Aircooling Basics Case Cooling Fans GPUs Practice Reviews

Beginner tutorial: Plan and assemble PC air cooling properly

Yes, it’s winter again and the next hot hardware is just around the corner. Admittedly, summer is still a long way off, but it’s still getting warmer every day because the wattage of the components is also increasing so immeasurably. For a PC owner or self-builder, the topics of waste heat, cooling and ambient temperature (also independent of the season) are of great importance, regardless of whether we are still sitting on a supply of noodles from 2020 or not. And because again and again inquiries came, whether I could not write once again an air cooling tutorial – I had already one. 8 years ago. So it’s time to polish it up a bit and bring the article out of oblivion! Because in the end, nothing has changed in the underlying physics.

As always, we want to start with the original mucus, because every year new readers come along and often enough an expensive project fails because of a single wrong decision or a lack of basic knowledge. This starts with the cooling concept of the housing to be selected and the fans in the same, because nothing can be done without air movement. And if we’re honest, that much hasn’t changed in the meantime. Physics is physics and remains physics, and aggressive marketing by various companies does not change that. 

An optimal airflow is the most important thing for air-cooled systems, so I will first go into this area in great detail. But I can’t and won’t spare you some theory, even if the older semesters may be shaking their heads bored.  Nevertheless, I would like to remind you once again of the enormous task that is actually ahead. PCs are among the most inefficient devices in the world, because almost all the electrical energy absorbed is converted directly into heat (energy). Nothing is lost, so you have to live with this fact somehow.

Even a simple 40 watt lamp develops enough heat to melt plastic and, if necessary, even cause a fire. However, our PCs are already idle and are usually absorbed around 40 watts or more and converted directly into heat. Under load, this can quickly increase tenfold or even higher. We need to take a closer look at this enormous value in order to get the necessary respect for the actual task!

We have to somehow dissipate that heat. And so good that the components do not exceed a certain limit temperature. This removal takes place in several stages:

1 • Dissipate heat from the surface of the producing component (CPU, GPU)
2 • Pick up in the radiator floor and transport it to the cooling fins of the heat sink
3 • Release of heat to the air (the heat unfortunately conducts poorly)
4 • Removal of the heated air from the housing.

For steps 1-3, we use ready-made heat sinks with fans that can only experience problems during assembly, but which are easy to bypass. The last step, however, requires some planning in advance, so we want to start with the airflow first. This is of course directly related to the installed components and the housing, so we have to start on the next page with the basics of housing shape, power supply assembly, radiator direction and housing fans.

Heat rises upwards (convection), cold air is on the ground, up stairs you can only find the warm air. Of course, we must not ignore this basic physical principle in further planning. And that’s exactly where you have to be careful which PC cases you choose. There are enormous differences in places, also depending on the price range! Even though all-in-one compact water coolers are now en vogue, you have to weigh up all aspects and in the end a good air cooler is often the better solution.

What I do not want to clarify here and can be are the individual form factors of the housings. However, surely everyone will be reasonable enough to roughly calculate the waste heat of their hardware and only after that, based on it, also choose a reasonable housing. Because one thing must never be forgotten: colorful LEDs do not cool. But always beautiful in turn…

Kommentar

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big-maec

Veteran

364 Kommentare 196 Likes

OH, ist das ein vorbereiten für das was da noch kommt an Nextgen Ziegelsteine. Finde es gut wenn man sein Wissen zur Luftkühlung noch mal auffrischen kann. Eine gut geplante Luftkühlung könnte da von Vorteil sein.

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P
Pokerclock

Veteran

187 Kommentare 147 Likes

Sehr umfangreiches Tutorial! Vielen Dank! Entspricht soweit meinen Erfahrungen mit einer Vielzahl an Gehäusen und Lüfterkonfigurationen.

Was ich noch ergänzen - und nicht zwingend verallgemeinern - möchte anhand dieses Gehäuse: https://www.corsair.com/de/de/Kateg...8R-MicroATX-Mid-Tower-Gehäuse/p/CC-9011086-WW

Es hat sich hier im speziellen Fall mit dem Einsatz des AMD Wraith Prism gezeigt, dass einer (!) oben, am rechten Montageplatz montierter Lüfter, der in das Gehäuse hineinbläst (!) signifikant die CPU-Temperaturen senkt unter Volllast des gesamten Systems. Wenn vorne zwei Lüfter intake und ein Lüfter hinten outtake noch montiert sind. In jedem Fall deutlich besser als zwei oben montierte Lüfter als outtake. Bei ansonsten gleicher Lüfterkonfig.

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ApolloX

Urgestein

1,050 Kommentare 554 Likes

Super Übersicht wie mit dem Aufbau der Hardware umzugehen ist!

Thema Lüftersteuerung ist noch etwas unterbelichtet, vor allem mit Hausmitteln aus Mainboard und freier Software, was sicher für 80% aller Nutzer reicht.
Ich könnte das Mal zusammenfassen, muss mich aber ein bissl in die Elektronik reinlesen, will ich aus der Hosentasche raus nicht weiß, wie viel die MB-Anschlüsse abkönnen.
Bzgl. Software bin ich seit 2 Jahren totaler Freund von FanControl.

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Casi030

Urgestein

8,711 Kommentare 1,476 Likes

Der Regelfall ist doch normal 1A pro Lüfter Anschluss, somit 12 Watt max.

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Ghoster52

Urgestein

861 Kommentare 551 Likes

Das muss man dem Handbuch entnehmen.
Bei meinen Taichi-Brettern kann ich pro Anschluss 2A entnehmen und bei einem Anschluss 3A (CPU)
ARGB- und RGB-Anschlüsse sind meist mit 3A angegeben.

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Martin Gut

Urgestein

6,111 Kommentare 2,490 Likes

Da bin ich genau der selben Meinung. Die heutigen Mainboards haben praktisch immer genug Anschlüsse auch für viele Lüfter und bei einer Wakü auch für die Pumpe. Normalerweise können alle Anschlüsse mindestens 1 A (12 Watt) liefern, so dass man mehrere Lüfter an einen Anschluss hängen kann. Der Pumpenanschluss liefert oft sogar 2 A und kann auch für Lüfter verwendet werden. Heute sind praktisch alle Anschlüsse 4-polig und können auch 3-polige Lüfter regeln.

Mit Software wie FanControl kann man die Lüfter nach der Temperatur von CPU, Grafikkarte oder der Wassertemperatur regeln.

Somit gibt es eigentlich nichts mehr, was eine externe Lüfterregelung besser könnte. Da sehe ich keinen Grund mehr, zusätzliche Regelungen zu kaufen die doch sehr beschränkt sind. Es bringt auch kein Hersteller mehr neue Lüftersteuerungen auf den Markt, weil das keiner mehr braucht.

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Saschman73

Veteran

194 Kommentare 96 Likes

Bei meiner aktuellen Kiste habe ich mir die Software Aquasuite gegönnt in Kombination mit der Octo Lüftersteuerung. Egal ob Lüfter, Wasserpume, RGB usw. kann man mit der Software alles regeln ... und was mir besonders gut gefällt, man kann seine Monitoring-Oberfläche nach Lust und Laune gestalten.
Ich fand dieses Erklärbär-Video zur Software ganz gut.

View image at the forums

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S
Sternengucker80

Veteran

181 Kommentare 42 Likes

Für mich, gibt es nur 2 Regelungen. Ist der Rechner mit Luft gekühlt, langt das Mainboard. Ist der Rechner mit Wasser gekühlt, wird alles über die Aquaero gesteuert/ überwacht.

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R
RevAngel

Mitglied

57 Kommentare 40 Likes

Wow, Igor, da hast du dich wieder selbst übertroffen! Das ist mit den Bildern so ziemlich der ausführlichste Planungskatalog den ich gesehen habe! Vielen Dank dafür!

Ist im Prinzip "ja nur Physik", aber ich weiß selbst das sich da manche schwer tun. Die Bilder sollten helfen die Fehler zu vermeiden die das System laut oder heißer machen als es sein könnte.

Wer auch immer plant einen PC selbst zusammen zu stellen sollte die Luftstrom-Planung definitiv vorher vornehmen. Der Artikel und die Bilder sind dazu wirklich hilfreich um sich das Ergebnis vorher zu visualisieren.

Ein Punkt der meiner Meinung noch leicht "gefehlt" hat ist das Gehäuse-Material. Voll-Aluminium, und damit meine ich nicht "Plastik mit Alu verblendet" oder "Stahl mit Alu verblendet", leitet Wärme im kompletten Bereich in dem die Wärme entsteht und da wo sie durch die Lüfter entlang geleitet wird nach außen. Wer also nicht unbedingt ein Glotz-Fenster braucht sollte eventuell zu einem Voll-Aluminium-Gehäuse greifen.

Noch mal vielen Dank an @Igor Wallossek Für diese sehr sinnvollen Informationen!

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Martin Gut

Urgestein

6,111 Kommentare 2,490 Likes

Ich habe einmal nachgerechnet, was bei den üblichen Temperaturdifferenzen von 5 bis 10 Grad durch ein Gehäuse weg geht. Vor allem die Luftbewegung um das Gehäuse (freie Konvertion) ist so klein, dass die Gehäusewände weniger als 5 Watt abgeben. Alu oder Stahl spielt da praktisch keine Rolle (Plastik ist natürlich noch schlechter). Das Blech ist so oder so das, was am besten leitet. Aber es trägt auch im besten Fall keinen nennenswerten Beitrag zur Wärmeabfuhr bei. Die paar Watt sind das diskutieren nicht wert.

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Lagavulin

Veteran

162 Kommentare 127 Likes

@Igor Wallossek
Vielen Dank für diesen hervorragenden Grundlagenartikel!

In Hinblick auf meine „dicke Freundin in spe“ (alias RTX 4090) bin ich sehr gespannt auf Deinen Test der Karte in einem geschlossenen Gehäuse. Momentan habe ich ein bequiet Silent Base 802 (mit Airflow Panels). CB hat das mal für eine 3090 Ti mit dem Fractal Torrent verglichen – im Torrent war die Kühlung deutlich besser, was auch zu geringeren GraKa-Drehzahlen und damit weniger Lärm geführt hat. Was mir an dem Torrent aber gar nicht gefällt, ist das oben eingebaute Netzteil. Dieses Konzept kritisierst Du ja auch in Deinem Grundlagenartikel. Was bleibt da übrig an Alternativen für besseren Airflow? Ein Full Tower, bei dem man in der Front 3x140mm-Lüfter einbauen kann (gemäß dem Motto „viel hilft viel“ – aber nur wenn die Luft auch wieder raus kann)? Oder ein Gehäuse mit einer getrennten Netzteilkammer (bspw. Lian-Li), bei dem die GraKa (wie beim Torrent) durch 3 Lüfter im Boden mit Luft versorgt wird?

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MeinBenutzername

Veteran

140 Kommentare 55 Likes

Kommt mir irgendwie bekannt vor. ;) Danke fürs Auffrischen!

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e
eastcoast_pete

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446 Kommentare 176 Likes

Danke für den Auffrischer! Wenn's um GraKa Kühlung geht: gibt's denn überhaupt noch aktuelle Blower Karten im nicht-Profi Bereich? Die machen für mich immer noch am meisten Sinn, zumindest solange man bei Luftkühlung bleiben will.

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DaBo87

Mitglied

63 Kommentare 39 Likes

Meinen normalen PC im Define R6 kühle ich mit sehr langsam drehenden 140mm Lüftern von Arctic:
2 x vorne einblasend, 1 x unten einblasend, 2 x oben ausblasend, 1 x hinten ausblasend
Die Red Devil 6700XT hab ich vertikal eingebaut, den 5900x, den ich im Eco Mode ohne SMT betreibe kühlt ein Noctua NH-U12A

Selbst im Sommer, wenns so 28° im Büro hat, höre ich fast nichts von der Kiste :)

Dann hab ich noch einen Retro PC mit einem Duron 700Mhz.
Lüfter vom Kühlkörper getrennt, und in die Seitenwand einen Noctua NF-A12x25 mit ULN Adapter gepflanzt und hab nun auch einen Silent-Retro PC. Der kleine Quirl auf dem Sockel-A Kühler war nicht auszuhalten :D

Die wahl des richtigen Lüfters / der richtigen Lüfter erhöht die Lebensqualität massiv :D

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Derfnam

Urgestein

6,522 Kommentare 1,648 Likes

Yup. Guck bei Geizhals und filter da was rum, zB GeForces mit Radiallüfter.

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Lagavulin

Veteran

162 Kommentare 127 Likes

@DaBo87
Das Define R6 habe ich auch noch. Geniales Gehäuse: Die Front ist eine Tür. Wenn‘s im Sommer temperaturmäßig eng wird (übertakteter i7 9700K), öffnet man einfach die Fronttür und sofort geht die Drehzahl der Lüfter runter. Da kann man aber auch schön sehen, warum der Trend zur Meshfront geht.

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S
Stirrling

Mitglied

26 Kommentare 9 Likes

Das sind dann 35. Im Vergleich zu ~700 mit Axiallüftern. Die jünger sind als vier Jahre.

Die Blower Thematik und die Dual GPU Erläuterungen haben sich mMn überholt.

Aber ansonsten wieder ein schöner übersichtlicher Artikel.

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K
KalleWirsch

Veteran

142 Kommentare 70 Likes

@Igor Wallossek : Danke noch mal für den Artikel, der ist glaube ich schon etwas älter, aber ich liebe ihn, weil er die Dinge so schön zusammenfasst und anschaulich erklärt.

Ich steh auch auf Luftkühlung.

  • Läuft weitgehend wartungsfrei über Jahre
  • Bei vernünftigem Airflow sehr effektiv und leise.

Jetzt eignen sich diese modernen Glasgehäuse aus meiner Sicht nicht so gut um den Airflow zu optimieren, oder haben recht auffällige Lüftungsschlitze im Gehäusedeckel. Ich habe vor kurzem ein Meshgehäuse für einen Zweitrechner gekauft (Kurztest).
Das ist auch nicht schlecht und in allen Belangen gut anpassbar.

Dazu habe ich heute auch noch einen Kurztest: Selbstkonfigurierter Staubfilter mit Magnethalterung. hinzugefügt.

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K
KalleWirsch

Veteran

142 Kommentare 70 Likes

Ja, kann ich mir vorstellen, aber ist nicht schon der Wraith Kühler ein fauler Kompromiss?
Da ist doch genug Platz für einen Tower-Kühler?

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About the author

Igor Wallossek

Editor-in-chief and name-giver of igor'sLAB as the content successor of Tom's Hardware Germany, whose license was returned in June 2019 in order to better meet the qualitative demands of web content and challenges of new media such as YouTube with its own channel.

Computer nerd since 1983, audio freak since 1979 and pretty much open to anything with a plug or battery for over 50 years.

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