufbau einer Wasserkühlung (Thermaltake) in einem AMD-Rechner. Links unten Pumpe; darüber CPU-Kupferkühler, oben großer Kühler mit Lüfter, 120 mm Durchmesser, rechts davon Ausgleichsbehälter

Neue Wasserkühlung von Corsair

Nachdem man vor zwei Jahren bereits einen Fuß auf den Wasserkühlungsmarkt gesetzt hatte, dort aber nicht wirklich überzeugen konnte, versucht man sich mit einer vollkommenen Neuentwicklung erneut.

Neben den üblichen Beigaben, die für eine Wasserkühlung notwendig sind, gibt es die verschiedensten Zubehör-Bauteile. So eignet sich das Grundpaket entweder für Pentium 4 Sockel 478 und alle Athlon 64-Varianten, oder als Version für Sockel 775 und ältere Athlon XP-Modelle. Hinzu gesellen sich Kühlsets für Grafikkarten und die Northbridge.

Wahlweise kann der Radiator innen oder außen befestigt werden. Ein leiser 120-mm-Lüfter soll für die notwendige Kühlung sorgen. Alle Details zum rund 240 US-Dollar teuren Set gibt es direkt bei Corsair. Dort kann auch ein erster Blick in die Anleitung des Gerätes geworfen werden.

iMac einmal anders: Im Monitor versteckt sich ein vollwertiger PC nebst Wasserkühlung.







Pure Kühl-Power: Wasserkühlung und riesige Lüfter am Gehäuse.


Die nun folgende Anleitung zum Aufbau einer Wasserkühlung lässt sich von jedem Anwender nachvollziehen, der etwas Erfahrung beim Zusammenbau von PC-Systemen gesammelt hat.




Als erstes wird der konventionelle Kühler samt Lüfter von der CPU entfernt. Die eigentliche CPU wird gereinigt.



Anschließend wird der gesäuberte Prozessor eingesetzt und die CPU-Die etwas mit Kühlpaste eingestrichen.



Nun folgt der Anbau des vormontierten CPU-Elements.



Blick auf das PC-Gehäuse, das bei der Montage des Kühlsystems frei zugänglich sein sollte. Überflüssige und im Weg stehende Kabel sollten vorerst abgezogen werden.



Das CPU-Element muss vorsichtig auf den Prozessor aufgesetzt werden. Eine Verkantung kann schnell zur Zerstörung des Prozessors führen.



Erst wenn das CPU-Element perfekt sitzt, kann die Halteklammer angebracht werden. Sie sorgt für hohe Anpresskraft und endgültigen Sitz des CPU-Elements.

Auf jeden Fall sollte eine Abknickung des Schlauchs (so wie im Bild gezeigt) verhindert werden.

Nach der Montage des CPU-Elements werden die Leitungen zu den übrigen Komponenten hergestellt.

Prinzipiell müssen die Kabel und Schläuche für Wasser und Strom verlegt werden. Die folgenden Bilder zeigen sehr anschaulich, wie wir bei unserem System die Kabel und Schläuche verlegt haben.



Die Schläuche zum Wärmetauscher werden an einer Öffnung des Gehäuses nach außen geleitet..



Anschluss der Schläuche an den Wärmetauscher.



Bei scharfen Kanten muss der Schlauch sehr vorsichtig verlegt werden..



Schläuche im Innern des PC-Gehäuses.

Der Wärmetauscher samt Lüftern befindet sich bei unserem Testaufbau auf dem PC-Gehäuse. Er kann jedoch genauso im Gehäuse untergebracht werden.

Noch ein Wort zum recht großen Wärmetauscher: Da wir die Integration des Kühlsystems an einem Standard-Tower-Gehäuse vornahmen, passte der Wärmetauscher aus Platzgründen nicht mit ins Gehäuse. Besitzer von großen Tower-Gehäusen können durchaus den Wärmetauscher mit einbauen. Somit ergibt sich optisch ein wesentlich bessres Bild.

Jetzt geht es richtig los: Unser Kühlsystem wird mit Wasser befüllt. Dazu muss die Pumpe eingeschaltet werden und in Saugrichtung ein Wassergefäß als Quelle bereitstehen. Am einfachsten eignet sich normales Leitungswasser, sofern die Wasserhärte nicht allzu hoch ist. Andernfalls kann eine zu hohe Wasserhärte mit der Zeit zu Kalklablagerungen im Kühlsystem führen. Um unser Kühlsystem optisch attraktiver zu machen, färbten wir das Wasser mit roter Pelikan-Tinte ein. Dadurch lässt sich auch die Strömungsgeschwindigkeit viel leichter feststellen. Ein ganz wesentliches Kriterium beim Einsatz des Kühlsystems ist die Sicherstellung der Dichtheit. Eventuell auftretende Leckage beim späteren Betrieb des PCs zerstört in jedem Fall viele Komponenten, da das austretende Wasser einen Kurzschluss erzeugt.



Wenn alle Baugruppen der Wasserkühlung installiert sind, kann das System mit Flüssigkeit (Wasser) befüllt werden.



Als Voratsbehälter dient eine Wasserflasche.



Das Wasser wird durch den Wärmetauscher gepumpt.



Die Schläuche werden an den scharfkantigen Stellen des Gehäuses mit Klebeband geschützt.

So sieht das PC-System mit Wasserkühlung aus, wenn es mit Flüssigkeit befüllt ist.

Um eine perfekte Dichtheit des Kühlsystems sicherzustellen, sollte der Kühlkreislauf außerhalb des PC-Systems aufgebaut werden und mindestens 12 Stunden im Betrieb sein.

Wenn das Kühlsystem vollständig mit Wasser befüllt ist, muss der gesamte Kreislauf entlüftet werden. Nur so lässt sich eine optimale Kühlwirkung erzielen! Prinzipiell müssen alle Komponenten des Kreislaufs entlüftet werden. Am einfachsten gelingt dieser Vorgang, indem die Pumpe zirka eine Stunde lang das Wasser umpumpt, so dass alle Luftblasen entweichen können.



Bevor das Kühlsystem perfekt arbeiten kann, muss der Kühlkreislauf entlüftet werden. Dazu wird der Wärmetauscher hin- und herbewegt, damit die Luft in die Wasserflasche entweichen kann.



Die meiste Luft sammelt sich im Wärmetauscher. Dieser arbeitet nur dann mit hohem Wirkungsgrad, wenn sich in den Kühllamellen keine Luft mehr befindet.

Die folgende Tabelle zeigt Beispiele von AMD-Prozessoren, die mit Hilfe unserer Wasserkühlung übertaktet wurden. Dabei betrug die Kühltemperatur am CPU-Element konstant 24 Grad - der beste Kühler aus dem letzten Vergleichstest (Keiner bietet mehr - 46 Kühler im Vergleich) schaffte lediglich 30 Grad. Wir verwendeten Prozessoren zwischen 750 MHz bis 1333 MHz.

Die Übertaktung erfolgte ausschließlich durch Hochsetzen des Taktmultiplikators. Eine zusätzliche Erhöhung des Front-Side-Busses hätte sicherlich noch zu etwas besseren Ergebnissen geführt, doch hätte die Systemstabilität beim längeren Betrieb gelitten. Ganz deutlich stellt sich heraus, das der AMD Duron 750 der Prozessor mit der besten Übertaktungsrate ist. 40 Prozent Taktsteigerung sind enorm - derartige Werte sind mit einer klassischen Kühlung per Kühler/Lüfter keinesfalls zu erreichen.

Als Benchmarks setzen wir Quake 3 Arena und SETI ein, wobei letzterer nur für eine hohe CPU-Last von nahezu 100 Prozent zu sorgen hatte. Jede getestete CPU wurde mehrerer Stunden unter Volllast getestet, so dass sich die angegebenen Übertaktungsraten auf einen stabilen Betrieb beziehen.

normal					overclock
CPU Type (AMD)	CPU Takt in MHz	FSB in MHz	Multiplikator	Core - Spannung in Volt	FSB in MHz	Multiplikator	Core - Spannung in Volt	CPU Takt in MHz
Athlon	1333	133	10	1.700	133	11.5	1.850	1533
Athlon	1300	100	13	1.700	100	15	1.800	1500
Athlon	1200	133	9	1.700	133	10.5	1.800	1400
Athlon	1000	100	10	1.700	100	12.5	1.800	1250
Duron	900	100	9	1.600	100	11.5	1.850	1150
Duron	750	100	7.5	1.600	100	10.5	1.850	1050

Unter dem Strich liegen die Vorteile einer Wasserkühlung gegenüber der konventionellen Luftkühlung klar auf der Hand: Wasser erzeugt eine deutlich bessere Kühlwirkung und kann mit einem wesentlich niedrigeren Geräuschpegel aufwarten. Zudem ist eine konstant niedrige Temperatur des Prozessors auch unter Volllast gewährleistet. Da der Prozessor seine Wärme an das Kühlwasser abgibt, entsteht automatisch weniger Wärme im Gehäuse. Somit kann ein für zusätzliche Geräuschentwicklung sorgender Gehäuselüfter entfallen. Für Freunde des Overclockings bedeutet der Einsatz einer Wasserkühlung neue Rekorde bei der Taktsteigerung. Den höheren Kosten gegenüber einem guten konventionellen Kühler steht eine lange Haltbarkeit entgegen.

An dieser Stelle wollen wir die Nachteile einer Wasserkühlung auch nicht verschweigen: Bei auftretender Leckage werden schnell die teuren Komponenten des PC-Systems zerstört.

Der Duron 750 zeigte bei 1050 MHz ein vollkommen stabiles Betiebsverhalten. Die höher getakteten Athlon-Versionen mit 1200, 1300 und 1333 MHz lassen sich prozentual betrachtet weniger gut übertakten - unsere Tabellen geben eindeutig darüber Aufschluss. Diese Tatsache ist ein Indiz dafür, dass AMD mit seinen Athlon-Prozessoren so langsam sein Limit erreicht hat. Der AMD Athlon mit 1400 MHz wird in wenigen Tagen vorgestellt - wir haben diesen Prozessor ebenfalls mit unserem Kühlsystem getestet, jedoch die Daten nicht mit angegeben.