Modulare Wasserkühlungen - Wakü-Basiswissen von PCGH

Konventionelle Luftkühler mit Heatpipes stehen seit gut einem Jahrzehnt vor einem unüberwindbaren Hindernis: Der Platz über dem CPU-Sockel eines ATX-Mainboards und insbesondere auf einer Grafikkarte ist beschränkt. Komponenten mit hoher Abwärme auf kleinem Raum gut zu kühlen ist aber nur mit starken Lüftern möglich - und die sind schnell lauter, als dem Anwender lieb ist. Die praktikabelste Lösung für dieses Dilemma ist der Wärmetransport mit Wasser an einen anderen Ort.

Modulare Wasserkühlungen: Begriffsabgrenzung

Hierfür haben sich zwei Grundformen etabliert. Die erste sind sogenannte Kompaktwasserkühlungen, auch als All in One bezeichnet (nicht mit AiO-Computern wie Apples iMac zu verwechseln). Diese konzentrieren die Komponenten einer Wasserkühlung auf zwei Baugruppen, die dauerhaft mit Schläuchen verbunden sind und vorgefüllt ausgeliefert werden. Der Nutzer muss die Kompaktwasserkühlung nur noch einbauen, was zum Teil sogar schneller geht, als bei einem großen Luftkühler. Leider sind nur wenige Kompaktwasserkühlungen für GPUs verfügbar, bekannteste Ausnahme ist die Serienkühlung Radeon Fury X. Im weniger kritischen CPU-Einsatz kämpfen die meisten Kompaktwasserkühlungen zudem mit der Geräuschentwicklung ihrer nicht entkoppelbaren Pumpen. Da die Kühlleistung von günstigeren High-End-CPU-Luftkühlern bei hohen Drehzahlen den meisten Anwendern ausreicht, konzentriert sich der Einsatz von Kompaktwasserkühlungen daher auf Systeme, für die ein großer Dual-Tower-Kühler nicht in Frage kommt.

Modulare Wasserkühlungen: Bestandteile

Das Gegenstück zu den vom Hersteller gefüllten und versiegelten Kompaktwasserkühlungen sind modulare Wasserkühlungen, gerne auch als "große", "echte" oder "erweiterbare" Wasserkühlungen bezeichnet. Letztere beide Bezeichnungen sind allerdings missverständlich, denn auch einige der kompakten Geschwister sind erweiterbar und alle kühlen sie unter der Zuhilfenahme von Wasser. Eindeutiges Merkmal einer "großen" Wasserkühlung ist dagegen der modulare Aufbau: Ein oder mehrere Kühlkörper, ein oder mehrere Radiatoren, die Pumpe und meist auch ein Ausgleichsbehälter liegen als getrenntes Bauteil vor. Der Nutzer kann diese freizusammenstellen und muss sie nach eigenem Gutdünken miteinander verbinden. Das steigert den Aufwand, aber es eröffnet auch vielfältige individuelle Möglichkeiten.

Modulare Wasserkühlungen: Kühlkörper

Quelle: PC Games Hardware CPU-Wasserkühler sind im Vergleich zu Luftkühlern winzig und entsprechend einfach zu montieren. Sinnvoll ist dies vor allem bei GPUs, die heutzutage mehr Wärme auf kleinerem Raum abführen müssen, als CPUs. Unter gewissen Umständen kann sich auch eine Wasserkühlung der Mainboard-Spannungswandler lohnen, die ohne den Luftzug eines CPU-Lüfters deutlich wärmer werden. In beiden Fällen geht: Die Wasserkühler müssen exakt zum Layout der jeweiligen Platine passen, gerade bei Grafikkarten sollte man schon vor dem Kauf prüfen, ob passende Kühler verfügbar sind. Bei Referenz-Designs ist dies fast immer der Fall, Custom-Grafikkarten werden von den Wasserkühlungsherstellern dagegen nur teilweise berücksichtigt.

CPU-Wasserkühler kennen diese Probleme naturgemäß nicht. Dank kompakter Abmessungen sind sie sogar unproblematischer als ihre luftgekühlten Gegenstücke und erreichen mit ihrer hohen Kühlleistung Nutzungsdauern von fünf bis zehn Jahren und mehr, solange passende Sockel-Halterungen verfügbar sind. Unter den aktuellen Modellen betragen die Leistungsunterschiede in PCGH-Tests zu Folge übrigens nur wenige Kelvin Unterschied bei CPU- respektive GPU-Temperatur. Kaufentscheidungen sollten daher auch Sekundärmerkmale wie Lieferumfang und Design berücksichtigen.

Modulare Wasserkühlungen: Radiatoren

Quelle: PC Games Hardware 1, 2, 3, 4 Lüfter (nicht im Bild: 6 und 9)? 120, 140, 180 mm? Modulare Wasserkühlungen setzten der Kreativität keine Grenzen. Bei der Abgabe der Wärme an die Umgebungsluft spielt die Leistung dagegen sehr wohl eine Rolle: Mehr Radiator ist besser. Der große Vorteil einer Wasserkühlung gegenüber Luftkühler ist die Möglichkeit, eine wesentlich größere Oberfläche zur Wärmeabfuhr zu nutzen. Diese kann ohne Leistungsnachteil über mehrere Radiatoren verteilt werden (solange die Zufuhr kühler und die Abfuhr warmer Luft gewährleistet bleibt), preislich ist ein einzelner, möglichst großer Radiator aber meist die beste Lösung. Unterschiedlich Radiatordicken wirken sich übrigens sowohl auf die zur Verfügung stehende Lamellenoberfläche als auch auf den Luftwiderstand aus und müssen somit immer in Zusammenhang mit der Lamellenstruktur betrachtet werden. Je nach Radiatormodell und verwendetem Lüfter bietet eine andere Dicke die optimale Leistung.

Übrigens ist man bei der Radiatorauswahl nicht an das Platzangebot im Gehäuse gebunden. Dank der Flexibilität einer modularen Wasserkühlung können Radiatoren können auch seitlich am Rechner, darüber oder komplett unabhängig platziert werden. Letzteres ermöglicht sogar Radiatorkonfigurationen, die aktuelle High-End-Systeme passiv kühlen können.

Modulare Wasserkühlungen: Pumpen

Quelle: PC Games Hardware Eine Lage Schwammgummi, zwei Lagen Moosgummi: Seit über einem Jahrzehnt ist das "Shoggy Sandwhich" das Maß aller Dinge in Sachen Entkopplung - und Eheim-1046-basierte Pumpen (hier: Aquastream XT) der Maßstab für leise Pumpen. Auch bei Pumpen gibt es in verschiedenen Größenklassen, wobei die Leistung nicht direkt von den äußeren Abmessungen abhängt. Wie wir in vergangenen Tests gezeigt haben spielt letztere aber ohnehin eine untergeordnete Rolle. Entscheidendes Qualitätsmerkmal einer Wasserkühlungspumpe ist daher ihre Lautheit, wobei jeder für sich den angemessenen Kompromiss aus Preis und Laufruhe finden muss.

Ein entscheidender Vorteil gegenüber Kompaktwasserkühlungen ist hierbei die mit der Modularität einhergehende getrennte Aufstellung der Pumpe. Diese ermöglicht eine wirkungsvolle Entkopplung der Pumpe durch einen entsprechenden Unterbau (vor allem das sogenannte "Shoggy Sandwich" hat sich bewährt) und elastische Schläuche. Im Gegensatz zu manchen Kompaktwasserkühlungen, die ihre unvermeidbaren Vibrationen ungefiltert an Mainboard und Gehäuse übertragen, können die Pumpen einer modularen Wasserkühlung also echte Leisertreter sein, die den Vergleich mit Silent-Lüftern nicht scheuen müssen.

Modulare Wasserkühlungen: Ausgleichsbehälter

Quelle: PC Games Hardware Wasserkühler gibt es nicht nur für die verschiedensten Bauteile, sondern auch in den verschiedensten Designs. Auch beim Ausgleichsbehälter dürfen sich Modder austoben. Eng mit der Pumpe assoziiert ist der Ausgleichsbehälter, abgekürzt AGB. Entgegen des Namens wird dieser nicht zum Ausgleich der Wärmeausdehnung des Wassers benötigt - randvoll, wie er oft betrieben wird, ist er hierzu sogar ausgesprochen schlecht geeignet, im Gegensatz zu den elastischen Schläuchen, die den Kreislauf bilden. Vielmehr soll der Ausgleichsbehälter eine bequeme Einfüllöffnung bereitstellen und er bietet den nach dem Befüllen noch im Kreislauf befindlichen Luftblasen eine Möglichkeit, sich abzusetzen. Da diese beiden einfachen Funktionen von einer Vielzahl an Formen erfüllt werden können, gibt es auch Ausgleichsbehälter in den verschiedensten Formen. Zum Teil werden sie sogar mi der Pumpe zu einer Einheit integriert oder unmittelbar an diese angeflanscht.

Modulare Wasserkühlungen: Verbindungen

Wärmeaufnahme (Kühlkörper), Wärmeabgabe (Radiator), Wärmetransport (Pumpe in Kombination mit Wasser) und Inbetriebnahme (Ausgleichsbehälter) haben wir behandelt, ein wichtiger Aspekt fehlt aber noch: Der Kreislauf der Wasserkühlung. Die Verbindung aller Komponenten durch den Anwender ist das definierende Merkmal einer Wasserkühlung und bereitet Interessenten oft die meisten Sorgen. Zum Glück muss hier aber wenig mehr beachtet werden, als die passende Auswahl von Anschlüssen und Schläuchen.

Quelle: PC Games Hardware Wer für 4×180-nmm-Radiatoren keinen Platz im Gehäuse hat, der stellt sie halt einfach daneben. Schläuche ermöglichen die Wärmeabgabe weit entfernt von CPU und GPU. Erstere nutzen heutzutage durchgängig das G1/4-Zoll-Gewinde. Dieses Format hat sich für Kühler, Radiatoren und Ausgleichsbehälter durchgesetzt und für die wenigen Pumpen, die aufgrund ihres Ursprunges in der Aquarientechnik oder Industrie andere Formate mitbringen, können leicht mit Adaptern oder Austauschdeckeln nachgerüstet werden. Auf der Schlauchseite eines Anschlusses findet sich entweder eine einfache Tülle wie man sie von Wasserhähne kennt oder eine sogenannte Verschraubung. Letztere ist Anfängern zu empfehlen und nutzt eine Überwurfmutter, um den Schlauch auf dem Anschluss zu sichern. Passen Außen- und Innendurchmesser von Anschluss und Schlauch zusammen (wir empfehlen die Formate 11/8 oder, für eine bulligere Optik, 16/10) kann man dieser Art von Verbindung wenig verkehrt machen; zum Teil bleiben die Schläuche auch bei mehreren Kilogramm Zuglast an Ort und Stelle. Was man bei der Auswahl von Ort und Stelle beachten sollte, haben wir übrigens in einem älteren Artikel erklärt.

Modulare Wasserkühlungen: Fazit

Der Umfang dieser "kleinen" Einführung in die Welt der modularen Wasserkühlungen repräsentiert deren vielfältige Möglichkeiten - aber zum Glück nicht deren Komplexität. Als Kühlsystem, dass potentiell alle Komponenten eines PCs umfassen kann (neben Mainboard-, Festplatten- und RAM-Wasserkühlern gibt es sogar Modelle für SSDs und Netzteile), übernimmt eine Wasserkühlung die Funktionen von CPU-Kühler, Grafikkarten-Kühler, Gehäuselüftung und dient oft auch als optisches Gestaltungselement. Entsprechend viele Gesichtspunkte sind zu betrachten.

Aber glücklicherweise basiert jeder einzelner Funktionsaspekt auf einfachen mechanischen Überlegungen und kann von jedem ohne "Geheimwissen" geplant und gebaut werden. Die Zusammenstellung und der Zusammenbau eines PCs an sich besteht zwar aus scheinbar weniger Schritten, ist aber ungleich komplexer und fehlerträchtiger. Wer gerne tiefer in die Welt der feuchten Kühle einsteigen möchte, dem sei das zugehörige PCGH-X-Forum samt Kaufberatung, Beispielen und Grundlagenguide empfohlen - und unser digitales Sonderheft Wasserkühlung mit 55 Produkttests, Anleitungen und Praxisartikel.

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Modulare Wasserkühlungen - Wakü-Basiswissen von PCGH Wasserkühlungen stehen im Ruf, besonders gut zu kühlen, aber auch zu komplex für die meisten Nutzer zu sein. Ersteres stimmt bei sachgerechter Planung, Letzterem wollen wir heute Abhilfe schaffen.

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