Wasserkühlung selbst einbauen
Für kühle Rechner

KomponentenWorkspace

Schnell, leise und kühl soll der Computer sein? Dann ist eine Wasserkühlung ideal. Sie hält die Temperatur von Prozessor, Grafikkarte und Northbridge sehr niedrig. Der Einbau ist leichter als Sie denken.

Wasser kühlt besser als Luft

Wasserkühlung selbst einbauen

Der Sprung in einen kalten See erfrischt mehr als jeder Ventilator kein Wunder, denn Wasser kühlt besser als Luft. Das gilt auch im PC: Wasserkühlungen kühlen sehr effizient und arbeiten zudem leise.

In Zeiten von leistungshungrigen Prozessoren bietet diese Art der Kühlung außerdem nicht nur für den Highend-User große Vorteile. Doch viele Anwender scheuen den Einbau einer solchen Anlage, da sie fürchten, dass austretendes Wasser ihren PC beschädigen kann. Dieser Praxisartikel hilft beim Einbau und gibt ausführliche Hintergrundinformationen zum Thema Wasserkühlung.


Wasserkühlung: Die Komponenten

Wasserkühlung selbst einbauen

Eine Wasserkühlung besteht in der Regel aus Kühlkörpern für die zu kühlenden Komponenten, einem Radiator, einer Pumpe, einem Ausgleichsbehälter und den Verbindungsschläuchen.

Kühlkörper für Wasserkühlungen gibt es in verschiedenen Ausführungen für alle Arten von Komponenten. Am gängigsten sind Wasserkühler für Prozessoren, Grafikchips und Chipsätze. Aber auch für Festplatten, Speichermodule oder die Spannungsregler einiger Mainboardmodelle existieren Wasserkühlkörper. Sogar bei einigen Netzteilen wie dem Silentmaxx Fanless-W450 wird mittlerweile Wasser als Kühlmedium eingesetzt.


Kühlkörper

Wasserkühlung selbst einbauen

Die ersten Wasserkühlkörper waren nicht mehr als vom Wasser durchströmte Metallkästen. Um die Abwärme leistungsstarker Prozessoren wie die eines Athlon 64, eines aktuellen Pentium 4 oder gar einer Dual-Core-CPU zu bewälten, reicht das nicht mehr aus. Bei modernen Prozessorkühlern sind die meist aus Kupfer bestehenden Kühlkörper von Kanälen durchzogen oder mit feinen Kühlrippen versehen, die die vom Wasser umströmte Fläche und damit die Kühlwirkung verbessern. Ein Beispiel für diese Art von Kühlern ist der NexXxos XP für 40 Euro von Alphacool.

Bei einem anderen Ansatz für besonders leistungsfähige Kühlkörper, wie dem 48 Euro teuren i-Cool Rev. 4, wird ein halbkugel- oder kegelförmiger Kupferblock, der mit zusätzlichen Kanälen versehen ist, im Kühler von Wasser umströmt und die Wärme so abgeleitet.


Radiatoren

Wasserkühlung selbst einbauen

Der Radiator dient als Wärmetauscher und gibt die Wärme des Kühlwassers an die Umgebungsluft ab. Radiatoren gibt es als kleine Modelle mit einem Wasservolumen zwischen 200 und 2200 ccm. Sie müssen zur Wärmeabfuhr mit einem oder mehreren Lüftern kombiniert werden. Außerdem stehen große, passiv gekühlte Varianten mit einem Wasserinhalt zwischen 2,5 und 8 Litern zur Auswahl. Diese Modelle werden außen ans Gehäuse geschraubt oder stehen, wie bei Komplettkits von Zalman und Thermaltake, in Form einer Säule neben dem PC.

Um CPU, Northbridge und Grafikkarte eines nicht übertakteten Systems zu kühlen, genügt ein aktiv gekühlter 120-Millimeter-Radiator. Übertaktete Systeme mit vielen wassergekühlten Komponenten benötigen größere, durch zwei Lüfter gekühlte Radiatoren. Leiser als ein luftgekühltes System ist ein solches System aber nicht mehr. Der Unterschied in der Kühlleistung zwischen Radiatoren mit zwei oder drei Lüftern fällt kaum ins Gewicht.


Pumpen aus Aquarien

Wasserkühlung selbst einbauen

Den Transport des Kühlwassers im Kreislauf übernimmt eine Pumpe. Am häufigsten werden Pumpen aus dem Aquarienbedarf eingesetzt. Die meisten dieser Pumpen benötigen einen separaten 230-Volt-Stromanschluss und werden daher nicht automatisch mit dem Rechner ein- und ausgeschaltet. Komfortabler und sicherer sind Pumpen mit 12-Volt-Anschluss, wie die Innovatek HPPS Plus, die den Strom vom Netzteil des PCs beziehen. Der Stromverbrauch der Innovatek-Pumpe liegt bei 4 Watt. Bei großen passiven Radiatoren sind stärkere Pumpen mit einer Pumpenleistung von mehr als 800 Litern pro Stunde notwendig.

Der Ausgleichsbehälter dient dazu, den Wasserkreislauf zu befüllen und Volumenunterschiede des Kühlwassers durch Temperaturveränderungen abzufangen. Er muss vor der Ansaugöffnung der Pumpe montiert sein, damit diese beim Befüllen des Kühlungssystems nicht trocken läuft.

Relativ neu im Handel sind Pumpen mit integriertem Ausgleichsbehälter oder Tauchpumpen im Ausgleichsbehälter. Sie sind einfacher montiert, bieten aber weniger Freiheit bei der Einbauposition im PC als eine Lösung mit getrennter Pumpe und Ausgleichsbehälter. Mit einem Durchflussanzeiger kann man kontrollieren, ob sich das Wasser im Kreislauf noch bewegt. Einfache Modelle arbeiten mit einem kleinen Propeller zur optischen Kontrolle, aufwändigere Varianten geben ein Tachosignal ans Mainboard. So kann über das Bios eingestellt werden, dass das Board Alarm auslöst, wenn der Propeller des Durchflussmessers etwa bei einem Pumpenausfall steht.


Verschiedene Schlauch-Materialien

Wasserkühlung selbst einbauen

Der Durchmesser der Schläuche, die in einer Wasserkühlung eingesetzt werden, ist durch die Schraubanschlüsse der Wasserkühlungskomponenten vorgegeben: Üblich sind Schläuche mit 8 oder 6 Millimetern Innendurchmesser. Unterschiede gibt es beim Material: In der Regel wird Silikon, PVC oder Polyurethan (PUR) verwendet. Silikonschläuche sind sehr flexibel und erlauben enge Biege-Radien dadurch lassen sie sich leichter verlegen. Der Nachteil ist, dass Wasser durch das Material verdunsten kann, was bei PVC kaum und bei PUR überhaupt nicht passiert.

Das Problem bei diesen Varianten: PVC-Schläuche sind etwas steif und knicken leicht ab. Bei engen Radien muss ein Knickschutz verwendet oder mit Winkelstücken gearbeitet werden. PUR-Schläuche sind noch steifer und schwerer zu verlegen. Nur sie sind auch für Steckanschlüsse geeignet, bei den anderen Materialien muss mit passenden Überwurfmuttern gearbeitet werden, damit die Verbindungen wirklich dicht sind.


Einzelkomponenten oder vorkonfiguriertes Komplettkit

Wasserkühlung selbst einbauen

Prinzipiell kann eine Wasserkühlung aus Einzelkomponenten zusammengestellt oder als Komplettkit gekauft werden. Diese Kits gibt es in drei Varianten: Als Lösung mit internen Radiatoren mit Lüfter, mit einem Radiator in Form eines Kühlturms, der neben dem PC steht, oder mit Pumpe und Radiator in einem externen Gehäuse. Eine Wasserkühlung aus Einzelkomponenten erfordert mehr Planung, lässt sich aber optimal an den eigenen PC anpassen. Hier sollte man sich vom Fachhändler beraten lassen.

Als Basis für den Wasserkühlungsumbau dient ein PC mit dem Nforce-4-Mainboard 9NPA+ SLI von Epox, einem AMD Athlon 64 3500+ und einer Geforce-6800-GT-Karte. Die Einzelteile des für diesen Artikel verwendeten Beispielaufbaus finden Sie im Internetshop der Firma Cosh, die schon seit Jahren Wasserkühlkomponenten verkauft.

Die Bestandteile der Wasserkühlung kosten zusammen etwa 300 Euro. Als Radiator kommt ein Alphacool NexXxoS Xtreme I zum Einsatz, der sich ohne das Bohren zusätzlicher Löcher am hinteren Lüftergitter des Tj06-Gehäuses von Silverstone festschrauben lässt. Zudem lässt sich der eigentlich innen am Gehäuse montierte 120-Millimeter-Lüfter gleich für den Radiator weiterverwenden.

Mit einem Lamellenvolumen von 330 ml reicht die Füllmenge für die Kühlung des Athlon 64 3500+, der Nforce-4-Northbridge und der Grafikkarte aus, wenn das System nicht übertaktet läuft. Da die drei Lüfter auf dem CPU-Kühler, der Northbridge und der Grafikkarte wegfallen, arbeitet das umgebaute System deutlich leiser als vorher mit konventioneller Luftkühlung.


Probe aufs Exempel: Die Montage

Wasserkühlung selbst einbauen

Die eigentliche Montage der Kühlkörper verläuft ähnlich wie bei Luftkühlern. Eine gleichmäßig dünne Schicht der mit den Kühlern gelieferten Wärmeleitpaste wird auf den Prozessor aufgetragen und der Kühlkörper anschließend auf der CPU befestigt. Diese Paste auf Siliconbasis reicht für Wasserkühlungen vollkommen aus. Die gleichen Arbeitsschritte werden für die Montage der Kühler für die Northbridge und die Grafikkarte wiederholt. Beim Innovatek Cool-Matic NV40, der im Beispielsystem verwendet wird, müssen auch die Speicherchips mit der Leitpaste versehen werden, da die Chips von dem großflächigen Aluminium-Kühlkörper mit abgedeckt werden.

Da im Beispielaufbau PVC-Schläuche die Komponenten der Wasserkühlung verbinden, verwenden die PCpro-Laborexperten für deren Anschluss Einschraubtüllen mit Überwurfmuttern. Die benötigten Schlauchstücke werden mit einer Schere auf die richtige, großzügig kalkulierte Länge gebracht, um Knicke zu vermeiden.

Wichtig ist, dass die Enden gerade abgeschnitten sind. Das verhindert, dass an den Anschlussstellen Wasser austritt. Lassen sich enge Schlauchradien nicht vermeiden, dann sorgen Winkelstücke oder ein Knickschutz dafür, dass der Schlauch nicht abknickt. Solche Knickschutz-Modelle werden in verschiedenen Varianten als Überrohr, Metall-, oder Kunststoff-Spirale angeboten.


Immer der Reihe nach

Wasserkühlung selbst einbauen

Damit die Wasserkühlung optimal funktioniert, ist die Position der einzelnen Komponenten im Kühlkreislauf entscheidend: Die erste Station hinter der Pumpe ist der Kühlkörper für den Prozessor. Er benötigt als größte Wärmequelle das kälteste Wasser. Vom CPU-Kühler fließt das nun etwas erwärmte Wasser durch den Kühler der Grafikkarte und weiter durch den Kühlkörper der Northbridge.

Die nächste Station ist der Radiator. Hier fließt das auf etwa 30 bis 40 Grad Celsius erwärmte Wasser durch die Kühllamellen und gibt dabei seine Wärme an die Umgebungsluft ab. Die Wassertemperatur sinkt dabei um 10 bis 15 Gard Celsius. Kondenswasser kann bei diesen geringen Temperaturunterschieden nicht entstehen.


Befüllen und Probelauf

Wasserkühlung selbst einbauen

Ist die Anlage montiert, wird die Pumpe gestartet und destilliertes Wasser mit einem Additiv oder eine fertig gemischte Kühlflüssigkeit wie das für den Beispiel-PC verwendete Innovatek Protect IP für 10 Euro in den Ausgleichsbehälter gefüllt. Das Additiv oder die Kühlflüssigkeit verhindern, dass die Kühlkörper oder der Radiator korrodieren, und beugen der Algenbildung im Kühlsystem vor. Die Flüssigkeit muss etwa alle 12 bis 18 Monate ausgetauscht werden. Der Rechner selbst darf beim Befüllen der Wasserkühlung noch nicht gestartet werden.

Bei 12-Volt-Pumpen werden die Stromzuführungen vom Netzteil zum Mainboard abgezogen und die Pins 14 (PS ON) und 15 (Masse) überbrückt, um das Netzteil zu starten. Bei der 12-Volt-Innovatek-Pumpe des Beispiel-PCs liegt ein Adapterstecker bei, der das übernimmt. Erst nach vollständiger Befüllung und etwa zweistündigem Pumpenlauf kann der PC das erste Mal gestartet werden. Es dürfen keine Luftblasen mehr im System sein. Während des Probelaufs sollte man alle Anschlüsse auf Dichtheit überprüfen.


Kühlung der Spannungsversorgung nicht vergessen

Wasserkühlung selbst einbauen

Während bei luftgekühlten PCs die passiven Bauteile auf dem Mainboard durch den CPU-Lüfter mitgekühlt werden, fällt dieser positive Nebeneffekt bei einer Wasserkühlung weg. Bei Systemen mit passivem Radiator sollte ein langsam drehender Gehäuselüfter für die Kühlung von Spannungsreglern und Kondensatoren eingebaut werden. Lesen Sie dazu den Lab-Inside-Artikel auf Heft-CD oder -DVD. ( PCP-Code: COOL).