So einfach ist das leider nicht.
Es besteht ein Zusammenspiel aus der Masse des Trägermaterials und der Wärmeleitfähigkeit der Transportmedien.
Eine gute Heatpipe besteht aus dem Trägermaterial Kupfer und ist i.d.R mit einem auf niedrigen Siedepunkt verdampfendem und früh kondensieren Medium gefüllt.
Das ist in der Regel eine Mischung auf Methanol Basis, zusammen mit Natrium und z.B. Silbernanopartikel.
Hier kommt es natürlich auch auf die Masse an, je mehr Heatpipes und je mehr Masse diese haben, desto besser leiten sie ab.
Entscheidend ist hier die physikalische Wärmeleitfähigkeit die man in W/(m•k) beziffert.
Je höher dieser Wert, desto besser und schneller können diese Materialien Wärme aufnehmen, transportieren und Ableiten.
bei einer Kupferheatpipe hat das Rohr zwar eine gewisse Masse, aber die wird eben durch die Flüssigkeit im Inneren optimiert, die früh verdampft und mit wenigen Graden Unterschied wieder kondensiert, dadurch können diese Rohre schnell und effizient Wärme transportieren .
Als Beispiel ein hochwertiger Luftkühler auf einer CPU.
Die erste Schwachstelle ist die WLP, denn anders als ihr Name das sagt, leitetet sie eher schlecht ( ca. 5-25 W/(m•k) und sollte daher nur hauchdünn verwendete werden.
Danach kommt der Sockel des Kühlers der optimalerweise auf Kupfer besteht, hier haben wir dann eine Leitfähigkeit von ca 300-400 W/(m•k) , dieser gibt das weiter an verlötete Kupferheatpipe die in etwa die gleiche Leitfähigkeit haben.
Die Heatpipes transportieren die Wärme nach oben und geben diese an bestenfalls auch verlötete Aluminiumfinnen ab.
Da gibt's den nächsten Dämpfer, denn Aluminium hat nur noch 200-230 W/(m•k) und die Verbindungsstellen zum Kupfer sind extrem dünn teilweise unter 1mm.
Also braucht man möglichst viel Kontakt.
Ergo viele Finnen und möglichst viele Heatpipes, die möglichst homogen verteilt die Wärme ableiten.
Dann kommt die engste Stelle, nämlich die Wärmeableitung an die Luft, das letzte Trägermedium ist Alu und benötigt jetzt so viel wie möglich Fläche ( mehrere Quadratmeter ) auf der Oberseite und Unterseite der Finnen, um möglichst viel der Wärme an die Luft abzugeben und Luft hat eine schlechte Leitfähigkeit von ca. 0,03 W/(m•k).
Eine Alu Finne mit z.B. 10x10cm kann etwa 4-7 Watt Wärme an Luft ableiten, unter optimalen Bedingungen.
Für 200-300 Watt Abwärme bräuchte man also Minimum 30-50 Finnen mit je 100 Quadratzentimeter. Oder ca 0,5 Quadratmeter pro Seite, also rund 1qm Oberfläche, was viel ist.
Daher braucht man möglichst viel Fläche, je mehr desto besser und möglichst stetigen Luftstrom.
Und dann kommt die Wasserkühlung, und die ist mies.
Auch hier starten wir mit WLP und Kupfer am Sockel.
Dann wird es aber direkt blöd, denn Wasser hat nur 0,5-0,6W/(m•k) daher ist die die Oberfläche am Sockel bereits wichtig, die die Wärme an das Wasser abgeben kann, und die Menge an Wasser plus Fließgeschwindigkeit.
Da man den Kupfer Sockel nur begrenzt groß machen kann, arbeitet man auf der Wasserkontaktseite mit Kanälen oder lamellen, die die Kontaktfläche zum Wasser maximal vergrößern.
Das Wasser mit knapp 0,6W/(m•k) wird in PUR Schläuchen die ähnlich wie Luft nur 0,02W/(m•k) leiten abtransportiert.
Erst am Radiator wird das Wasser seine Wärme wieder los und da gilt dann wieder Masse und Fläche.
Radiatoren bei AIOs sind meist aus Alu, was deutlich schlechter ist, weil man für die gleiche Wärmeaufnahme im Vergleich zu Kuoferradiatoren eine fast 30-40% größere Oberfläche bräuchte.
Ein Alu Radi sollte als 30-40% größer sein als ein Kupfer Radi um die gleiche Wärmemenge abzuführen.
Was aber technisch oft begrenzt ist durch die Einbaugrößen. Im PC.
Umgekehrt ausgedrückt, ein Kupfer Radi in gleicher Größe leitet 30-40% mehr Wärme ab.
Beim Radi ist es ähnlich wie beim Luftkühler, die Wasserrohre geben die Wärme an unzähligen kleine Finnen ab, die wiederum an die Luft.
Also je größer ein Radiator und je dicker , desto besser, und optimalerweise komplett aus Kupfer.
Denn das Wasser ist ist die Engstelle, da es 500-800mal schlechter leitet als Kupfer .
Die abnehmende Kupfermenge sollte also mindestens 500mal so groß sein wie die transportierende Wassermenge.
Ist technisch nicht machbar, also muss man mit Fließgeschwindigkeit und Druck nachhelfen.
Ergo, damit eine Wasserkühlung gut arbeiten kann benötigt sie Am Sockel und am Radiator die größtmögliche Fläche und um die schlechte Leitfähigkeit des Wassers auszugleichen.
Dazu eine möglichst große Menge Wasser das zudem möglichst schnell fließt.
Und weil der Radiator aufgrund der Bauform sehr enge Luftdurchlässe hat um möglichst viel Oberfläche für die Luft zu generieren, wird zusätzlich deutlich mehr und ein deutlich stärkerer Luftstroms benötigt.
Fazit, die AIO aus Alu ist das schlechteste Leitmedium, einem guten Luftkuhler physikalisch unterlegen.
Eine Custom WaKü muss viel Wasser, stetigen Wasserfluss und bei Kupferradi einen stetigen aber noch überschaubaren Luftstrom haben.
Oder anders gesagt, einer Custom WaKü reicht ein 140- 240er Kupfer Radi und 1-2 Lüfter um die gleiche Wirkung zu erzielen wie eine 360-480er AIO mit Alu Radi.
Oder anders gesagt, eine AIO hat nur halb so viel Leistung wie eine Custom AIO bei gleicher Dimensionierung.
Die AIO ist also die ineffizienteste Kühlung mit dem höchsten Energiebedarf ( Lüfter und Pumpe ) und damit automatisch auch die Lauteste.
Physik kannst nicht austricksen.
geizhals.de
