Frage an Wasserkühl und Thermodynamik Profis

[sunToxx]

Ich bin gerade dabei meine erste Wakü zu planen und versuche das ganze genauer zu verstehen, aber ein paar Sachen lassen sich nicht ganz so einfach klären. Wie zBsp genau ist das Verhältnis zwischen Wassertemperatur, CPU Temperatur und Umgebungstemperatur? Soweit ich weiss, ist das Delta T zwischen CPU und Wassertemperatur meist um die 30 Grad. Das Mindestziel Delta T Wasser und Umgebungstemperatur, sollte 10 Grad sein.

Aber:

1) Wenn zBsp bei einem Wasser/Ambient Delta T von 10 Grad, die Ambient Temperatur um 10 Grad steigt, dann steigt ebenfalls das best erreichbare Delta T von Wasser und Umgebung um 10 Grad, aber wird das Wasser dann auch um 10 Grad wärmer und wie stark reagiert in Folge die CPU? (Bei konstanter Pump / Lüfter Geschwindigkeit). Die Kurve müsste ja theoretisch dem entsprechen, was man durch Erhöhung der Kühlleistung erreichen kann, nur quasi umgekehrt.

2) Die Wärme die vom CPU Block an das Wasser abgegeben wird, bzw sozusagen die Wattzahl die ans Wasser abgegeben wird, verändert die sich wenn sich die Temperatur des Wassers verändert? Bzw hängt die Wärme die Abgegeben werden kann vom Delta T von CPU und Wasser ab und wie stark?


3) Die Wärme die vom Radiator an die Luft abgegeben wird, also die Wattzahl, verändert die sich wenn sich die Temperatur der Umgebungsluft verändert? Bzw hängt die Wärme die Abgegeben werden kann vom Delta T von Luft und Wasser ab und wie stark?

Und wie weit läßt sich eine höhere Ambient Temperatur durch zusätzliche Radiatoren bzw mehr Luft m3/h ausgleichen? Gibt es da Diagramme oder ähnliches?

 

[JanV]

Hä?
Ich verstehe nicht was du in Punkt 1 meinst.
Die CPU ist in der Tat unter Primelast ca 30 grad über der Wassertemperatur. Kommt aber auch stark auf die Hardware an. Also Annahme: Raumtemperatur 25 grad, Wassertemperatur 35, ergibt dann ne CPU Temperatur von 65 grad. Unter Prime.

Die verlustleistung der CPU bleibt gleich, egal wie warm das Wasser oder die Luft ist.

Die Radiatoren werden effizienter, je größer das Delta zwischen Wassertemperatur und Lufttemperatur ist. Also kannst du bei einem größeren Delta die gleiche Energie (Wattzahl) abführen bei geringerem Luftstrom. Wird also leiser, aber auch wärmer.

 

[sunToxx]

Ah, danke. Das heisst also, dass bei einem Anstieg der Raumtemperatur von 10 Grad, die CPU weniger als 10 Grad wärmer wird. Das war auch meine Frage und Vermutung. Kann man das irgendwie abschätzen, insbesondere auch bis zu welchem Punkt man das abfangen kann?

Als Beispiel, wenn eine CPU bei 20 Grad Raumtemperatur auf 60 Grad läuft mit einem 240er Radiator mit 1000 RPM Lüftern, um wieviel muss man die Radiatorfläche erhöhen um die CPU bei 10 Grad mehr Raumtemperatur immer noch auf 60 Grad zu halten (selbe Lüftergeschwindigkeit)?

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Und weiterhin bedeutet das doch, dass man wenn man Anfangs ein Delta T von 10 Grad Wasser/Umgebung hatte, im Prinzip nur circa 10 Grad Raumtemperatur mehr (bzw etwas darüber) abfangen kann, egal wie viele Radiatoren man hinzufügt? Das Maximum der effektiven, also nützlichen, Radiatorfläche ist also schnell erreicht bei steigender Raumtemperatur?

 

[Duke711]

Es gibt immer ein Wärmausgleich. Wenn die Umgebungstemperatur steigt und die Lüfter sich nicht schneller drehen, dann steigt auch die Temperatur von der CPU. Nicht direkt proportional zur steigender Umgebungstemperatur, da die Effektivität des Wärmeausgleiches bei steigenden Systemtemperaturen zunimmt.

Ausrechnen kannst Du das ohne die Angaben vom Emissionswert und der Fläche vom Wärmetauscher garnicht.
Ansonsten:
1. mit der Formel für die Wärmestrahlung --> google
2. und für den Wärmedurchgang mit Q = k * dT * A, wobei hier aber eine abgewandelte Formel für Rohre anzuwenden ist --> google Formel Wärmedurchgang Rohr.

Über Q / dT * A = k (k = Wärmedurchgangkoeffizient) kannst Du diesen anhand vom einen bestehen Wärmetauscher ermittelt.

Also muss Du erstmal den Emissionswert von Wärmetauscher wissen oder abschätzen, und vor allem die Fläche und die abzugebene Leistung wissen.

 

[sunToxx]

Ich dachte die Effektivität des Wärmeausgleichs hängt in erster Linie vom Delta T zwischen Wasser und Umgebungstemperatur ab, oder addiert sich der Effekt des gestiegenen Wärmeausgleichs der durch die Zunahme der Systemtemperatur entsteht, auf den Effekt den der Anstieg der Umgebungstemperatur und somit die Verkleinerung des Delta Ts Wasser/Umgebung hat?

Aber das wird zu kompliziert. Im Endeffekt geht es mir nur darum, dass mein System erst mal nur die CPU kühlen soll, weil ich meine momentane R9 390 nicht wasserkühlen möchte. Ich finde die Kosten für die Kühlung der Karte sind zu hoch gemessen am Preis der Karte und ihrer Nutzungsdauer.

Wenn ich also keinen externen Radiator verbauen möchte, stehe ich vor dem Problem, dass entweder die GPU fast 300 Watt heisse Luft durch den CPU Radiator jagt und das Delta T Wasser/Umgebung erheblich verschlechtert, oder dass der CPU Radiator seine heisse Luft ins Gehäuse und somit auch auf die GPU bläst.

Meine momentaner Lösungsansatz sieht so aus, dass ich die Radiatorfläche aufteile. Ein Radiator, oben, wird zuerst vom Wasser angesteuert, da kann es schon mal gut runterkühlen und fließt von da zum Front Radiator, der in den Genuß frischer Kalter Luft von "draußen" kommt. Somit kühlt der erste Radiator quasi die Luft, die durch den zweiten Radiator ins Gehäuse und damit auf die GPU geblasen wird und die GPU treibt die Umgebungstemperatur nicht in die Höhe, bzw behindert dadurch nicht die Kühlung der CPU. Außerdem verbaue ich in der Front, unterhalb des Radiators, einen freiliegenden Lüfter, der direkt unter die GPU zielt und bei Bedarf richtig Druck machen kann.

Nicht die effizienteste Lösung, aber für ein "hybrid" System scheint es zumindest eine praktikable Lösung zu sein.

 

[JanV]

Der radi pustet keine "heiße" Luft ins Gehäuse und damit auf die graka. Wo soll die Hitze herkommen? Die Abwärme vom radi ist in etwa gleich der Wassertemperatur, und da finde ich 30 grad nicht als heiß. Du machst dir viel zu viele Gedanken. Richtig ist aber, dass es ungünstig ist, den radi mit Luft aus dem Gehäuse zu versorgen. Dann steigt nämlich auch die Wassertemperatur, da die graka eine viel höhere Ablufttemperatur hat als eine Wasserkühlung.

 

[sunToxx]

Der radi pustet keine "heiße" Luft ins Gehäuse und damit auf die graka. Wo soll die Hitze herkommen? Die Abwärme vom radi ist in etwa gleich der Wassertemperatur, und da finde ich 30 grad nicht als heiß. Du machst dir viel zu viele Gedanken. Richtig ist aber, dass es ungünstig ist, den radi mit Luft aus dem Gehäuse zu versorgen. Dann steigt nämlich auch die Wassertemperatur, da die graka eine viel höhere Ablufttemperatur hat als eine Wasserkühlung.

Ich bin einfach davon ausgegangen, dass wenn die CPU 100 Watt TDP produziert, diese auch bei Wasserkühlung im Endeffekt über die Luft abgegeben werden, ebenso wie die luftgekühlte GPU ihre 300 Watt TDP an die Luft abgibt. Das ist nicht korrekt?

 

[VJoe2max]

Das ist korrekt, aber es sagt nichts darüber aus auf welchem Temperaturniveau die Leistung übertragen wird . Mit einem großen effektiven Kühler wie bei einer Wakü kannst du 400W auf einem deutlich geringen Temperaturnivaeu kontinuierlich abführen. Je größer, je effektiver und je besser belüftet der Radiator ist, desto geringe wird das ΔT Wasser-Luft. Bei Luftkühlern ist die effektive Kühlfläche naturgemäß gering. Hier muss also auf viel kleinerer Fläche die gleiche Leistung übertragen werden. Dazu wird mehr Wärme je Volumeneinheit Luft übertragen, was zu deren höherer Temperatur führt.

 

[sunToxx]

Das ist korrekt, aber es sagt nichts darüber aus auf welchem Temperaturniveau die Leistung übertragen wird . Mit einem großen effektiven Kühler wie bei einer Wakü kannst du 400W auf einem deutlich geringen Temperaturnivaeu kontinuierlich abführen. Je größer, je effektiver und je besser belüftet der Radiator ist, desto geringe wird das ΔT Wasser-Luft. Bei Luftkühlern ist die effektive Kühlfläche naturgemäß gering. Hier muss also auf viel kleinerer Fläche die gleiche Leistung übertragen werden. Dazu wird mehr Wärme je Volumeneinheit Luft übertragen, was zu deren höherer Temperatur führt.

Hm, du meinst dass wenn ich nur einen großen Front Radiator verbaue, die Luftgekühlte GPU nicht wirklich wärmer laufen wird, als wenn ich den Front Radiator kleiner mache und das Wasser vorher durch einen größeren Radiator leite, der oben im Case verbaut ist (und rausbläst)? Die GPU soll schon optimal gekühlt werden, soweit das mit den von MSI verbauten stock coolern möglich ist. Ich bin in dem Szenario so von 5 bis 10 Grad mehr innerhalb des Gehäuses ausgegangen.

- - - Updated - - -

Nicht zu vergessen, dass in dem Szenario auch der unten liegende Lüfter durch den Radiator pusten muss um die Karte mit Frischluft zu versorgen und dafür zu sorgen, dass sie nicht ihre eigene Abluft wieder aufnimmt (würde das nicht mehr Lärm bedeuten durch den Lufstrom den man durch die Lamellen pressen muss?)

 

[VJoe2max]

Wie sich die Einbauorte von Radiatoren im Gehäuse auf die jeweiligen Komponenten auswirken hängt von vielen Details im Gehäuse ab. In jedem Fall musst du hinter allen Radiatoren aber nicht mit der Lufttemperatur rechnen, die du vom Luftauslass einer luftgekühlten Graka kennst - darum ging es mir . Die Abluft wird nicht heiß, sondern allenfalls warm, weil der Luftdurchsatz und die Übertragungsflächen bei Radiatoren eben viel höher sind.

Mein Tipp, wenn man keine Kompromisse eingehen will ist stets Folgender: Sorge dafür, dass alle Radiatoren Frischluft von außen ansaugen und die erwärmte Luft ohne Umwege wieder nach außen abgegeben wird. Also so, dass die Luft gar nicht mit der Hardware in Berührung kommt. Die Abluft sollte Vorzugsweise weiter oben oder auf der anderen Seite des Gehäuse ausgestoßen werden, damit die erwärmte Luft nicht wieder angesaugt wird. Ideal sind zwei Radiatoren in einer geschlossenen Kammer unter der Hardware. Die Zuluft wird von unten angesaugt und die erwärmte Abluft seitlich ausstoßen. Die Hardware in der darüber liegenden Kammer wird mit Gehäuselüftern von der Front mit Frischluft versorgt und die Abluft der Hardwarekammer am Heck wider ausgestoßen. So hast du sowohl was die Wakü angeht nahezu optimale Bedingungen (noch besser wäre nur ein externen Radiator), aber auch die nicht wassergekühlte Hardware sieht keine negativen Einflüsse.

In den üblichen 0815-Gehäusen bzw. ohne Modding ist das häufig aber nicht so leicht umsetzbar, aber es ist die beste Lösung, wenn die Radiatoren intern verbaut sein sollen. Leider bieten nur wenige kommerzielle Gehäuse wie z. B. das Silverstone TJ07 so eine Ideal-Konfiguration ohne größer Umbaumaßnahmen.


Edit: Was deine Fragen zu Beginn angeht:

Ich fürchte du hast da paar grundlegende Zusammenhänge nicht ganz verstanden. Nicht die Leistung ist die Ergebnis-Größe, sondern die Temperatur .

Zu 1.) Wenn das ΔT Wasser - Luft sich bei Erhöhung der Lufttemperatur ebenfalls erhöhen soll, müsste der Radiator schlechter werden bzw. schlechter belüftet werden. Ohne Änderung an vorgenannten Faktoren bleibt das ΔT Wasser - Luft hingegen nahezu gleich (geringfügige Änderungen gehen auf die temperaturabhängigen Eigenschaften der beteiligten Medien zurück), wenn z. B.die Lufttemperatur um 10°C steigt. Dementsprechend steigt aber auch die Wassertemperatur um ca. 10°C. Solange man an Belüftung und Fläche des Radiators also nichts ändert steigt dementsprechend auch die CPU-Temperatur um einen ähnlichen Betrag. Dass das nicht ganz linear ist, hat hier auch wieder mit den o. g. Stoffeigenschaften zu tun.

Zu 2.) Grundsätzlich wird in Halbleiter-Bauteilen 100% der eingesetzten elektrischen Leistung in Wärme umgewandelt. Diese Wärme fließt bevorzugt in Richtung der größten Wärmesenke, also des größten Temperaturgefälles und des geringsten Wärmewiderstands ab. Im Falle einer wassergekühlten CPU gehen ca. 95-99% der Wärme in den CPU-Kühler und damit ans Wasser. Der Rest wird zum Teil durch Wärmeleitung über den Sockel an die Platine weitergeleitet und geht von dort an die Luft über und wird zu einem gewissen Teil auch durch Wärmestrahlung direkt an die Umgebung abgegeben. Der Löwenanteil landet aber sowohl bei Luft- als auch bei Wasserkühlung immer beim Kühler.
Die übertragenene Leistung (Watt) verändert sich bei Halbleiterbauteilen aufgrund der Abhängigkeit des elektrischen Widerstands von der Temperatur nur geringfügig mit der Temperatur. Zu hohen Temperaturen hin steigt die Verlustleistung, und zu geringeren Temperatur sinkt sie etwas. Das macht allerdings nicht viel aus. Bei deiner CPU ist das in der Regel kaum der Rede wert. Bei einer 300W-Graka sind aber 20-30W Stromeinsparung durch die bessere Kühlung beim Wechsel von Luft- auf eine ordentlich dimensionierte Wasserkühlung durchaus drin.

Zu 3.) Die abgeführte Leistung entspricht stets der eingespeisten Leistung (im stationären Zustand - also bei lang anhaltend gleichbleibender Last). Nicht die Leistung ändert sich also, sondern lediglich das Temperaturniveau auf dem sie übertragen wird. Die umgesetzte Leistung verändert sich mit der Temperatur nur aufgrund der temperaturabhängigen Widerstände von Halbleitern und der geringen Einflüsse die die Temperatur auf die Strömungseigenschaften und die Wärmekapazität von Wasser und Luft hat. Bei der Frage auf die du hinaus willst, bist du aber vermutlich dem Trugschluss aufgesessen, der sich aus der häufig zu lesenden Angabe ergibt, ein Radiator xy könne nur so und so viel Leistung (in Watt) abführen. In Wirklichkeit können Radiatoren jede Leistung übertragen, bei der sich eine Temperatur einstellt, bei der das Wasser 100°C nicht überschreitet oder 0°C nicht unterschreitet - sprich, das Wasser muss flüssig sein. Der Punkt ist lediglich, dass man damit für den Zweck der Wasserkühlung nicht viel anfangen kann. Innerhalb von Wassertemperaturen die es erlauben die Hardware mit einem guten Kühler innerhalb seiner thermischen Limits zu halten kann, reicht bei einer normalen Raumtemperatur im Prinzip schon ein einziger 120er Radiator für 400W aus. Deshalb sind z. B. AIO-Waküs mit solchen kleinen Radis für HighEnd-Graks möglich. Allerdings ist man dann eben nah am thermischen Limit und man muss laute turbinenartige Lüfter auf den Radiator schnellen, um das zu erreichen. Für den vernünftigen Betrieb von Waküs (also nicht zu laut und messbar kühler als mit Lukü) hat sich daher die Faustregel etabliert, dass man eine Radiatorfläche von 120x120mm (Eintrittsfläche ist relevant) für einen thermische Leistung von 100W (unter Vollast) oder weniger ansetzen sollte. Dann hat man auch genügend Spielraum, um bei hohen Raumtemperaturen das ΔT Wasser - Luft durch Erhöhung der Lüfterdrehzahl zu senken und so die Hardwaretemperaturen weiter niedrig zu halten, läuft aber auch ohne diese Maßnahme nicht Gefahr, dass die Hardware in thermische Limit läuft.

 

[sunToxx]

Ich bin von der Temperatur der Abluft meines derzeitigen Gehäuses unter Vollast ausgegangen, nicht der GPU selbst. Bis zu 3/4 der dort zu fühlenden, recht erheblichen Wärme, müsste allerdings theoretisch von der GPU sein.

Der Tip ist gut, allerdings in der Realität unterliegt er ja gewissen Bauart bedingten Einschränkungen der meisten Gehäuse, wenn man noch eine luftgekühlte GPU mit möglichst viel Luft versorgen will. Ich wollte mir ein HAF 935 aus genau diesem Grund zulegen, aber leider habe ich nirgendwo einen gefunden. Scheinen erstaunlich beliebt zu sein trotz ihrer Größe. Der wäre für diesen Zweck recht gut gewesen und hat noch den Vorteil, dass wenn er auf dem Tisch steht, man trotzdem nicht auf das Mesh des geschlossenen Abteils schaut, sondern dieses oben drauf verbaut verbaut werden kann. Aber das DB900 wird auch reichen, zumal es über Dämmung verfügt und erheblich besser aussieht.

Was mich interessieren würde, wie hoch ist wohl der Unterschied zwischen dem ersten und zweiten Radiator in meinem Beispiel, wenn man die Temperatur der dort austretenden Luft misst? Nehmen wir an ich habe 2 x 240er Radiatoren mit Silent Lüftern verbaut, einen oben als exhaust, den anderen vorne als intake, die CPU hat ca 100W TDP. Ist die Luft am zweiten Radiator nicht einige Grad kühler als am ersten?

Dadurch dass ich vorne einen kleineren Radiator installiere und dadurch den unteren 140er Lüfter frei in Richtung GPU blasen lassen kann, erziele ich vermutlich sogar einen noch stärkeren Effekt, als durch die durch den ersten Radiator vorgekühlte Luft, da der Luftstrom durch die Lamellen des Radiators nicht den selben airflow erreichen kann, ohne erheblichen Lärm zu verursachen. Die Kombination von beiden Faktoren scheint das Optimum aus einem Gehäuse mit nur einer Kammer, wie dem DB900, herauszuholen.


Ich gehe das ganze nur mit Logik an, daher hat es wohl eher wenig mit nicht verstehen zu tun, da mir im Prinzip sämtliche Grundlagen der Thermodynamik fehlen (außer dass Hitze nach oben steigt).

1) Ich sehe nicht wie das dem widerspricht, was ich schrieb. Meine Vermutung war, dass es eben nicht komplett linear abläuft, weder wie die Wassertemperatur auf die erhöhte Lufttemperatur reagiert, noch wie daraufhin die CPU reagiert. Das scheinst du mir ja gerade bestätigt zu haben. Wenn man die Kühlleistung des System erhöht, schlägt sich das ja auch nicht zu 100% auf die CPU Temperatur aus und erreicht auch schnell einen Punkt an dem der Effekt nachlässt. Unter anderen deswegen ging ich davon aus, dass eine erhöhte Umgebungstemperatur sich auch nicht zu 100% überträgt. Die diminishing returns (abnehmende Ertrag?) sind in dem Fall aber wohl erheblich geringer als angenommen.

2) Das ist interessant. Dann trägt sich die Kühlung vom Stromverbrauch her ja selbst. Nicht dass das eine custom Wasserkühlung in irgendeiner Weise in die Nähe von Kosteneffizient rücken würde. Aber so kann ich das ganze vielleicht meiner Freundin besser verkaufen

3) Das ergibt Sinn, da auch bei 10 Grad höherer Ambient, Wasser und CPU Temperatur ja immer noch die selbe Wattzahl an Hitze abgeführt werden muss. Wäre es nicht der Fall dass der Radiator dies bei gleicher Lüftergeschwindigkeit schafft, würde sich die CPU dann ja konstant weiter erhitzen und letzlich durchbrennen oder abschalten.

Dass die Leistung eines Radiators im Endeffekt hauptsächlich vom Luftstrom abhängt (abgesehen von den verwendeten Materialien), war mir schon klar, ich meinte bei gleichbleibender Lüftergeschwindigkeit. Meine Annahme dass man bei einem anfänglichen Delta T Wasser - Luft von 10 Grad, maximal ca 10 Grad mehr Ambient Temperatur ausgleichen kann (also die CPU trotz höherer Ambient Temperatur auf selber Temperatur halten), dürfte dann auch korrekt sein.



Danke, das war alles sehr interessant und klärt einige Fragen. Mir ist bewußt dass mein Lösungsansatz sicher nicht der kosteneffektivste ist, aber ich sehe Wakü auch eher als eine interessante Spielerei an, angefangen vom Planen, über das Zusammenbasteln bis hin zum Optimieren des ganzen später in der Aquasuite. Einen wirklich nützlichen Leistungsgewinn werde ich dadurch aller Wahrscheinlichkeit nach nicht erzielen und auch die Reduzierung des Lärmpegels wird sich in Grenzen halten, da ich die GPU erst einmal nicht mit einbinde. Aber da ich beim Gamen Kopfhörer trage, ist für mich auch eher die Lautstärke im Desktop Betrieb und beim konvertieren etc wichtig.

Sofern es tatsächlich einen Unterschied zwischen den Temperaturen der Abluft der beiden Radiatoren gibt, macht der Lösungsansatz ja Sinn. Zumal dann auch das einbinden einer GPU keine größeren Umbauten erfordern wird, da die Infrastruktur dafür schon da ist. Was bei einem einzelnen Silent betriebenen in der Front verbauten 280er vielleicht nicht gegeben ist, wenn man übertaktet.

 

[VJoe2max]

Ich bin von der Temperatur der Abluft meines derzeitigen Gehäuses unter Vollast ausgegangen, nicht der GPU selbst. Bis zu 3/4 der dort zu fühlenden, recht erheblichen Wärme, müsste allerdings theoretisch von der GPU sein.

Auch die Mischtemperaur der Abluft eines luftgekühlten Systems ist selbstverständlich höher als die eines wassergekühlten Systems bei dem die Radiatorfläche deutlich größer als die Wärmetauschfläche im luftgekühlten Fall ist.

Der Tip ist gut, allerdings in der Realität unterliegt er ja gewissen Bauart bedingten Einschränkungen der meisten Gehäuse, wenn man noch eine luftgekühlte GPU mit möglichst viel Luft versorgen will. Ich wollte mir ein HAF 935 aus genau diesem Grund zulegen, aber leider habe ich nirgendwo einen gefunden. Scheinen erstaunlich beliebt zu sein trotz ihrer Größe. Der wäre für diesen Zweck recht gut gewesen und hat noch den Vorteil, dass wenn er auf dem Tisch steht, man trotzdem nicht auf das Mesh des geschlossenen Abteils schaut, sondern dieses oben drauf verbaut verbaut werden kann. Aber das DB900 wird auch reichen, zumal es über Dämmung verfügt und erheblich besser aussieht.

Wenn man nach den Bildern in Wakü-Bereichen der einschlägigen Foren geht, ist das HAF 935 ein absoluter Exot und wird sehr selten verwendet. Wurde mit Sicherheit auch lange nicht so häufig verkauft wie z. B.das TJ07. Nichts desto trotz wäre es in der Tat gut geeignet, um eine Wakü ohne störenden Abwärmeeinflüsse zu realisieren. Ob ein HAF 935 allerdings besser aussieht als ein TJ07 ist natürlich Geschmackssache - die Mehrheit dürfte das genau anders herum beurteilen . Das TJ07 ist nicht umsonst DER Klassiker unter den Wakü-Gehäusen. Das HAF 935 hätte im Prinzip ein Nachfolger des Stacker werden können, aber beim Design hat man offenbar nicht ganz den Geschmack der meisten Nutzer solcher Großgehäuse getroffen. Ich persönlich fand das Konzept auch gut, auch wenn mir die Optik ebenfalls nicht sonderlich zusagt. Leider hat sich das Modulare Konzept auch bei anderen Gehäusen nicht durchgesetzt. Wahrscheinlich wäre man beim HAF 935 mit einem optisch etwas cleaner gehaltenen Design und mit weniger Kunststoff, aber dafür mit einem Alu-Chassis besser gefahren...

Was mich interessieren würde, wie hoch ist wohl der Unterschied zwischen dem ersten und zweiten Radiator in meinem Beispiel, wenn man die Temperatur der dort austretenden Luft misst? Nehmen wir an ich habe 2 x 240er Radiatoren mit Silent Lüftern verbaut, einen oben als exhaust, den anderen vorne als intake, die CPU hat ca 100W TDP. Ist die Luft am zweiten Radiator nicht einige Grad kühler als am ersten?

Die Temperaturunterschiede im Kreislauf hängen ausschließlich von den Faktoren: Wärmeleistung und Durchfluss ab.
Bei 400W Heizleistung kann man von min. 360W im Wasser ausgehen. Nimmt man nun einen kühltechnisch gut ausreichenden Durchfluss von 60l/h an, ergibt sich beim Einsatz von Wasser ohne Zusätze ein maximales ΔT des Wassers im gesamten Kreislauf von 5,17K. Kommen gute Kühler und evtl. Wasserzusätze hinzu kann es minimal höher sein, wird aber im Regelfall unter 6K bleiben. Diese Temperaturdifferenz kann man in etwa flächenmäßig auf die eingebunden Radiatoren aufteilen.
Ist der Durchfluss höher sinkt die Temperaturdifferenz im Kreislauf weiter. Die Radiatorfläche hat im Übrigen keinen Einfluss auf die Temperaturdifferenz des Wassers im Kreislauf. Diese wird ausschließlich durch die umgesetzte Leistung, und den Durchfluss bestimmt. Die Wärmekapazität des Wärmeträgers (in unserem Falle Wasser) hat auch Einfluss, ist aber als nahezu konstant im relevanten Temperaturbereich anzusehen. Auf die Gesamt-Kühlleistung hat eine höhere Temperaturdifferenz im Wasser jedoch keinen Einfluss. Relevant ist für die Kühlleistung ist die Mitteltemperatur des Wassers und diese ändert sich nicht mit der Temperaturdifferenz, sondern würde sich nur durch mehr oder weniger Fläche bzw. bessere oder schlechtere Belüftung ändern.

Dadurch dass ich vorne einen kleineren Radiator installiere und dadurch den unteren 140er Lüfter frei in Richtung GPU blasen lassen kann, erziele ich vermutlich sogar einen noch stärkeren Effekt, als durch die durch den ersten Radiator vorgekühlte Luft, da der Luftstrom durch die Lamellen des Radiators nicht den selben airflow erreichen kann, ohne erheblichen Lärm zu verursachen. Die Kombination von beiden Faktoren scheint das Optimum aus einem Gehäuse mit nur einer Kammer, wie dem DB900, herauszuholen.

Mit Radiatoren kühlst du die Luft grundsätzlich nicht sondern heizt sie auf . Schätze da hast du dich vertippt. Gehäuselüfter transportieren hingegen Luft mit Raumtemperatur ins Gehäuse, das ist prinzipiell vorteilhaft für die Innentemperatur im Gehäuse - egal, ob zusätzlich Warmluft von Radiatoren eingeblasen wird oder nicht. Die Mischtemperatur wird durch Gehäuselüfter niedriger. Solange man zugunsten von Gehäuselüftern nicht an Radiatorfläche verliert, haben auch die wassergekühlten Bauteile dadurch auch keinen Nachteil. Das ist aber allgemein der Fall. Wie dein Kühlkonzept nun allerdings konkret aussieht erschließt sich mir noch nicht so ganz.

Ich gehe das ganze nur mit Logik an, daher hat es wohl eher wenig mit nicht verstehen zu tun, da mir im Prinzip sämtliche Grundlagen der Thermodynamik fehlen (außer dass Hitze nach oben steigt).

Und just das Thema Konvektion (also der Aufstieg wärmer Luft, aufgrund ihrer geringeren Dichte, wird im PC-Bereich meist massiv überbewertet. Schon der leiseste Lufthauch eines langsam drehenden Lüfters ist stärker als dieser Effekt über die Höhe eines großen PC-Gehäuses. Das kann man daher im Normalfall völlig vernachlässigen, wenn es nicht um rein passive Kühlmethoden geht .

1) Ich sehe nicht wie das dem widerspricht, was ich schrieb. Meine Vermutung war, dass es eben nicht komplett linear abläuft, weder wie die Wassertemperatur auf die erhöhte Lufttemperatur reagiert, noch wie daraufhin die CPU reagiert. Das scheinst du mir ja gerade bestätigt zu haben. Wenn man die Kühlleistung des System erhöht, schlägt sich das ja auch nicht zu 100% auf die CPU Temperatur aus und erreicht auch schnell einen Punkt an dem der Effekt nachlässt. Daher ging ich davon aus, dass eine erhöhte Umgebungstemperatur sich auch nicht zu 100% überträgt. Die diminishing returns (abnehmende Ertrag?) sind in dem Fall aber wohl erheblich geringer als angenommen.

Nein, du schriebst, dass sich das ΔT Wasser - Luft durch einen Anstieg der Raumtemperatur erhöhen würde. Das ist nicht der Fall! Das ΔT Wasser - Luft bleibt wie gesagt im Rahmen geringer Abweichungen durch die Stoffeigenschaften gleich. Deshalb steigt die Wassertemperatur in ähnlichem Maße wie die Raumtemperatur, wenn sich an Radiatorgröße und Belüftung nichts ändert. Mit der Wassertemperatur steigt aber natürlich auch die CPU-Temperatur.

2) Das ist interessant. Dann trägt sich die Kühlung vom Stromverbrauch her ja selbst. Nicht dass das eine custom Wasserkühlung in irgendeiner Weise in die Nähe von Kosteneffizient rücken würde. Aber so kann ich das ganze vielleicht meiner Freundin besser verkaufen

Auf die Gesamtleistung betrachtet sind diese Effekt wie gesagt gering. Einen Wasserkühler innerhalb seiner üblichen Einsatzdauer durch die Stromeinsparung aufgrund der geringen Temperatur zu finanzieren dürfte äußerst schwierig werden - zumal die Hardware in einem normalen privat genutzten System die überwiegende Zeit idlet - selbst bei Leuten die verhältnismäßig viel zocken.

3) Das ergibt Sinn, da auch bei 10 Grad höherer Ambient, Wasser und CPU Temperatur ja immer noch die selbe Wattzahl an Hitze abgeführt werden muss. Wäre es nicht der Fall dass der Radiator dies bei gleicher Lüftergeschwindigkeit schafft, würde sich die CPU dann ja konstant weiter erhitzen und letzlich durchbrennen oder abschalten.

Korrekt! Die Leistung ist wie gesagt nicht die Ergebnisgröße, sondern die Temperatur.

Dass die Leistung eines Radiators im Endeffekt hauptsächlich vom Luftstrom abhängt (abgesehen von den verwendeten Materialien), war mir schon klar, ich meinte bei gleichbleibender Lüftergeschwindigkeit. Meine Annahme dass man bei einem anfänglichen Delta T Wasser - Luft von 10 Grad, maximal ca 10 Grad mehr Ambient Temperatur ausgleichen kann (also die CPU trotz höherer Ambient Temperatur auf selber Temperatur halten), dürfte dann auch korrekt sein.

Wenn du Ausgleichen im Sinne dessen meinst, dass du die gleiche Wasser- und damit Hardwaretemperatur erreichen willst, in dem du im Fall eines Anstiegs der Raumtemperatur die Lüfter hoch drehst, ist das nicht ganz korrekt, denn das ΔT Wasser - Luft lässt sich nicht linear durch eine Erhöhung des Luftstroms senken. Es bleibt auch bei extremen Luftströmen ein gewisses ΔT Wasser - Luft erhalten. Die Temperaturdifferenz lässt sich durch den Luftstrom auch bei extremen Mengen nicht auf Null reduzieren. Auch über die Fläche ist das nicht erreichbar. Für ein ΔT Wasser - Luft von Null wäre eine unendlich großer Radiatorfläche notwendig. Grundsätzlich kann man aber je nach Ausgangsniveau der Lüfterdrehzahl die Wasser- und damit CPU-Temperatur bei einem Anstieg der Raumtemperatur zum Teil kompensieren. Zu 100% geht es grundsätzlich nicht. Wenn die Luft, gegen die gekühlt wird, wärmer wird, werden also auch die wassergekühlten Komponenten etwas wärmer, selbst wenn man die Lüfter auf Orkanstärke stellt. Man kann den Anstieg aber zumindest teilweise durch mehr Luftdurchsatz durch die Radis kompensieren, wenn genügend Drehzahlspielraum in einem erträglichen Lautstärkefenster vorhanden ist.

Danke, das war alles sehr interessant und klärt einige Fragen. Mir ist bewußt dass mein Lösungsansatz sicher nicht der kosteneffektivste ist, aber ich sehe Wakü auch eher als eine interessante Spielerei an, angefangen vom Planen, über das Zusammenbasteln bis hin zum Optimieren des ganzen später in der Aquasuite. Einen wirklich nützlichen Leistungsgewinn werde ich dadurch aller Wahrscheinlichkeit nach nicht erzielen und auch die Reduzierung des Lärmpegels wird sich in Grenzen halten, da ich die GPU erst einmal nicht mit einbinde. Aber da ich beim Gamen Kopfhörer trage, ist für mich auch eher die Lautstärke im Desktop Betrieb und beim konvertieren etc wichtig.

Wenn die GPU nicht eingebunden ist, spielt die Abwärme der CPU eh keinen nennenswerte Rolle. Allerdings ist eine Wakü ziemlich unsinnig, wenn der größte Wärmeerzeuger nicht davon profitieren darf .

Sofern es tatsächlich einen Unterschied zwischen den Temperaturen der Abluft bei beiden Radiatoren gibt, macht der Lösungsansatz ja Sinn. Zumal dann auch das einbinden einer GPU keine größeren Umbauten erfordern wird, da die Infrastruktur dafür schon da ist. Was bei einem einzelnen Silent betriebenen 280er vielleicht nicht gegeben ist, wenn man übertaktet.

Wenn nur die CPU mit Wasser gekühlt gekühlt wird, liegt die Gesamttemperaturdifferenz im Wasserkreislauf für einen Durchfluss von 60l/h bereits nur noch bei 1,44°C. Das ist liegt unterhalb der Schwelle die man nit üblichem Equipment noch sauber auflösen kann (wegen der Messtoleranzen). Um Unterschiede bei der Ablufttemperatur der Radiatoren musst du dir da keinerlei Gedanken machen (müsstest du aber auch mit eingebundener GPU nicht wirklich ). Es hat im Übrigen wenig Sinn einer CPU, die kühltechnisch keinerlei Herausforderung darstellt, viel Radiatorfläche zu gönnen und eine GPU, die viel stärker heizt, mit nur wenig mehr Radifläche zu bedenken. Im Endeffekt zählt natürlich die Gesamt-Radiatorfläche, aber falls dein Ziel sein sollte die niedrige Temperatur der CPU zu halten, nachdem die GPU eingebunden wurde, müsstest du die Radiatorfläche im gleichen Verhältnis wie die Verlustleistungen von CPU und GPU vergrößern. Anderenfalls wird die CPU nach Einbindung der Graka auf jeden Fall etwas wärmer werden - was jedoch auch nicht dramatisch ist .

 

[sunToxx]

Auch die Mischtemperaur der Abluft eines luftgekühlten Systems ist selbstverständlich höher als die eines wassergekühlten Systems bei dem die Radiatorfläche deutlich größer als die Wärmetauschfläche im luftgekühlten Fall ist.

Das leuchtet mir nicht ganz ein. Der Logik nach würde ich davon ausgehen, dass die Temperatur der Abluft abhängig davon ist, wieviel Watt Wärme von wieviel Kubikmetern Luft abgeführt werden (und der Ambient Temperatur natürlich). Die Luft vermischt sich dann mehr oder weniger gleichmäßig im Gehäuse und tritt, mit mehr oder weniger konstanten Temperaturen an den jeweiligen Lüftern, aus (bei konstanter Leistung des Systems). Somit müßte, rein theoretisch, ein rein luftgekühltes System mit einem hohen Luftdurchsatz (höher als bei Wakü, da der Airflow nicht durch die Lamellen der Radiatoren beeinträchtigt wird), doch eine geringere Temperatur der Abluft aufweisen, als ein auch von den Lüftern her identisches Wakü System.

Wenn man nach den Bildern in Wakü-Bereichen der einschlägigen Foren geht, ist das HAF 935 ein absoluter Exot und wird sehr selten verwendet. Wurde mit Sicherheit auch lange nicht so häufig verkauft wie z. B.das TJ07. Nichts desto trotz wäre es in der Tat gut geeignet, um eine Wakü ohne störenden Abwärmeeinflüsse zu realisieren. Ob ein HAF 935 allerdings besser aussieht als ein TJ07 ist natürlich Geschmackssache - die Mehrheit dürfte das genau anders herum beurteilen . Das TJ07 ist nicht umsonst DER Klassiker unter den Wakü-Gehäusen. Das HAF 935 hätte im Prinzip ein Nachfolger des Stacker werden können, aber beim Design hat man offenbar nicht ganz den Geschmack der meisten Nutzer solcher Großgehäuse getroffen. Ich persönlich fand das Konzept auch gut, auch wenn mir die Optik ebenfalls nicht sonderlich zusagt. Leider hat sich das Modulare Konzept auch bei anderen Gehäusen nicht durchgesetzt. Wahrscheinlich wäre man beim HAF 935 mit einem optisch etwas cleaner gehaltenen Design und mit weniger Kunststoff, aber dafür mit einem Alu-Chassis besser gefahren...

Hm, da hast du recht. Wurde wohl nur eine kleiner Serie produziert. Edel sieht er auch wirklich nicht aus, aber das hätte mich nicht so gestört, er ist dafür ja schon sehr modular aufgebaut was HDDs und so betrifft. Der Temjin ist definitiv das edlere Gehäuse von der Optik her, aber das kleinere Fenster und der große Optical Bay stören mich etwas. Wenn man unten Radiatoren Verbaut und oben den Optical Bay entfernt, müssen ja die HDDs noch irgendwo hin. Könnte man vielleicht auf der Trennwand zwischen Unten und Oben unterbringen (die man sich vermutlich anfertigen lassen muss, ist aber auch nicht teuer). Aber der Bay und das "kleine" Fenster sind ein Problem, da ich unbedingt ( !!! ) einen Photon 270 AGB verbauen muss und trotzdem auch für längere GPUs Platz haben möchte.

Mein Favorit wäre was hübsches von Caselabs, aber die sind ja leider unverhältnismäßig teuer. Ich habe auch überlegt mir einen Parvum ATX zuzulegen, aber die fehlende magnetische Abschirmung, laute Lüfteröffnungen und fehlende HDD Entkopplung haben mich beim dem Preis dann doch abgeschreckt.

Die Temperaturunterschiede im Kreislauf hängen ausschließlich von den Faktoren: Wärmeleistung und Durchfluss ab.
Bei 400W Heizleistung kann man von min. 360W im Wasser ausgehen. Nimmt man nun einen kühltechnisch gut ausreichenden Durchfluss von 60l/h an, ergibt sich beim Einsatz von Wasser ohne Zusätze ein maximales ΔT des Wassers im gesamten Kreislauf von 5,17K. Kommen gute Kühler und evtl. Wasserzusätze hinzu kann es minimal höher sein, wird aber im Regelfall unter 6K bleiben. Diese Temperaturdifferenz kann man in etwa flächenmäßig auf die eingebunden Radiatoren aufteilen.
Ist der Durchfluss höher sinkt die Temperaturdifferenz im Kreislauf weiter. Die Radiatorfläche hat im Übrigen keinen Einfluss auf die Temperaturdifferenz des Wassers im Kreislauf. Diese wird ausschließlich durch die umgesetzte Leistung, und den Durchfluss bestimmt. Die Wärmekapazität des Wärmeträgers (in unserem Falle Wasser) hat auch Einfluss, ist aber als nahezu konstant im relevanten Temperaturbereich anzusehen. Auf die Gesamt-Kühlleistung hat eine höhere Temperaturdifferenz im Wasser jedoch keinen Einfluss. Relevant ist für die Kühlleistung ist die Mitteltemperatur des Wassers und diese ändert sich nicht mit der Temperaturdifferenz, sondern würde sich nur durch mehr oder weniger Fläche bzw. bessere oder schlechtere Belüftung ändern.

Wenn ich das richtig verstehe, dann nimmt unter normalen Umständen die Temperatur des Wassers nie mehr als 6 Grad zu durch die Kühlblöcke. Also kann ich im besten Fall mit 3 bis 4 Grad niedrigerer Temperatur beim zweiten Radiator rechnen. Bzw wahrscheinlich weniger, da bei mir weniger als 360W im Wasser sein werden. Das ist in der Tat nicht viel.

Mit Radiatoren kühlst du die Luft grundsätzlich nicht sondern heizt sie auf . Schätze da hast du dich vertippt. Gehäuselüfter transportieren hingegen Luft mit Raumtemperatur ins Gehäuse, das ist prinzipiell vorteilhaft für die Innentemperatur im Gehäuse - egal, ob zusätzlich Warmluft von Radiatoren eingeblasen wird oder nicht. Die Mischtemperatur wird durch Gehäuselüfter niedriger. Solange man zugunsten von Gehäuselüftern nicht an Radiatorfläche verliert, haben auch die wassergekühlten Bauteile dadurch auch keinen Nachteil. Das ist aber allgemein der Fall. Wie dein Kühlkonzept nun allerdings konkret aussieht erschließt sich mir noch nicht so ganz.

Nein, nur etwas schwammig ausgedrückt Ich meinte, dass die Luft die durch den zweiten Radiator über die GPU strömt, ja quasi durch die Existenz des ersten Radiators schon "vorgekühlt" wurde. Sie ist natürlich immer noch wärmer als normal.

Also die minimal Version meines Kühlkonzeptes wäre nur ein Radiator, entweder in der gesamten Front oder oben im Gehäuse, der die CPU kühlt. GPU bleibt erst mal luftgekühlt.

Oben verbaut wäre Unsinn, da die GPU mit fast 300W die Ambient Temperatur im Gehäuse mächtig steigen lässt.

Den einzigen Radiator stattdessen in der Front verbaut ergeben sich zwei Probleme. Zum einen, kann der unterste Front Lüfter nicht mehr ungehindert Druck machen, um die GPU mit Frischluft zu versorgen und zu verhindern dass diese ihre eigene Abluft wieder ansaugt (heisse Luft tritt bei ihr seitlich aus). Zum anderen ist die Luft die durch den Radiator zur GPU strömt schon vorgewärmt.

Also mache ich den vorderen Radiator eine Nummer kleiner und verbaue zusätzlich einen Radiator oben im Gehäuse. So reduziert sich die Temperatur der Luft die durch den Front Radiator ins Gehäuse strömt, die Kühlung der CPU wird nicht von der Abluft der GPU beeinträchtigt und ich kann einen Front Lüfter ungehindert die GPU mit Frischluft versorgen lassen. Außerdem kann ich jederzeit eine GPU nachträglich in die Wakü einbinden, ohne dass ich nachrüsten muß.

Nein, du schriebst, dass sich das ΔT Wasser - Luft durch einen Anstieg der Raumtemperatur erhöhen würde. Das ist nicht der Fall! Das ΔT Wasser - Luft bleibt wie gesagt im Rahmen geringer Abweichungen durch die Stoffeigenschaften gleich. Deshalb steigt die Wassertemperatur in ähnlichem Maße wie die Raumtemperatur, wenn sich an Radiatorgröße und Belüftung nichts ändert. Mit der Wassertemperatur steigt aber natürlich auch die CPU-Temperatur.

Nicht ganz. Ich schrieb "das best erreichbare Delta T", da habe ich mich wohl wieder etwas schwammig ausgedrückt. Mit dem best erreichbaren Delta T meinte ich quasi die niedrigste Temperatur die das Wasser durch Kühlung erreichen kann, bei der jeweiligen Ambient Temperatur. Kann man sicher auch unkomplizierter ausdrücken

Auf die Gesamtleistung betrachtet sind diese Effekt wie gesagt gering. Einen Wasserkühler innerhalb seiner üblichen Einsatzdauer durch die Stromeinsparung aufgrund der geringen Temperatur zu finanzieren dürfte äußerst schwierig werden - zumal die Hardware in einem normalen privat genutzten System die überwiegende Zeit idlet - selbst bei Leuten die verhältnismäßig viel zocken.

Stimmt, aber die Lüfter laufen dadurch kostenlos

Korrekt! Die Leistung ist wie gesagt nicht die Ergebnisgröße, sondern die Temperatur.


Wenn du Ausgleichen im Sinne dessen meinst, dass du die gleiche Wasser- und damit Hardwaretemperatur erreichen willst, in dem du im Fall eines Anstiegs der Raumtemperatur die Lüfter hoch drehst, ist das nicht ganz korrekt, denn das ΔT Wasser - Luft lässt sich nicht linear durch eine Erhöhung des Luftstroms senken. Es bleibt auch bei extremen Luftströmen ein gewisses ΔT Wasser - Luft erhalten. Die Temperaturdifferenz lässt sich durch den Luftstrom auch bei extremen Mengen nicht auf Null reduzieren. Auch über die Fläche ist das nicht erreichbar. Für ein ΔT Wasser - Luft von Null wäre eine unendlich großer Radiatorfläche notwendig. Grundsätzlich kann man aber je nach Ausgangsniveau der Lüfterdrehzahl die Wasser- und damit CPU-Temperatur bei einem Anstieg der Raumtemperatur zum Teil kompensieren. Zu 100% geht es grundsätzlich nicht. Wenn die Luft, gegen die gekühlt wird, wärmer wird, werden also auch die wassergekühlten Komponenten etwas wärmer, selbst wenn man die Lüfter auf Orkanstärke stellt. Man kann den Anstieg aber zumindest teilweise durch mehr Luftdurchsatz durch die Radis kompensieren, wenn genügend Drehzahlspielraum in einem erträglichen Lautstärkefenster vorhanden ist.

Hm, einfach mogeln und das Wasser zerstäuben. Ein kleiner Springbrunnen macht auch optisch was her

Wenn die GPU nicht eingebunden ist, spielt die Abwärme der CPU eh keinen nennenswerte Rolle. Allerdings ist eine Wakü ziemlich unsinnig, wenn der größte Wärmeerzeuger nicht davon profitieren darf .

Ich muss zugeben, es ist in erster Linie Spielerei. Meine jetzige GPU werde ich auf keinen Fall einbinden, das lohnt sich bei einer R9 390 einfach nicht, finde ich. Eine 100 Euro Kühlung für eine 350 Euro Karte, da fehlt die Relation, zumal man die Garantie verliert und für die 100 Euro mehr, mehr Leistung kaufen kann als man durch die Kühlung erreicht. Anders sähe es aus, wenn ich die GPU Kühlung wie den CPU Block einfach wiederverwenden könnte und man die GPU wieder in Original Zustand versetzen könnte.

Mir reicht es aber auch erst mal wenn der PC im Desktop Betrieb auch bei hoher CPU Auslastung flüsterleise ist und ich noch ein paar hundert Megahertz rauskitzeln kann ohne die CPU heisslaufen zu lassen (i5 3570k @ 4.2Ghz @ 67 Grad bei 20 Grad Ambient im Moment). Beim Gamen trage ich sowieso geschlossene Kopfhörer (Ultrasone HFI780 / Sennheiser IE8), da ich als Bassfetischist sonst ernsthaften Ärger mit meiner Umwelt riskiere. Insofern ist die GPU Kühlung trotz größerer Hitzeentwicklung für mich erst einmal nicht so wichtig.

Wenn nur die CPU mit Wasser gekühlt gekühlt wird, liegt die Gesamttemperaturdifferenz im Wasserkreislauf für einen Durchfluss von 60l/h bereits nur noch bei 1,44°C. Das ist liegt unterhalb der Schwelle die man nit üblichem Equipment noch sauber auflösen kann (wegen der Messtoleranzen). Um Unterschiede bei der Ablufttemperatur der Radiatoren musst du dir da keinerlei Gedanken machen (müsstest du aber auch mit eingebundener GPU nicht wirklich ). Es hat im Übrigen wenig Sinn einer CPU, die kühltechnisch keinerlei Herausforderung darstellt, viel Radiatorfläche zu gönnen und eine GPU, die viel stärker heizt, mit nur wenig mehr Radifläche zu bedenken. Im Endeffekt zählt natürlich die Gesamt-Radiatorfläche, aber falls dein Ziel sein sollte die niedrige Temperatur der CPU zu halten, nachdem die GPU eingebunden wurde, müsstest du die Radiatorfläche im gleichen Verhältnis wie die Verlustleistungen von CPU und GPU vergrößern. Anderenfalls wird die CPU nach Einbindung der Graka auf jeden Fall etwas wärmer werden - was jedoch auch nicht dramatisch ist .

Hm, das bedeutet also, dass der oben verbaute Radiator im Prinzip wirklich keinerlei Nutzen erfüllen wird, solange noch keine GPU miteingebunden wird, da ich davon ausgehe dass ein 280er Radiator in der Front, einen stark übertakteten 3570k auch alleine halbwegs leise kühlen kann (wenn auch vermutlich nicht lautlos). Den Radiator oben nachzurüsten, ist ja eigentlich kein großer Akt, vielleicht überlege ich mir das nochmal.

Mit was für einer Formel berechnest du diese 1.44 Grad?

"Romanschreiber" ...

 

[VJoe2max]

Das leuchtet mir nicht ganz ein. Der Logik nach würde ich davon ausgehen, dass die Temperatur der Abluft abhängig davon ist, wieviel Watt Wärme von wieviel Kubikmetern Luft abgeführt werden (und der Ambient Temperatur natürlich). Die Luft vermischt sich dann mehr oder weniger gleichmäßig im Gehäuse und tritt, mit mehr oder weniger konstanten Temperaturen an den jeweiligen Lüftern, aus (bei konstanter Leistung des Systems). Somit müßte, rein theoretisch, ein rein luftgekühltes System mit einem hohen Luftdurchsatz (höher als bei Wakü, da der Airflow nicht durch die Lamellen der Radiatoren beeinträchtigt wird), doch eine geringere Temperatur der Abluft aufweisen, als ein auch von den Lüftern her identisches Wakü System.

Der Durchsatz ist bei Luftkühlern in der Regel deutlich kleiner - selbst bei hohen Drehzahlen. Grund ist vor allem die größere Eintrittsfläche (ohne diese hat eine Wakü allgemein wenig Sinn). Zum Einen sind es bei Lukü in der Regel kleinere und weniger Lüfter und zum anderen wirken die Lamellen von Luftkühlern genau wie die Lamellen von Radiatoren als Strömungswiderstand. Das nimmt sich gegenüber vielen aktuellen Radiator-Modellen nicht viel. Es gibt auch sehr restriktive Lüftkühler. Der Luftdurchsatz einer gut dimensionierten Wakü ist jedenfalls trotz geringerer Lüfterdrehzahl in der Regel deutlich höher als mit Luftkühlung. Dementsprechend verteilt sich die Wärme auch auf ein größeres Luftvolumen. Hinzu kommt die Tatsache, dass Luftkühler aufgrund ihrer systematisch bedingen Nähe zu Wärmequelle in der Regel als "Miefquirl" arbeiten - also mit mehr oder wendiger stark vorgewärmter Innenluft. Selbst wenn Gehäuselüfter gezielt Außenluft zufächeln, liegt schon am Eintritt des Luftkühlers bereits eine höhere Mischtemperatur vor, wenn es keinen geschlossenen Luftkanal direkt von außen bis zum Lüfter gibt. Direkte Außenluftnutzung ist mit Lukü in den seltensten Fällen problemlos möglich. Früher gab es dafür zwar eine Zeit lang bei vielen Gehäusen Lufttunnel für Top-Blower-CPU Kühler, aber aufgrund deren vergleichsweise geringer Kühlfläche verlagert sich der Luftkühlerbau zusehend zu Towerkühklern, die bauartbedingt jedoch nur selten mit Lufttunneln bedacht wurden. Hitzestaus bei der Abströmung (Umlenkung in den Kühlern oder an der Hardware selbst) tun ihr Übriges dazu, dass Luftkühler in Punkto Durchsatz in der Regel deutlich schlechter dastehen und daher in de Regel deutlich höhere Lufttemperaturen abliefern als Radiatoren.

... Aber der Bay und das "kleine" Fenster sind ein Problem, da ich unbedingt ( !!! ) einen Photon 270 AGB verbauen muss und trotzdem auch für längere GPUs Platz haben möchte.

Fenster kann man ja vergrößern . Der Leuchteffekt in dem AB ist ganz hübsch, und sogar ein Echtglas-AB wenn ich das richtig sehe!? Von der Konstruktion mit der einseitigen Einspannung vllt. nicht ganz optimal aber auf jeden Fall ein Hingucker. Sobald sie zu haben sind, werd ich mich jedenfalls mal an der Beleuchtung eines HK Tube versuchen (ebenfalls Echtglas, aber ein mechanisch soliderer Aufbau).

Nein, nur etwas schwammig ausgedrückt Ich meinte, dass die Luft die durch den zweiten Radiator über die GPU strömt, ja quasi durch die Existenz des ersten Radiators schon "vorgekühlt" wurde. Sie ist natürlich immer noch wärmer als normal.

Naja vorgekühlt wird die Luft aber definitiv nicht - sie wird allenfalls vllt. ca. ein halbes Grad weniger warm, als sie es sonst würde. In jedem Fall ist der GPU das aber herzlich egal, denn die Abwärme der CPU führt einfach nicht zu einer nennenswerten Aufheizung. Dafür ist sowohl die Leistung und damit das Temperaturniveau, wie auch die Temperaturdifferenz im Wasser viel zu gering.

Oben verbaut wäre Unsinn, da die GPU mit fast 300W die Ambient Temperatur im Gehäuse mächtig steigen lässt.

Wie gesagt - schon der Hauch eines aktiven Luftzugs durch drehende Lüfter macht jede Überlegung hinsichtlich Konvektion in der Praxis überflüssig. Konvektion spielt in einem aktiv belüfteten System einfach keine messbare Rolle .

Den einzigen Radiator stattdessen in der Front verbaut ergeben sich zwei Probleme. Zum einen, kann der unterste Front Lüfter nicht mehr ungehindert Druck machen, um die GPU mit Frischluft zu versorgen und zu verhindern dass diese ihre eigene Abluft wieder ansaugt (heisse Luft tritt bei ihr seitlich aus). Zum anderen ist die Luft die durch den Radiator zur GPU strömt schon vorgewärmt.

So gezielt läuft das im Gehäuse so oder so nicht ab. Das vermischt sich da drin alles sehr zügig. Durch Wärmestrahlung wird zudem ein kleiner Teil der Wärme auch ohne Luftbewegung übertragen. Von daher lohnt es sich in der Regel nicht wesentlich mit Gehäuselüftern auf irgendwas zu zielen, wenn man den Luftstrom nicht bis zum erreichen des Zielkühlers vom restlichen Innenraum trennt.

Nicht ganz. Ich schrieb "das best erreichbare Delta T", da habe ich mich wohl wieder etwas schwammig ausgedrückt. Mit dem best erreichbaren Delta T meinte ich quasi die niedrigste Temperatur die das Wasser durch Kühlung erreichen kann, bei der jeweiligen Ambient Temperatur. Kann man sicher auch unkomplizierter ausdrücken

Kann man - aber dieser Grenzwert ist wie gesagt ohnehin nicht annähernd erreichbar.

Stimmt, aber die Lüfter laufen dadurch kostenlos

Das könnte vllt. aufgehen. Ein wirklich gutes ein Argument für die Ausgaben dürfte das aber wohl nicht sein .

Hm, einfach mogeln und das Wasser zerstäuben. Ein kleiner Springbrunnen macht auch optisch was her

Du wirst lachen - früher nannte man das Bong-Kühlung und das wurde in der Anfangszeit der Wakü-Szene gar nicht so selten praktiziert - nur die Schimmel- und Bakterien-Biotope die solche nicht geschlossenen Verdampfungs-Kühlungen in Wakü und Wohnung erzeugten, waren dann doch eher weniger begehrt, was der Methode recht schnell den Reiz nahm .

Ich muss zugeben, es ist in erster Linie Spielerei. Meine jetzige GPU werde ich auf keinen Fall einbinden, das lohnt sich bei einer R9 390 einfach nicht, finde ich. Eine 100 Euro Kühlung für eine 350 Euro Karte, da fehlt die Relation, zumal man die Garantie verliert und für die 100 Euro mehr, mehr Leistung kaufen kann als man durch die Kühlung erreicht. Anders sähe es aus, wenn ich die GPU Kühlung wie den CPU Block einfach wiederverwenden könnte und man die GPU wieder in Original Zustand versetzen könnte.

Verständlich, aber wenn man auch die Graka-Kühlung als Spielerei sieht, liegt auch das im Rahmen . Letztlich ist ein PC mit schneller Graka und schneller CPU ohnehin Spielerei, wenn die Hardware nicht gerade zum Rechnen seriöser Anwendungen verwendet wird.

Mit was für einer Formel berechnest du diese 1.44 Grad?

 

[sunToxx]

Fenster kann man ja vergrößern . Der Leuchteffekt in dem AB ist ganz hübsch, und sogar ein Echtglas-AB wenn ich das richtig sehe!? Von der Konstruktion mit der einseitigen Einspannung vllt. nicht ganz optimal aber auf jeden Fall ein Hingucker. Sobald sie zu haben sind, werd ich mich jedenfalls mal an der Beleuchtung eines HK Tube versuchen (ebenfalls Echtglas, aber ein mechanisch soliderer Aufbau).

Über Fenster vergrößern habe ich auch schon nachgedacht, allerdings sind meine Möglichkeiten zuhause zu modden sehr begrenzt. Hier eine Ecke vom Blech weg mit dem Dremel, da ein zwei Löcher, das ist kein großes Problem. Eine richtige Werkstatt steht mir aber leider nicht zur Verfügung.

Ich werde mir vermutlich ein zwei eloxierte Alu Teile anfertigen und zuschicken lassen, um den Filter von Aquacomputer zu verbauen und vielleicht auch um den High Flow Meter am Boden aber nicht als tiefsten Punkt zu verbauen, das kostet ja nicht viel und ist einfach. Eine Scheibe optisch ansprechend auf ein edles Alu Gehäuse zu verpflanzen hingegen, stelle ich mir schon erheblich anspruchsvoller vor.

Ich hatte auch überlegt mir den Corsair 900D zu holen und selbst den Optical Bay heraus zu operieren, aber leider flattert der Mainboardtray ohne diesen Support so sehr, dass man ihn durch etwas anderes ersetzen muß und man muss sowieso etwas machen um das riesige dadurch entstehende Loch zu verdecken. Leider ein zu großes Projekt für mich zuhause. Zumal ich dann als nächstes vermutlich einen größeren Schreibtisch brauche würde

Ja, der Photon ist aus Borosilikat Glas meine ich. Von der Handhabung (Befüllen) und Montage her nicht wirklich angenehm, aber halt ziemlich cool.

HK Tube? Ich gehe mal davon aus, dass du nicht von Röhrenverstärkern sprichst. Hast du einen Link?

Wie gesagt - schon der Hauch eines aktiven Luftzugs durch drehende Lüfter macht jede Überlegung hinsichtlich Konvektion in der Praxis überflüssig. Konvektion spielt in einem aktiv belüfteten System einfach keine messbare Rolle .

Dabei dachte ich weniger an Konvektion, sondern daran dass der obere Radiator ein Exhaust sein muß, wenn man den Airflow für die GPU optimieren möchte. (Aufgrund des Aufbaus des Gehäuses mit Lüftern vorne und vielen Luftdurchlässen hinten)

So gezielt läuft das im Gehäuse so oder so nicht ab. Das vermischt sich da drin alles sehr zügig. Durch Wärmestrahlung wird zudem ein kleiner Teil der Wärme auch ohne Luftbewegung übertragen. Von daher lohnt es sich in der Regel nicht wesentlich mit Gehäuselüftern auf irgendwas zu zielen, wenn man den Luftstrom nicht bis zum erreichen des Zielkühlers vom restlichen Innenraum trennt.

Das stimmt schon. Aber zum einen haben die Lüfter in der Front des DB900 kein Mesh das sie stört und zum anderen ist meine GPU selbst ihr größter Feind. Es ist mir schleierhaft, warum GPU Hersteller immer noch nicht auf die Idee gekommen sind, die seitlich austretende heiße Luft leicht nach oben abzulenken. Von mir aus mit einem optionalen Stück Plastik. Stattdessen tritt es komplett horizontal aus, wird gegen die Außenwand des Gehäuses gedrückt und bildet so nach oben und unten Wirbel. Wenn Konvektion so irrelevant ist wie du sagst, bedeutet das ja dass die GPU tatsächlich sogar bis zu 50% ihrer heißen Abluft wieder einsaugt, im ungünstigsten Fall.

Es geht also hauptsächlich darum, unterhalb der GPU einen Überdruck zu erzeugen und die Hitze so gut wie möglich abzuführen. Ein ganz unten in der Front verbauter, komplett freiliegender 140mm Noctua NF A14 indu 2000 sollte das hinkriegen. Wenn der loslegt steigt oder sinkt das Barometer je nachdem auf welcher Seite man steht

Ich werde das Problem dadurch angehen dass der untere Front Lüfter auf einem eigenen Kanal läuft, der sich nach der GPU Temperatur richtet und höhere Leistung zur Verfügung stellt als für die anderen Lüfter. Er wird wie gesagt weder von einem Mesh noch von einem Radiator behindert (nur von einem klitzekleinen 690ml Reservoir xD). Mein Ziel ist es im unteren Gehäusebereich so viel Druck aufzubauen, dass die Abluft der GPU nach hinten und oben weggedrängt wird und sie so wenig wie möglich ihre eigene Abluft wieder ansaugen kann. Ich denke, das läßt sich bewerkstelligen, insbesondere da das DB900 das Netzteil nach Innen hin versetzt hat und so mehr offene Fläche an der Gehäuserückwand zur Verfügung steht.

Ich habe das Problem bisher immer durch Modelle mit Radial Lüftern umgangen, aber die sind mir mittlerweile einfach zu laut.

Du wirst lachen - früher nannte man das Bong-Kühlung und das wurde in der Anfangszeit der Wakü-Szene gar nicht so selten praktiziert - nur die Schimmel- und Bakterien-Biotope die solche nicht geschlossenen Verdampfungs-Kühlungen in Wakü und Wohnung erzeugten, waren dann doch eher weniger begehrt, was der Methode recht schnell den Reiz nahm .

Na dann auf den Balkon und das Wasser mit Aktivkohle filtern oder per Elektromagnetischem Ventil das Wasser jede Nacht vollautomatisch abfließen lassen Am coolsten wäre natürlich wenn man direkt neben einem Fluß oder See wohnt.

Verständlich, aber wenn man auch die Graka-Kühlung als Spielerei sieht, liegt auch das im Rahmen . Letztlich ist ein PC mit schneller Graka und schneller CPU ohnehin Spielerei, wenn die Hardware nicht gerade zum Rechnen seriöser Anwendungen verwendet wird.

Naja, wie gesagt, solange man mit dem gleichen Einsatz mehr Leistung durch den Kauf einer größeren GPU bekommt und das ohne Verlust der Garantie, würde ich es nicht machen da während des Gamens die Lautstärke nicht ganz so wichtig ist. Meine jetzige Karte habe ich erst vor kurzem gekauft, da meine GTX 570 den Geist aufgegeben hat. Die Leistung war so beeindruckend, dass ich mir daraufhin einen XL2730Z WQHD Monitor zugelegt habe, allerdings spiele ich jetzt schon wieder mit dem Gedanken, dass ich bald vielleicht doch ein wenig mehr Leistung bei der Auflösung brauchen könnte Daher macht es einfach keinen Sinn 100 Euro für das Kühlen der MSI R9 390 auszugeben, wenn ich die Kühler nicht wiederverwenden kann und die Karte nicht wieder in Originalzustand versetzen kann. Beides müßte in diesem Fall gegeben sein, dann würde ich es mir nochmal überlegen.

Was setzt man in diesem Fall in die Unterformel für die spezifische Wärmekapazität ein?

 

[sunToxx]

Ah, Heatkiller Reservoir Tubes meinst du. Die sehen wirklich gut aus. Vielleicht kann man da auf die Innenseite der hinteren Stützträger RGB strips aufbringen, das könnte gut aussehen. Oder willst du etwas im Reservoir selbst versenken?

- - - Updated - - -

Ich hatte überlegt in den Photon, statt der normalen einzelnen LED, etwas in dieser Art einzuführen

http://www.llv-shop.de/led-strips/e...lm/m-bei-9-6w/m-24v-warmweiss-smd-3528-strips

Leider ist dieser 24 Volt und funktioniert wahrscheinlich nicht am Aquaero. In 5mm scheint es nur sehr wenige zu geben und da das Loch am Photon 5mm ist kriegt man größeres vermutlich nicht rein, es sei den es ist sehr flexibel oder läßt sich seitlich beschneiden. In RGB habe ich leider gar nichts gefunden.