Wassergekühlter PC – Wasserkühlung für Gaming PCs und High-End PCs

Welche Vorteile bietet eine PC-Wasserkühlung?

Wassergekühlte PC-Systeme stellen die absolute Oberklasse im High End-Segment dar. In den wassergekühlten High-End PC-Systemen von MIFCOM werden der Prozessor, die Grafikkarte bzw. die Grafikkarten und ggf. das Mainboard hocheffizient mit Wasser gekühlt. Eine Wasserkühlung ermöglicht es, eine extreme Übertaktung des Prozessors einzustellen, ohne dass Instabilitäten wegen ungenügender Kühlung drohen. Gleichzeitig können in einem wassergekühlten PC auch mehrere High End-Grafikkarten (im SLI-Verbund mit NVLink-Bridge) sehr gut gekühlt und leise betrieben werden. Bei einer herkömmlichen Luftkühlung heizt die untere Grafikkarte die obere zusätzlich auf und diese läuft somit schneller ins Temperaturlimit (das sogenannte Thermal Throtteling). Dabei wird die Grafikkarte automatisch heruntergetaktet, um Beschädigungen durch Überhitzung zu verhindern – die gewünschte Performance bei der Rechenleistung wird nicht erreicht. Ein wassergekühlter PC mit SLI-Verbund hält die Grafikkarten somit bei – für Luftkühlung unvorstellbar – niedrigen Temperaturen. Durch die bessere Kühlung steigt die Lebensdauer der einzelnen Komponenten und der Stromverbrauch sinkt – eine Win-Win Situation!

Für Enthusiasten, die die maximale Leistung aus Ihrem System rausholen wollen, und trotzdem nicht auf ein leises System verzichten möchten, führt deshalb eigentlich kein Weg an einer Wasserkühlung vorbei.

Welche Komponenten braucht man für einen wassergekühlten PC?

Das Gehäuse: die Basis für einen wassergekühlten PC

Die einzelnen PC-Komponenten und der dazugehörigen Wasserkühlung müssen, wie bei jedem anderen PC auch, in einem Gehäuse untergebracht werden. Die Schwierigkeit bei der Gehäuse-Auswahl besteht dabei darin, dass es nur wenige Gehäuse auf dem Markt gibt, die genügend Platz für den Einbau eines Triple- oder Quad-Radiators bieten. Eine Wasserkühlung, die sowohl den Prozessor als auch die Grafikkarte(n) kühlen soll, benötigt mindestens 2 Radiatoren. Dies schränkt die Auswahl weiter ein. Sehr beliebt sind Gehäuse von Corsair aus der Crystal-Serie wie z.B. das 280X, 570X oder 680X. Allerdings bieten wir auch Wasserkühlungen für Gehäuse von Fractal Design, Lian Li, Phanteks und Thermaltake an.

Die Pumpe: das Herzstück der PC-Wasserkühlung

Die Pumpe ist das Herzstück einer PC-Wasserkühlung. Sie ist dafür verantwortlich, dass das Wasser im Kreislauf zirkuliert. Dabei darf das Kühlmittel nicht zu langsam fließen, da die Wärme von den kritischen Komponenten nicht abgeführt werden kann, aber auch nicht zu schnell, da das Wasser sonst nicht genügend Zeit hat, die Wärme aufzunehmen. Moderne Pumpen für Wasserkühlungen gehen jedoch weit über die simple Funktionalität hinaus, das Wasser in Bewegung zu versetzen. Pumpen aus dem Hause EKWB (EK Water Blocks) sind dabei besonders hervorzuheben – laufruhige Leistung, edles Design und eine grundsätzlich sehr hohe Verarbeitungsqualität zeichnen diese aus. Eine solide Mechanik gewährleistet einen langfristig zuverlässigen Betrieb und die für komplexe Kreisläufe nötige Leistung.

Der Ausgleichsbehälter: der einfache Zugang zum Kühlkreislauf

Der Ausgleichsbehälter (auch Reservoir genannt) ist eine weitere Komponente, die in keinem Wasserkühlungs-Kreislauf fehlen darf. Mit steigender Temperatur dehnt sich das Wasser im Kreislauf etwas aus, und zieht sich nach Abkühlung wieder zusammen. Um diese temperaturbedingten Volumenschwankungen auszugleichen, werden Ausgleichsbehälter eingesetzt, die zum Teil mit Luft gefüllt sind. Wäre ein Ausgleichsbehälter nicht vorhanden, oder wäre er komplett mit Wasser gefüllt, könnte es zum Platzen der Wasserkühlung kommen. Darüber hinaus bietet der Ausgleichsbehälter einen einfachen Zugang zum Kühlkreislauf. Dadurch kann die Wasserkühlung bei Bedarf entlüftet werden oder es lässt sich ganz einfach Kühlmittel nachfüllen, für den Fall dass mit der Zeit durch Verdunstung eine größere Menge verloren gegangen ist. Manchmal wird, beispielsweise bei sehr kompakten Wasserkühlungen, das Reservoir mit der Pumpe kombiniert, um Platz zu sparen. Gleichzeitig ist der Ausgleichsbehälter auch ein interessantes Modding-Element, wenn beispielsweise eine RGB-Beleuchtung ins Spiel kommt.

Der Radiator: der Wärmetauscher des Systems

Der Radiator ist die jenige Komponente, die die Leistungsfähigkeit der PC-Wasserkühlung am meisten beeinflusst. Der Radiator wird vom erwärmten Kühlwasser durchströmt, wobei das Wasser seine Wärme an das Metall des Radiators überträgt und dadurch abkühlt. Je größer die Oberfläche des Radiators ist, desto mehr Wärme kann auch aufgenommen bzw. abgegeben werden. Ein größerer Radiator (Dual, Triple, Quad) verfügt somit über eine höhere Kühlleistung als ein kleinerer (Single-)Radiator. Für eine gute Kühlung eines (übertakteten) Prozessors ist mindestens ein Dual-Radiator (für zwei 120- oder 140mm-Lüfter) empfehlenswert. Soll auch die Grafikkarte mitgekühlt werden, sollten mindestens zwei Radiatoren verbaut werden.

Radiator-Lüfter: die Kühler des Radiators

Hat das Kühlmittel seine Wärme an den Radiator abgegeben, muss der Radiator selbst wiederum gekühlt werden. Die Wärme muss nun also vom Metall des Radiators auf die Umgebungsluft übertragen werden. Die dazu verwendeten Lüfter müssen aber noch sorgfältiger als Gehäuselüfter ausgewählt werden. Die Lüfter sollen nämlich nicht nur leise sein und über eine gute Kühlleistung verfügen, sie müssen auch zum Radiator-Typ passen. Radiatoren unterscheiden sich nämlich hinsichtlich der Bauform der Lamellen: es gibt sowohl fein- als auch grobmaschige Varianten. Grobmaschige Radiatoren eignen sich zwar für den Einsatz langsam rotierender Lüfter, bieten dabei allerdings eine geringere Kühlleistung und profitieren auch von schneller rotierenden Lüftern nur wenig. Feinmaschige Radiatoren erfordern Lüfter mit hohem Luftdruck (static pressure), um eine optimale Kühlleistung zu erreichen. Viele Lüfter erreichen einen hohen Luftdruck allerdings erst bei Drehzahlen jenseits von 1.200 U/min, was in einer entsprechend hohen Lautstärke resultiert. Um solche Radiatoren optimal auszunutzen und den Silent-Vorteil einer Wasserkühlung dabei nicht zu verlieren, müssen speziell optimierte Lüfter eingesetzt werden, die schon bei geringer Drehzahl einen ausreichend hohen Luftdruck aufbauen und insgesamt sehr leise sind. In dieser Hinsicht haben sich Lüfter von Corsair sehr gut bewährt.

CPU-Block: der Kühlblock für den Prozessor

Der CPU-Kühlblock wird auf dem Prozessor montiert und nimmt seine entstehende Wärme direkt auf. Er besitzt zwei Anschlüsse für den Wasserkühlungs-Kreislauf, durch einen fließt Kühlwasser hinein und durch den anderen tritt es logischerweise wieder aus. Der interne Aufbau ist in den modernen CPU-Kühlblöcken mit vielen feinen Strukturen (sogenannten Finnen) versehen, die die Wärme sehr effizient an das Wasser übertragen. Besonders hohe Kühlleistung bieten CPU-Wasserkühler von EKWB (EK Water Blocks). Der Leistungs-Unterschied zwischen den einzelnen Top-Kühlern ist jedoch sehr gering, so dass bei der Auswahl letztendlich auch die Optik eine große Rolle spielen darf. Wichtig zu wissen ist auch, dass der CPU ausschließlich den Prozessor kühlt, andere Teile des Mainboards hingegen nicht. Damit auch der Chipsatz und die Spannungswandler (VRM, Voltage Regulator Module) ausreichend gekühlt werden, ist ein gute Belüftung um den CPU-Sockel herum notwendig. Wahlweise kann man auch zu einem sogenannten Monoblock greifen. Dieser ist spezifisch auf ein Mainboard-Modell zugeschnitten und kühlt gleichzeitig Prozessor, Spannungswandler und MOSFETS.

GPU-Block: der Kühlblock für die Grafikkarte(n)

Der GPU-Kühlblock funktioniert nach dem gleichen Prinzip wie ein CPU-Block, und verfügt über Funktionen ähnlich eines Monoblocks. So wird nämlich nicht nur der eigentlich Grafikchip gekühlt, es verlaufen auch Kühlkanäle über die Spannungswandler (VRMs) und den Grafikspeicher (VRAM). Die GPU-Blöcke sind sowohl für die Referenzdesigns der Hersteller (NVIDIA und AMD), als auch für Custom-Designs der Partner (beispielsweise ASUS, MSI oder Gigabyte) erhältlich. Beim Design gibt es die Auswahl zwischen einem schwarzen (Acetal) oder einem durchsichtigem Look (Acryl). Die Blöcke aus Acryl können dabei selbstverständlich mit einer RGB-Beleuchtung versehen werden. Abgerundet wird das Ganze auf Wunsch durch eine Backplate. Diese sieht nicht nur gut aus, weil sie die Rückseite der Platine verdeckt, sondern fungiert auch als zusätzlicher Kühlkörper und verleiht der Grafikkarte mehr Stabilität.

Der Schlauch: Soft-Tubing versus Hard-Tubing

Der Schlauch dient dazu, die einzelnen Komponenten im Wasserkühlungs-Kreislauf miteinander zu verbinden. Besonders verbreitet sind dabei Schläuche der Größe 13/10mm (13mm Außendurchmesser, 10mm Innendurchmesser). Ein dickerer Schlauch wie z.B. eine 19/13-Variante dient in erster Linie der optischen Aufwertung des Systems. Einen höheren Durchfluss bietet ein dicker Schlauch in der Regel nicht, da der Flaschenhals im Kreislauf fast immer woanders liegt. Eine sehr gute Qualität bieten Schläuche von PrimoChill oder EKWB (EK Water Blocks). Zum Einstieg bieten sich durchsichtige Schläuche an. In der Mittelklasse positionieren sich schwarze Gummi-Schläuche. Dort lässt sich die Kühlflüssigkeit (insbesondere eine farbige) zwar nicht sehen, allerdings bieten diese Schläuche eine höhere Haltbarkeit und weniger Flexibilät. Weniger Fexibilät ist in diesem Fall ein positives Merkmal, da so die Chance geringer ist, dass sich Knicke bilden, die den Wasserfluss beeinträchtigen. Am aufwändigsten, aber auch am besten ist das sogenannte Hard-Tubing. Hierbei werden starre Rohre individuell gebogen, sodass der Wasserkreislauf sehr detaillert konstruiert werden kann. Aufgrund von möglichen Materialien wie PETG oder Metallen wie Messing und Kupfer sind diese Rohre extrem haltbar und Knicke können logischerweise im Gegensatz zu Schläuchen keine entstehen.

Die Anschlüsse: Verbinder der einzelnen Komponenten

Mittels spezieller Anschlüsse werden die Schläuche bzw. Rohre an den vorgesehenen Stellen bei den Wasserkühlungs-Komponenten fixiert. Besonders gut bewährt haben sich Schraubanschlüsse, die im Vergleich zu den sogenannten Schnellverschlüssen eine höhere Sicherheit bieten. Mit den richtigen und qualitativ hochwertigen Schraubanschlüssen ausgestattet, ist ein wassergekühltes PC-System auf Dauer absolut dicht. Solche Anschlüsse gibt es in verschiedenen Formen und Farben, so dass sie zu einem wichtigen Modding-Element werden. Die Pacific-Fittings von Thermaltake besitzen eine RGB-Beleuchtung und setzen durchsichtige Schläuche oder Hard-Tubes mit durchsichtiger oder weißer Kühlflüssigkeit ideal in Szene.

Das Kühlmittel: der Treibstoff der Wasserkühlung

Eine Wasserkühlung wäre keine Wasserkühlung ohne Kühlflüssigkeit. Wobei man hier auch von Kühlmittel statt Wasser sprechen muss. Zwar lässt sich eine Wasserkühlung auch mit destilliertem Wasser betreiben, allerdings verfügen moderne Coolants wie EK-Cryofuel von EKWB über einige wichtige Zusätze. So ist beispielsweise ein Korrosionsschutz enthalten, sodass die Elemente aus Metall wie Kupfer, Aluminium oder Stahl nicht anlaufen oder rosten, da die feinen Finnen in den Kühlblöcken ansonsten verstopfen können und die Kühlleistung somit abnehmen würde. Ebenfalls enthalten sind biologische Inhibitoren, die bspw. die Entstehung von Algen verhindern. Und zu guter Letzt bringt die Kühlflüssigkeit auf Wunsch auch Farbe ins System, was insbesondere bei durchsichtigen Schläuchen oder Hard-Tubes genial aussieht.

Welche Vorteile bietet eine Wasserkühlung beim PC?

Eine Wasserkühlung im PC bietet gleich mehrere Vorteile auf einmal:

- sehr gute Kühlung der PC-Komponenten
- Erhöhung der Lebensdauer der einzelnen Komponenten
- direkte Wärmeabfuhr nach Außen – kein Wärmestau im PC
- deutlich mehr Spielraum bei Übertaktung
- geringe Lautstärke selbst bei übertakteten High End-Komponenten

Wassergekühlte Gaming und High-End PC Systeme im MIFCOM Online Shop

Als einer der wenigen Systemintegratoren in Deutschland beschäftigen wir uns sehr intensiv mit dem Thema High-End PC-Wasserkühlung, und haben bereits zahlreiche Erfahrungen auf diesem Gebiet gesammelt. Die Entwicklung neuer wassergekühlter High-End PCs erfordert eine professionelle Herangehensweise, von der Untersuchung der Problematik über die Erarbeitung eines Lösungskonzepts bis hin zur kompletten Ausführung und anschließenden Tests in der eigenen Werkstatt.

Die in den MIFCOM Gaming und High-End PCs eingesetzten Wasserkühlungs-Systeme werden aus ausgewählten Einzelkomponenten in Hinsicht auf höchste Ansprüche in Bezug auf Leistung und Lautstärke zusammengestellt und die Systemleistung optimal angepasst. Nur so hat man gegenüber diversen Komplett-Sets und OEM-Fertigprodukten den Vorteil, eine besonders leistungsstarke, sehr leise, rundum hochwertige und außerdem beliebig anpassbare Wasserkühlung im PC zu haben. Alle Bauteile gehören zu den leisesten ihrer Klasse, die Pumpe wird vibrationsentkoppelt am Gehäuse befestigt.

Dein MIFCOM Team