Radical_53
[printed]-Redakteur
Viele Leute haben eine Wasserkühlung, und oft hört man Fragen, warum der Kreislauf nicht funktioniert wie er soll. Trotz guter Komponenten stimmt die Leistung nicht, aber für all das gibt es meist eine plausible Erklärung und das Problem kann gelöst werden.
Kreislauf-Optimierung
Beim Aufbau eines Kreislaufs kann man grobe Fehler vermeiden und die Leistung verbessern, wenn man ein paar Punkte beachtet.
1. Kurze Schlauchlängen & Schlauchgröße
So kurz wie möglich, so lang wie nötig. Möglichst vorher die beste "Route" suchen, um so wenig Schlauch wie möglich zu verbauen. Dabei allerdings mit der Einschränkung, auch so wenige Winkel wie möglich oder bestenfalls gar keine Winkel zu verwenden. Also legt man eher einen etwas längeren Bogen statt Winkel einzusetzen, da der Widerstand so geringer wäre. Besonders extrem ist dieser Umstand bei 1/8" Winkeln, wo z.B. bei einem Anschluß für 10/8mm Schläuche der Durchmesser im Anschluß auf unter 4mm zurück geht (entsprechend negativ ist dann der Einfluß auf den Widerstand). Zudem sollte im gesamten Kreislauf ein einheitlicher Durchmesser der Schläuche und Anschlüsse sein, d.h. nur eine Schlauchgröße und möglichst nur eine Anschlußgröße verwenden (hier ist der Innendurchmesser entscheidend!). Anmerkung hierzu: Den Schlauch zwischen AB und Pumpe kann man wahlweise auch größer wählen als den Rest.
Wichtig ist, daß man nicht mitten im Kreislauf z.B. auf eine kleinere Schlauchgröße wechselt.
Der Sinn dahinter: Jedes Stück Schlauch ist ein Widerstand. Je geringer der Widerstand, desto mehr Leistung, welche die Pumpe zur Verfügung stellt, bleibt für die Kühler übrig. Wenn sie im Schlauch "verpufft", bewirkt sie keinen positiven Effekt auf die Kühlleistung.
In dasselbe Horn bläst auch der Faktor Schlauchgröße. Zu kleiner Schlauch stellt einen höheren Widerstand dar als großer Schlauch. Drum sollte man den Schlauch groß genug wählen, möglichst passend zu den Komponenten. So hat beispielsweise eine Komponenten mit 1/4" Gewinde einen Maximal-Durchmesser von ca. 10mm bei entsprechenden Anschlüssen, viel größerer Schlauch würde also keinen nennenswerten Vorteil bringen. Empfehlenswert sind Schläuche mit 8mm Innendurchmesser oder 11mm Innendurchmesser, um eine optimale Leistung der Komponenten zu erzielen.
2. Lüftermontage
Ob man die Lüfter saugend oder blasend montiert, und welches die bessere Leistung bringt, hängt stark vom Aufbau ab. Hier sollte man sich auf jeden Fall die Zeit lassen, beide Varianten auszuprobieren und zu testen. Ob sich eine bessere Leistung ergibt, wenn die Luft ins Case oder aus dem Case transportiert wird, hängt auch vom Aufbau ab. Bei einem sehr großen Gehäuse ist es oft kein Nachteil, die warme Luft aus dem Gehäuse zu befördern, bei einem kleinen Gehäuse jedoch sollte man stets die Lüfter so einbauen, dass sie kühle Raumluft ins Gehäuse befördern.
Sind die Lüfter auf der zum Gehäuseinneren zeigenden Seite verbaut wird zudem meist die Lautstärke noch etwas reduziert, da der Schall noch den Radiator als Hindernis zu überwinden hat.
3. Platzverhältnisse
Im Ansaugbereich der Lüfter sollte ein Mindestmaß an Platz sein, daß diese ungehindert Luft bekommen und abgeben können. Z.T. gibt es dabei gravierende Unterschiede, daher sollte er mindestens 5-8cm Abstand zum nächsten Bauteil haben (bei Montage des Radiators im Deckel wäre dann der Abstand zu einem nächsthöheren Gegenstand wie einem Tisch und einem nächstniedrigeren Gegenstand wie Netzteil oder Laufwerke ausschlaggebend). Zu geringer Abstand erhöht nicht nur die empfundene Lautstärke, sondern verschlechtert eben auch z.T. deutlich die Leistung.
Ob der Radiator in der Leistung beeinflußt wird kann man oft auch leicht selbst heraus finden: Wenn z.B. die nächste Komponente unter dem Radiator ein DVD-Laufwerk (oder mehrere) ist, kann man diese versuchsweise ausbauen, die offenen Slots schließen und dann die Leistung zu vorher vergleichen. Dasselbe für die andere Seite, z.B. ein normal unter dem Schreibtisch stehendes Gehäuse soweit vorziehen, daß die Tischplatte nicht mehr über den Lüftern ist.
4. Richtung
Das Wasser sollte jeweils möglichst geradlinig in eine Richtung laufen. Also entweder hoch, oder runter, keine lustigen "Loopings" oder Ähnliches einbauen. Z.B. läßt man das Wasser auf einer Seite nur aufsteigen (bis zum höchsten Punkt), von da sollte die Höhendifferenz zum jeweils nächsten Punkt immer in eine Richtung gehen (dann z.B. immer ein Stück weiter nach unten).
Hat man beispielsweise einen „normalen“ Kreislauf, wo der Radiator im Deckel verbaut ist und die Pumpe am Boden, CPU als höchster Punkt auf dem Board mit darunter liegender Northbridge und Grafikkarte, so hätte man zwei Varianten zur Auswahl. Entweder pumpt man das Wasser von der Pumpe ausgehend erst in den Radiator und lässt es dann zur CPU, danach zur Northbridge und Grafikkarte fließen, von dort zurück zum Ausgleichsbehälter und danach zur Pumpe, oder eben in die andere Richtung, also von der Pumpe zur Grafikkarte, dann Northbridge, CPU, Radiator und zurück zum Ausgleichsbehälter.
Es geht hierbei darum, wie auch bei der Verschlauchung und der Vermeidung von Winkeln, die Pumpe so wenig wie möglich durch andere Umstände außer den Kühlern zu belasten, um ihre Leistung in einen größtmöglichen Durchfluß und damit in Kühlleistung umzusetzen. Den Durchfluß sollten eben möglichst nur die Kühler bremsen, nicht auch der Rest vom Kreislauf.
Jeder Richtungswechsel steht hierbei für einen Energieverlust bzw. Widerstand, den es zu vermeiden gilt. Je weniger man versucht, das Wasser in eine andere Richtung zu leiten, desto geringer ist der daraus resultierende Widerstand.
Daher möglichst nur einmal hoch, einmal runter. Ebenso natürlich die Richtungswechsel links/rechts, wobei hier noch die Richtungsänderung im Kühler zu beachten ist, die dann im Optimalfall oft zu einer Art "Spirale" führt, an der das Wasser vom höchsten Punkt zum niedrigsten geleitet wird.
5. Kühlermontage
Bei der Montage der Kühler gibt es auch einige Tricks und Kniffe, mit denen man die Leistung verbessern kann, bzw. Fehler vermeidet. Zum Einen sollte man vor dem endgültigen Einbau prüfen, ob der Kühler richtig aufliegt und überall ein Abdruck hinterlassen wird, wo einer sein sollte. Hierfür bestreicht man das zu kühlende Element probeweise mit Wärmeleitpaste und legt den Kühler auf. Besonders bei der CPU-Kühler Montage ohne Heatspreader (Aufliegen auf dem Sockel möglich) oder bei Grafikkarten-Komplettkühlern (aufliegen auf dem Spacer um die GPU oder fehlender Kontakt zur GPU wegen zu hohen RAMs) kann das vorherige Testen viel Arbeit ersparen.
Bei der Auswahl der Paste sollte man sich möglichst eine kleine Auswahl herannehmen und selbst testen, mit welcher Paste man die besten Ergebnisse erzielt. Wichtig ist hierbei eine sparsame Anwendung, da die Paste nur kleine Unebenheiten ausgleichen soll. Die Paste transportiert Wärme nur besser als Luft, nicht aber besser als das Kupfer/Aluminium des Kühlers.
Vor der finalen Montage ist es zudem wichtig, beide Flächen richtig zu säubern. Kühler wie Chip sollten sauber, fettfrei und frei von jeglichen Unreinheiten sein. Mit einem fusselfreien Tuch, einem guten Reiniger (z.B. dem Arctiv Silver Cleaner Set, Isopropanol) und einem Spatel zum Auftragen lässt sich das relativ leicht bewerkstelligen. Das ist besonders wichtig, wenn man die Paste wechselt oder wenn vorher ein Wärmeleit-Pad verbaut war.
Beim Anpressdruck des Kühlers ist auch viel Leistung zu holen oder zu verlieren. Ist der Anpressdruck zu niedrig, macht sich das oft durch eine große Differenz der Temperatur zwischen idle und Last-Zustand bemerkbar. Aber auch ein zu hoher Anpressdruck ist schädlich für die Kühlleistung, da ab einem gewissen Punkt der Kühler einfach nicht mehr plan und sauber auf der Fläche aufliegt (der Boden wird dann bauchig, die Mitte des Kühlers berührt den Chip nicht mehr).
Je nach Platzverhältnissen sollte man also die Möglichkeit nutzen, den finalen Anpressdruck im Betrieb zu ermitteln, indem man den Kühler nach und nach fester schraubt und die Temperaturen im Auge behält. So läßt sich der optimale Punkt relativ einfach ermitteln. Die Temperatur sinkt dann bis zu einem gewissen Punkt, weiterer Anpressdruck führt zu höheren Temperaturen.
Soviel zum Aufbau. Jetzt ist der Kreislauf schön verschlaucht, die Lüfter haben genug Platz aber die Leistung stimmt noch immer nicht. Was tun?
Dann kann das Problem in einer ungünstigen Kombination aus gekühlter Hardware und Kühlung liegen. Eine Wasserkühlung bietet sehr viel Leistung, aber zaubern kann sie auch nicht.
Komponenten-Optimierung
1. Grundlegend wird die Leistung einer Wasserkühlung durch die Wahl des Radiators festgelegt.
Um rein eine CPU zu kühlen, je nachdem auch zusätzlich der Chipsatz, reicht ein Single-Radiator für einen 120mm Lüfter oder für einen 80mm Lüfter. Der Radiator für einen 120mm Lüfter hat dann hierbei natürlich mehr Reserve in betracht auf Kühlleistung und Lautstärke wie der Radiator für einen 80mm Lüfter.
Will man zusätzlich eine Grafikkarte kühlen, sollte man einen Dual-Radiator für 2 120mm Lüfter wählen. Dieser bietet für die Kühlung von CPU, Chipsatz und Grafikkarte eine gute Leistung, bei der man auch sehr leise Lüfter verwenden kann.
Für die Kühlung einer CPU mit großer Abwärme (Pentium 4 Prescott, Extreme Edition oder Athlon 64 FX, Clawhammer) und einer großen Grafikkarte (z.B. X800/850, GeForce 6800 GT/Ultra) wäre der Einsatz eines Triple-Radiators für 3 120mm Lüfter angebracht, um eine leise Kühlung mit guten Temperaturen zu gewährleisten.
Kommt zu diesen Komponenten noch eine zweite Grafikkarte, wie bei Nvidia SLI- oder ATI Crossfire-Systemen, hinzu, so muß man meist noch einen Schritt weiter gehen: Hier reichen oft nur die besten Triple Radiatoren aus, um eine gute Kühlleistung zu gewährleisten. Sollte selbst dies nicht genug sein, kommt man um einen weiteren, zusätzlichen Radiator nicht herum, um bessere Temperaturen zu erreichen. Extrem-Varianten, die nur angewendet werden sollten wenn man mit jeglichen normalen Radiatoren das Ziel nicht erreichen kann, wären z.B. Wasserchiller wie die Titan Serie oder extrem große Radiatoren wie der Mora2 von Watercool bzw. der Airplex 1800 von aqua-computer ein Ausweg. Neben den hohen Preisen fällt hier auch der nur noch schwer machbare Transport negativ auf, zudem kommen individuelle Nachteile hinzu (Schlauchadapter und Stromverbrauch bei den Titan, hoher Durchflußwiderstand bei den Riesen-Radiatoren).
Um bei den passiven Radiatoren eine gute Kühlung zu gewährleisten, muß man sehr sorgsam bei der Auswahl der Komponenten wie auch, und vor allem, der Platzierung des Radiators sein. Um die Konvektion nicht zu behindern, sollte an möglichst vielen Seiten Platz zum zirkulieren der Luft sein. Das heißt, man sollte einen passiven Radiator möglichst nicht unter einem Schreibtisch montieren oder den passiv gekühlten PC von allen Seiten zustellen. Zusätzlich ist es wichtig, dass keine weitere Hitzequelle (wie z.B. eine Heizung) direkt in der Nähe ist, oder z.B. dass ein schwarzer passiver Radiator im direkten Sonnenlicht steht.
Die Leistung dieser Radiatoren kann man in etwa auf dem Niveau eines guten Dual-Radiators mit leiser Belüftung ansiedeln, wobei wie gesagt die äußeren Umstände hier entscheidend sein können.
2. Für große Kreisläufe und solche mit restriktiven Kühlern, wie z.B. Düsenkühlern, ist also eine Pumpe mit einer hohen Förderhöhe wie die Laing DDC/DDC+ die erste Wahl, da sie mit ihrem Druck hier keine Probleme bekommt, noch einen ordentlichen Durchfluß zu bewerkstelligen. Sie sorgen dafür, die optimale Leistung aus den Kühlern und Radiatoren zu holen und zeichnen sich zudem durch ein leises Betriebsgeräusch aus. Wichtiges bzw. sinnvolles Upgrade sind hier die Nachrüst-Deckel, wie sie z.B. von Watercool und Alphacool angeboten werden. Sie reduzieren die Lautstärke weiterhin und verbessern die Leistung, wenn man den mittig über dem Rotor liegenden Einlaß nutzt.
Für kleinere Kreisläufe oder solche mit einfacheren Kernkühlern kann man auch guten Gewissens zu Pumpen wie der AP900, Eheim 1046 oder sogar einer Pumpstation greifen, da diese entweder günstiger oder schön einfach und schnell zu montieren sind.
Mit gutem Durchfluß kann man z.T. die Leistung der Kühler verbessern, deutlich zu wenig Durchfluß führt aber quasi in jedem Fall zu einer Reduzierung der Leistung. Hierauf sollte also geachtet werden.
Merke: Die Tips aus der Optimierung beachten. Ein mies aufgebauter Kreislauf kommt auch mit der tollsten Pumpe nicht in Fahrt
3. Bei der Auswahl der Kühler sollte man auch immer überlegen, was man will und was man braucht.
Aktuelle Düsenkühler sind von der Leistung her sehr gut, aber oft nur wenig besser (real) wie ein älterer Kanal- bzw. Kernkühler, zumindest dann wenn es nur um die Beseitigung einer geringen Abwärme geht. So ist es z.B. nicht nötig, den Chipsatz mit einem Düsenkühler zu versehen. Düsenkühler bieten sich eher für CPU- und GPU-Kühlung an, wo sie bei der hohen Abwärme ihre Vorteile ausspielen können.
Je geringer die Verlustleistung, desto geringer sind meist die Kühlleistungsunterschiede die man zwischen verschiedenen Varianten sehen und messen kann. Bei der Auswahl der Kühler sollte man also vorher überlegen, ob eine Komponente stark heizt und wie temperatursensibel sie ist. CPUs z.B. sind sehr sensibel und heizen i.d.R. sehr stark, hier macht ein sehr leistungsfähiger Kühler also Sinn. GPUs heizen oft ähnlich stark, sind aber bei Weitem nicht so temperatursensibel. Für eine optimale Funktion reicht hier also auch ein etwas einfacher gebauter Kühler. Chipsätze heizen sehr wenig, beeinflussen bei zu hoher Temperatur aber stark die Stabilität. Aufgrund der geringen Hitze reicht aber auch hier ein hochwertiger, simpel gestrickter Kühler vollkommen aus.
4. Beim Zubehör gilt wie bei den Kühlern, daß man überlegen sollte was man wirklich braucht. Z.B. sind Durchflusssenoren oder optische Anzeiger zwar hier und da hilfreich, bremsen aber auch den Wasserstrom aus. Dasselbe gilt oft für Filter im System. Beides sollte man also nur verwenden, wenn man es für nötig hält. Z.B. einen Filter nach dem Einbau einer neuen Komponente, um in ihr verbliebene Fertigungsrückstände aus dem Kreislauf zu halten. Oder einen Durchflußmesser, um Probleme oder Unterschiede zwischen verschiedenen Komponenten zu erklären und zu messen.
Beim Ausgleichsbehälter kann man auch verschiedene Wege gehen. Hat man z.B. eine Eheim-Pumpe, lohnt es sich einen gut dimensionierten Aufsteck-AB zu nehmen, da diese einen größeren Ansaugquerschnitt für die Pumpe bieten. Die Pumpe wird weniger ausgebremst und kann ihre Leistung besser entfalten.
Bei den stärkeren Laing Pumpen empfiehlt sich oft, den AB in einem Nebenstrom zu betreiben. Dafür zweigt man den AB aus dem normalen Kreislauf mittels eines T-Stücks ab und nutzt beide Eingänge der Pumpe zum Ansaugen. Ein Eingang kommt dann aus dem normalen Kreislauf (vorzugsweise der mittig über dem Rotor angebrachte Eingang), einer vom AB (hierfür kann man dann den vorderen Eingang nutzen). Das hat den Vorteil, daß im AB weniger Wirbel entstehen, es wird ruhiger und die Wahrscheinlichkeit verringert sich, daß Luft angeaugt wird. Zudem hat man den Vorteil, daß der Durchflußwiderstand ein weiteres Mal gesenkt wird und man bei diesen Pumpen einfacher aufgebaute und kleinere ABs verwenden kann, ohne dadurch Probleme zu bekommen.
5. Luft im System verdirbt die Leistung ganz erheblich. Man sollte also nach dem Einbau sicher stellen, daß jegliche Luft sich nur im AB befindet, nicht in den Kühlern oder im Radiator. Bestenfalls überprüft man dies 3-6 Stunden nach dem ersten Befüllen, da sich viele kleine Lüftbläschen vorher noch im System befinden, jedoch mit der Zeit automatisch lösen.
Durch hin- und herbewegen des Gehäuses kann man oft hören, ob im Radiator noch Luft vorhanden ist. Ein Schwappen oder Glucksen wäre hierbei im Normalfall zu hören. Bei den Komponenten kann man letzte Lufteinschlüsse oft durch Anschnipsen mit dem Finger lösen, wobei man wirklich nur "leicht" schnipsen sollte. Manche Wasserzusätze helfen ebenfalls, kleine und kleinste Lufteinschlüsse zu verhindern bzw. diese zu lösen. Hier empfehlen sich solche Zusätze, die die Oberflächenspannung des Wassers verringern. Water Wetter, oder ganz profan normales Spüli, helfen hier beispielsweise. Als kleiner Hinweis sei noch gesagt, daß man auch bei den Zusätzen die Formel "so viel wie nötig, so wenig wie möglich" anwendet.
Ich hoffe, daß der eine oder andere hiermit seine Probleme eindämmen und/oder beseitigen kann.
Links:
Pro Cooling Artikel über maximierten Durchfluß inkl. Meßwerten z.B. zum Widerstand von Winkelstücken
Xtreme Systems - Einführung in die Wasserkühlung mit grundsätzlichen Empfehlungen
Kreislauf-Optimierung
Beim Aufbau eines Kreislaufs kann man grobe Fehler vermeiden und die Leistung verbessern, wenn man ein paar Punkte beachtet.
1. Kurze Schlauchlängen & Schlauchgröße
So kurz wie möglich, so lang wie nötig. Möglichst vorher die beste "Route" suchen, um so wenig Schlauch wie möglich zu verbauen. Dabei allerdings mit der Einschränkung, auch so wenige Winkel wie möglich oder bestenfalls gar keine Winkel zu verwenden. Also legt man eher einen etwas längeren Bogen statt Winkel einzusetzen, da der Widerstand so geringer wäre. Besonders extrem ist dieser Umstand bei 1/8" Winkeln, wo z.B. bei einem Anschluß für 10/8mm Schläuche der Durchmesser im Anschluß auf unter 4mm zurück geht (entsprechend negativ ist dann der Einfluß auf den Widerstand). Zudem sollte im gesamten Kreislauf ein einheitlicher Durchmesser der Schläuche und Anschlüsse sein, d.h. nur eine Schlauchgröße und möglichst nur eine Anschlußgröße verwenden (hier ist der Innendurchmesser entscheidend!). Anmerkung hierzu: Den Schlauch zwischen AB und Pumpe kann man wahlweise auch größer wählen als den Rest.
Wichtig ist, daß man nicht mitten im Kreislauf z.B. auf eine kleinere Schlauchgröße wechselt.
Der Sinn dahinter: Jedes Stück Schlauch ist ein Widerstand. Je geringer der Widerstand, desto mehr Leistung, welche die Pumpe zur Verfügung stellt, bleibt für die Kühler übrig. Wenn sie im Schlauch "verpufft", bewirkt sie keinen positiven Effekt auf die Kühlleistung.
In dasselbe Horn bläst auch der Faktor Schlauchgröße. Zu kleiner Schlauch stellt einen höheren Widerstand dar als großer Schlauch. Drum sollte man den Schlauch groß genug wählen, möglichst passend zu den Komponenten. So hat beispielsweise eine Komponenten mit 1/4" Gewinde einen Maximal-Durchmesser von ca. 10mm bei entsprechenden Anschlüssen, viel größerer Schlauch würde also keinen nennenswerten Vorteil bringen. Empfehlenswert sind Schläuche mit 8mm Innendurchmesser oder 11mm Innendurchmesser, um eine optimale Leistung der Komponenten zu erzielen.
2. Lüftermontage
Ob man die Lüfter saugend oder blasend montiert, und welches die bessere Leistung bringt, hängt stark vom Aufbau ab. Hier sollte man sich auf jeden Fall die Zeit lassen, beide Varianten auszuprobieren und zu testen. Ob sich eine bessere Leistung ergibt, wenn die Luft ins Case oder aus dem Case transportiert wird, hängt auch vom Aufbau ab. Bei einem sehr großen Gehäuse ist es oft kein Nachteil, die warme Luft aus dem Gehäuse zu befördern, bei einem kleinen Gehäuse jedoch sollte man stets die Lüfter so einbauen, dass sie kühle Raumluft ins Gehäuse befördern.
Sind die Lüfter auf der zum Gehäuseinneren zeigenden Seite verbaut wird zudem meist die Lautstärke noch etwas reduziert, da der Schall noch den Radiator als Hindernis zu überwinden hat.
3. Platzverhältnisse
Im Ansaugbereich der Lüfter sollte ein Mindestmaß an Platz sein, daß diese ungehindert Luft bekommen und abgeben können. Z.T. gibt es dabei gravierende Unterschiede, daher sollte er mindestens 5-8cm Abstand zum nächsten Bauteil haben (bei Montage des Radiators im Deckel wäre dann der Abstand zu einem nächsthöheren Gegenstand wie einem Tisch und einem nächstniedrigeren Gegenstand wie Netzteil oder Laufwerke ausschlaggebend). Zu geringer Abstand erhöht nicht nur die empfundene Lautstärke, sondern verschlechtert eben auch z.T. deutlich die Leistung.
Ob der Radiator in der Leistung beeinflußt wird kann man oft auch leicht selbst heraus finden: Wenn z.B. die nächste Komponente unter dem Radiator ein DVD-Laufwerk (oder mehrere) ist, kann man diese versuchsweise ausbauen, die offenen Slots schließen und dann die Leistung zu vorher vergleichen. Dasselbe für die andere Seite, z.B. ein normal unter dem Schreibtisch stehendes Gehäuse soweit vorziehen, daß die Tischplatte nicht mehr über den Lüftern ist.
4. Richtung
Das Wasser sollte jeweils möglichst geradlinig in eine Richtung laufen. Also entweder hoch, oder runter, keine lustigen "Loopings" oder Ähnliches einbauen. Z.B. läßt man das Wasser auf einer Seite nur aufsteigen (bis zum höchsten Punkt), von da sollte die Höhendifferenz zum jeweils nächsten Punkt immer in eine Richtung gehen (dann z.B. immer ein Stück weiter nach unten).
Hat man beispielsweise einen „normalen“ Kreislauf, wo der Radiator im Deckel verbaut ist und die Pumpe am Boden, CPU als höchster Punkt auf dem Board mit darunter liegender Northbridge und Grafikkarte, so hätte man zwei Varianten zur Auswahl. Entweder pumpt man das Wasser von der Pumpe ausgehend erst in den Radiator und lässt es dann zur CPU, danach zur Northbridge und Grafikkarte fließen, von dort zurück zum Ausgleichsbehälter und danach zur Pumpe, oder eben in die andere Richtung, also von der Pumpe zur Grafikkarte, dann Northbridge, CPU, Radiator und zurück zum Ausgleichsbehälter.
Es geht hierbei darum, wie auch bei der Verschlauchung und der Vermeidung von Winkeln, die Pumpe so wenig wie möglich durch andere Umstände außer den Kühlern zu belasten, um ihre Leistung in einen größtmöglichen Durchfluß und damit in Kühlleistung umzusetzen. Den Durchfluß sollten eben möglichst nur die Kühler bremsen, nicht auch der Rest vom Kreislauf.
Jeder Richtungswechsel steht hierbei für einen Energieverlust bzw. Widerstand, den es zu vermeiden gilt. Je weniger man versucht, das Wasser in eine andere Richtung zu leiten, desto geringer ist der daraus resultierende Widerstand.
Daher möglichst nur einmal hoch, einmal runter. Ebenso natürlich die Richtungswechsel links/rechts, wobei hier noch die Richtungsänderung im Kühler zu beachten ist, die dann im Optimalfall oft zu einer Art "Spirale" führt, an der das Wasser vom höchsten Punkt zum niedrigsten geleitet wird.
5. Kühlermontage
Bei der Montage der Kühler gibt es auch einige Tricks und Kniffe, mit denen man die Leistung verbessern kann, bzw. Fehler vermeidet. Zum Einen sollte man vor dem endgültigen Einbau prüfen, ob der Kühler richtig aufliegt und überall ein Abdruck hinterlassen wird, wo einer sein sollte. Hierfür bestreicht man das zu kühlende Element probeweise mit Wärmeleitpaste und legt den Kühler auf. Besonders bei der CPU-Kühler Montage ohne Heatspreader (Aufliegen auf dem Sockel möglich) oder bei Grafikkarten-Komplettkühlern (aufliegen auf dem Spacer um die GPU oder fehlender Kontakt zur GPU wegen zu hohen RAMs) kann das vorherige Testen viel Arbeit ersparen.
Bei der Auswahl der Paste sollte man sich möglichst eine kleine Auswahl herannehmen und selbst testen, mit welcher Paste man die besten Ergebnisse erzielt. Wichtig ist hierbei eine sparsame Anwendung, da die Paste nur kleine Unebenheiten ausgleichen soll. Die Paste transportiert Wärme nur besser als Luft, nicht aber besser als das Kupfer/Aluminium des Kühlers.
Vor der finalen Montage ist es zudem wichtig, beide Flächen richtig zu säubern. Kühler wie Chip sollten sauber, fettfrei und frei von jeglichen Unreinheiten sein. Mit einem fusselfreien Tuch, einem guten Reiniger (z.B. dem Arctiv Silver Cleaner Set, Isopropanol) und einem Spatel zum Auftragen lässt sich das relativ leicht bewerkstelligen. Das ist besonders wichtig, wenn man die Paste wechselt oder wenn vorher ein Wärmeleit-Pad verbaut war.
Beim Anpressdruck des Kühlers ist auch viel Leistung zu holen oder zu verlieren. Ist der Anpressdruck zu niedrig, macht sich das oft durch eine große Differenz der Temperatur zwischen idle und Last-Zustand bemerkbar. Aber auch ein zu hoher Anpressdruck ist schädlich für die Kühlleistung, da ab einem gewissen Punkt der Kühler einfach nicht mehr plan und sauber auf der Fläche aufliegt (der Boden wird dann bauchig, die Mitte des Kühlers berührt den Chip nicht mehr).
Je nach Platzverhältnissen sollte man also die Möglichkeit nutzen, den finalen Anpressdruck im Betrieb zu ermitteln, indem man den Kühler nach und nach fester schraubt und die Temperaturen im Auge behält. So läßt sich der optimale Punkt relativ einfach ermitteln. Die Temperatur sinkt dann bis zu einem gewissen Punkt, weiterer Anpressdruck führt zu höheren Temperaturen.
Soviel zum Aufbau. Jetzt ist der Kreislauf schön verschlaucht, die Lüfter haben genug Platz aber die Leistung stimmt noch immer nicht. Was tun?
Dann kann das Problem in einer ungünstigen Kombination aus gekühlter Hardware und Kühlung liegen. Eine Wasserkühlung bietet sehr viel Leistung, aber zaubern kann sie auch nicht.
Komponenten-Optimierung
1. Grundlegend wird die Leistung einer Wasserkühlung durch die Wahl des Radiators festgelegt.
Um rein eine CPU zu kühlen, je nachdem auch zusätzlich der Chipsatz, reicht ein Single-Radiator für einen 120mm Lüfter oder für einen 80mm Lüfter. Der Radiator für einen 120mm Lüfter hat dann hierbei natürlich mehr Reserve in betracht auf Kühlleistung und Lautstärke wie der Radiator für einen 80mm Lüfter.
Will man zusätzlich eine Grafikkarte kühlen, sollte man einen Dual-Radiator für 2 120mm Lüfter wählen. Dieser bietet für die Kühlung von CPU, Chipsatz und Grafikkarte eine gute Leistung, bei der man auch sehr leise Lüfter verwenden kann.
Für die Kühlung einer CPU mit großer Abwärme (Pentium 4 Prescott, Extreme Edition oder Athlon 64 FX, Clawhammer) und einer großen Grafikkarte (z.B. X800/850, GeForce 6800 GT/Ultra) wäre der Einsatz eines Triple-Radiators für 3 120mm Lüfter angebracht, um eine leise Kühlung mit guten Temperaturen zu gewährleisten.
Kommt zu diesen Komponenten noch eine zweite Grafikkarte, wie bei Nvidia SLI- oder ATI Crossfire-Systemen, hinzu, so muß man meist noch einen Schritt weiter gehen: Hier reichen oft nur die besten Triple Radiatoren aus, um eine gute Kühlleistung zu gewährleisten. Sollte selbst dies nicht genug sein, kommt man um einen weiteren, zusätzlichen Radiator nicht herum, um bessere Temperaturen zu erreichen. Extrem-Varianten, die nur angewendet werden sollten wenn man mit jeglichen normalen Radiatoren das Ziel nicht erreichen kann, wären z.B. Wasserchiller wie die Titan Serie oder extrem große Radiatoren wie der Mora2 von Watercool bzw. der Airplex 1800 von aqua-computer ein Ausweg. Neben den hohen Preisen fällt hier auch der nur noch schwer machbare Transport negativ auf, zudem kommen individuelle Nachteile hinzu (Schlauchadapter und Stromverbrauch bei den Titan, hoher Durchflußwiderstand bei den Riesen-Radiatoren).
Um bei den passiven Radiatoren eine gute Kühlung zu gewährleisten, muß man sehr sorgsam bei der Auswahl der Komponenten wie auch, und vor allem, der Platzierung des Radiators sein. Um die Konvektion nicht zu behindern, sollte an möglichst vielen Seiten Platz zum zirkulieren der Luft sein. Das heißt, man sollte einen passiven Radiator möglichst nicht unter einem Schreibtisch montieren oder den passiv gekühlten PC von allen Seiten zustellen. Zusätzlich ist es wichtig, dass keine weitere Hitzequelle (wie z.B. eine Heizung) direkt in der Nähe ist, oder z.B. dass ein schwarzer passiver Radiator im direkten Sonnenlicht steht.
Die Leistung dieser Radiatoren kann man in etwa auf dem Niveau eines guten Dual-Radiators mit leiser Belüftung ansiedeln, wobei wie gesagt die äußeren Umstände hier entscheidend sein können.
2. Für große Kreisläufe und solche mit restriktiven Kühlern, wie z.B. Düsenkühlern, ist also eine Pumpe mit einer hohen Förderhöhe wie die Laing DDC/DDC+ die erste Wahl, da sie mit ihrem Druck hier keine Probleme bekommt, noch einen ordentlichen Durchfluß zu bewerkstelligen. Sie sorgen dafür, die optimale Leistung aus den Kühlern und Radiatoren zu holen und zeichnen sich zudem durch ein leises Betriebsgeräusch aus. Wichtiges bzw. sinnvolles Upgrade sind hier die Nachrüst-Deckel, wie sie z.B. von Watercool und Alphacool angeboten werden. Sie reduzieren die Lautstärke weiterhin und verbessern die Leistung, wenn man den mittig über dem Rotor liegenden Einlaß nutzt.
Für kleinere Kreisläufe oder solche mit einfacheren Kernkühlern kann man auch guten Gewissens zu Pumpen wie der AP900, Eheim 1046 oder sogar einer Pumpstation greifen, da diese entweder günstiger oder schön einfach und schnell zu montieren sind.
Mit gutem Durchfluß kann man z.T. die Leistung der Kühler verbessern, deutlich zu wenig Durchfluß führt aber quasi in jedem Fall zu einer Reduzierung der Leistung. Hierauf sollte also geachtet werden.
Merke: Die Tips aus der Optimierung beachten. Ein mies aufgebauter Kreislauf kommt auch mit der tollsten Pumpe nicht in Fahrt
3. Bei der Auswahl der Kühler sollte man auch immer überlegen, was man will und was man braucht.
Aktuelle Düsenkühler sind von der Leistung her sehr gut, aber oft nur wenig besser (real) wie ein älterer Kanal- bzw. Kernkühler, zumindest dann wenn es nur um die Beseitigung einer geringen Abwärme geht. So ist es z.B. nicht nötig, den Chipsatz mit einem Düsenkühler zu versehen. Düsenkühler bieten sich eher für CPU- und GPU-Kühlung an, wo sie bei der hohen Abwärme ihre Vorteile ausspielen können.
Je geringer die Verlustleistung, desto geringer sind meist die Kühlleistungsunterschiede die man zwischen verschiedenen Varianten sehen und messen kann. Bei der Auswahl der Kühler sollte man also vorher überlegen, ob eine Komponente stark heizt und wie temperatursensibel sie ist. CPUs z.B. sind sehr sensibel und heizen i.d.R. sehr stark, hier macht ein sehr leistungsfähiger Kühler also Sinn. GPUs heizen oft ähnlich stark, sind aber bei Weitem nicht so temperatursensibel. Für eine optimale Funktion reicht hier also auch ein etwas einfacher gebauter Kühler. Chipsätze heizen sehr wenig, beeinflussen bei zu hoher Temperatur aber stark die Stabilität. Aufgrund der geringen Hitze reicht aber auch hier ein hochwertiger, simpel gestrickter Kühler vollkommen aus.
4. Beim Zubehör gilt wie bei den Kühlern, daß man überlegen sollte was man wirklich braucht. Z.B. sind Durchflusssenoren oder optische Anzeiger zwar hier und da hilfreich, bremsen aber auch den Wasserstrom aus. Dasselbe gilt oft für Filter im System. Beides sollte man also nur verwenden, wenn man es für nötig hält. Z.B. einen Filter nach dem Einbau einer neuen Komponente, um in ihr verbliebene Fertigungsrückstände aus dem Kreislauf zu halten. Oder einen Durchflußmesser, um Probleme oder Unterschiede zwischen verschiedenen Komponenten zu erklären und zu messen.
Beim Ausgleichsbehälter kann man auch verschiedene Wege gehen. Hat man z.B. eine Eheim-Pumpe, lohnt es sich einen gut dimensionierten Aufsteck-AB zu nehmen, da diese einen größeren Ansaugquerschnitt für die Pumpe bieten. Die Pumpe wird weniger ausgebremst und kann ihre Leistung besser entfalten.
Bei den stärkeren Laing Pumpen empfiehlt sich oft, den AB in einem Nebenstrom zu betreiben. Dafür zweigt man den AB aus dem normalen Kreislauf mittels eines T-Stücks ab und nutzt beide Eingänge der Pumpe zum Ansaugen. Ein Eingang kommt dann aus dem normalen Kreislauf (vorzugsweise der mittig über dem Rotor angebrachte Eingang), einer vom AB (hierfür kann man dann den vorderen Eingang nutzen). Das hat den Vorteil, daß im AB weniger Wirbel entstehen, es wird ruhiger und die Wahrscheinlichkeit verringert sich, daß Luft angeaugt wird. Zudem hat man den Vorteil, daß der Durchflußwiderstand ein weiteres Mal gesenkt wird und man bei diesen Pumpen einfacher aufgebaute und kleinere ABs verwenden kann, ohne dadurch Probleme zu bekommen.
5. Luft im System verdirbt die Leistung ganz erheblich. Man sollte also nach dem Einbau sicher stellen, daß jegliche Luft sich nur im AB befindet, nicht in den Kühlern oder im Radiator. Bestenfalls überprüft man dies 3-6 Stunden nach dem ersten Befüllen, da sich viele kleine Lüftbläschen vorher noch im System befinden, jedoch mit der Zeit automatisch lösen.
Durch hin- und herbewegen des Gehäuses kann man oft hören, ob im Radiator noch Luft vorhanden ist. Ein Schwappen oder Glucksen wäre hierbei im Normalfall zu hören. Bei den Komponenten kann man letzte Lufteinschlüsse oft durch Anschnipsen mit dem Finger lösen, wobei man wirklich nur "leicht" schnipsen sollte. Manche Wasserzusätze helfen ebenfalls, kleine und kleinste Lufteinschlüsse zu verhindern bzw. diese zu lösen. Hier empfehlen sich solche Zusätze, die die Oberflächenspannung des Wassers verringern. Water Wetter, oder ganz profan normales Spüli, helfen hier beispielsweise. Als kleiner Hinweis sei noch gesagt, daß man auch bei den Zusätzen die Formel "so viel wie nötig, so wenig wie möglich" anwendet.
Ich hoffe, daß der eine oder andere hiermit seine Probleme eindämmen und/oder beseitigen kann.
Links:
Pro Cooling Artikel über maximierten Durchfluß inkl. Meßwerten z.B. zum Widerstand von Winkelstücken
Xtreme Systems - Einführung in die Wasserkühlung mit grundsätzlichen Empfehlungen
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