Ob es hier ratsam ist ein geschlossenes Gehäuse zu verwenden, kannst du ja wie gesagt, mit Messungen herausfinden. Du misst einfach an allen kritischen Stellen( Bauteilen) die Temperatur. Vielleicht ergibt sich ja schon bei normaler Konfiguration, dass die Temperaturen total unkritisch sind. Ich denke das alle anderen Bauteile, bis auf den Prozessor, geringe einstellige Wärmeströme in [W] abgeben.
Folgendes Rechenbeispiel:
Nehmen wir an du bringst eine Leistung von 50W in dein System ein. Sagen wir jetzt mal deine PSU arbeitet bei der abgegebenen Leistung mit 80% Wirkungsgrad. Es fällt also an der PSU ein Wärmestrom von 10W an. 40W Leistung kommt nun also aus der PSU. Nehmen wir an 50% davon gehen an den Prozessor. Dieser gibt nun einen Wärmestrom von 20W ab. An allen anderen Bauteile zusammen fällt also jetzt ein Wärmestrom von 20W an. Sagen wir der Ram gibt pro Modul 3W ab. Ich nehme jetzt einfach mal an, dass du zwei Riegel drin hast. Am Speicher fällt vielleicht auch nochmal 4W ab und auf dem restlichen Board etc. noch einmal 10W. Hört sich zunächst erstmal nicht so kritisch an.
PSU: 10W
Prozessor: 20W
Ram je 3W: 6W
Speicher: 4W
restliches Board etc: 10W
Also müsstest du z.B. für den Prozessor Maßnahmen ergreifen, wie einen Heatsink mit Heatpipes welche an die Außenwände des Gehäuses geführt werden. Problem bei der PSU könnte sein, da es weit entfernt von der Nennlast arbeitet und die Effizienz dann eher schlecht ist. Hier könnte man möglicherweise auf eine kleinere PSU zurückreifen. Andere Lösung könnte sein, die Fläche an der die meiste Wärme anfällt zu vergrößern, indem man einen Kühlkörper daran anbringt. Alle anderen Bauteile sind möglicherweise unkritisch. Dies könnte man wie gesagt mit Temperaturmessungen bestätigen. Hier kommt es halt drauf an, ob du einen solchen Aufwand betreiben willst.
Wenn man so etwas angehen möchte, sollte man sich zunächst einmal die Gesetzmäßigkeiten klar machen. Folgendermaßen lässt sich ein stationärer Wärmestrom berechnen:
Wärmestrom = Fläche * Wärmedurchgangskoeffizient * Temperaturdifferenz
Prinzipiell sieht man, das die Größe des Wärmestroms von der Temperaturdifferenz abhängig ist. Desto größer die Differenz desto größer der Wärmestrom. Die maximale Differenz ist durch die maximale Betriebstemperatur deiner Bauteile vorgeben. An dieser Stellschraube kannst du prinzipiell erstmal nicht drehen.
Zum anderen ist die Größe des Wärmestroms von der Wärme abgebenden Fläche abhängig, wird diese bei gleiche bleibendem Wärmestrom vergrößert, wird die Temperaturdifferenz kleiner. Deshalb setzt man Kühlkörper mit Kühlrippen ein, da diese eine sehr große Fläche haben.
Im Wärmedurchgangskoeffizienten werden mehrere Einflüsse zusammengefasst. Diese Größe kann man sich wie folgt vorstellen: In einem Stromkreis hängt der fließende Strom bei gleichbleibender Spannung vom Widerstand ab. Die Spannung kann man sich als Temperaturdifferenz vorstellen, den Strom als Wärmestrom. Der Widerstand ist der Kehrwert des Wärmedurchgangskoeffizienten im Strom-Spannungs-Vergleich also die Leitfähigkeit. Wird der Widerstand verringert, fällt die Spannung welche für den gleichen Strom notwendig ist.
Schaut man sich die Wärmeleitung durch eine Platte an, wird mit dem Wärmedurchgangskoeffizienten die Wärmeleitfähigkeit der Platte sowie deren Dicke berücksichtigt. Wird die Platte dicker, wird für einen konstanten Wärmestrom eine größere Temperaturdifferenz benötigt. Steigt die Wärmeleitfähigkeit der Platte, wird für einen konstanten Wärmestrom eine kleinere Temperaturdifferenz benötigt.
Betrachtet man den Wärmeübergang von einem Körper zu einem Fluid wie Luft, wird mit dem Wärmedurchgangskoeffizienten (betrachtet man diesen Prozess als einzelnen spricht man auch vom Wärmeübergangskoeffizienten) zum Beispiel berücksichtigt, wie hoch die Geschwindigkeit ist, mit dem das Fluid den Körper passiert. Desto höher die Geschwindigkeit, desto geringer wird die benötigte Temperaturdifferenz die für einen konstanten Wärmestrom benötigt wird. Deshalb verbaut man meist Lüfter um diese Geschwindigkeit zu erhöhen.
Muss nun der Wärmestrom durch eine Platte, danach in ein Fluid übergehen, dann wieder auf einen Körper und danach wieder in ein Fluid abgegeben werden(z.B. Transistor->Luft->Gehäusewand->Umgebungsluft), kann man sich dies wie eine Reihenschaltung der einzelnen Vorgänge vorstellen.
Will man nun einen bestimmten Wärmestrom zum Beispiel aus einem Gehäuse abführen, weiß man schon mal an welchen Schrauben man drehen kann, um die Temperaturdifferenz so gering wie nötig zu halten.
Bei Heatpipes macht man sich einen besonderen Effekt von Fluiden zu nutze. Diesen Effekt kann man z.B. in der Küche beobachten, wenn man Kartoffeln kocht. Wenn das Wasser kocht(siedet), hat dies eine konstante Temperatur bis es komplett verdampft ist. Die Siedetemperatur ist vom Druck abhängig. Vereinfacht passiert genau dies in einer Heatpipe. Auf einer Seite wird das Fluid verdampft auf der anderen Seite wieder kondensiert. Zum einen sind die erreichbaren Wärmeübergangskoeffizienten bei Kondensation und Verdampfung vielfach größer als die erreichbaren Wärmeübergangskoeffizienten bei einfacher Umströmung eines Körpers. Zum anderen führt der stattfindende Phasenwechsel(Dampf->Flüssigkeit, Flüssigkeit->Dampf) dazu, dass die Temperatur über die Heatpipe näherungsweise konstant ist. Hier ist, trotz dem ein Wärmestrom in der Heatpipe fließt, garkeine Temperaturdifferenz nötig. Das ist der große Vorteil von Heatpipes und führt(unter anderem) dazu, das die 'Wämeleitfähigkeit' vielfach über der von einfachem Kupfer liegt.
Mit dem letzten Absatz möchte ich auch sagen, dass möglicherweise die Heatpipe in deinem Gehäuse garkeine Wärme mehr an die Luft im Gehäuse abgibt sondern noch welche aufnimmt.
Hier gilt aber, die Kette ist nur so Stark, wie ihr schwächstes Glied. Ermöglichst du der Heatpipe an der Wand des Gehäuses durch nicht ausreichende Kühlkörperfläche keine ausreichende Wärmeabgabe, bringt dir die beste Wärmeleitfähigkeit nichts.
Ich hoffe dieser kleine Einblick, falls noch nicht bekannt, hilft dir bei deiner Umsetzung.
