Gehäuse Grafikkarten Grundlagenartikel Kühlung Lüfter Luftkühlung Praxis Testberichte

Einsteiger-Tutorial: PC-Luftkühlung richtig planen und zusammenbauen

Ja, es ist gerade wieder Winter und die nächste  heiße Hardware steht vor der Tür. Zugegeben, der Sommer ist noch weit entfernt, aber es wird trotzdem täglich wärmer, weil ja auch die Wattzahlen der Komponenten so unermesslich steigen. Für einen PC-Besitzer oder Selbstbauer sind gerade die Themen Abwärme, Kühlung und Umgebungstemperatur (auch unabhängig von der Jahreszeit) von großer Bedeutung, egal ab wir nun noch auf einem Vorrat an Nudeln aus 2020 sitzen oder nicht. Und weil immer wieder Nachfragen kamen, ob ich nicht mal wieder ein Luftkühlungs-Tutorial schreiben könnte – ich hatte ja schon mal eines. Vor 8 Jahren. Da ist es an der Zeit, das mal wieder etwas aufzupolieren und den Artikel etwas aus der Versenkung zu holen! Denn am Ende hat sich ja auch an der zugrundeliegenden Physik nichts geändert.

Wir wollen wie immer gewissermaßen bereits beim Urschleim beginnen, denn jedes Jahr kommen neue Leser dazu und oft genug scheitert ein teures Projekt an einer einzigen falschen Entscheidung oder an mangelnden Grundkenntnissen. Das fängt schon beim Kühlkonzept des auszusuchenden Gehäuses und den Lüftern in selbigen an, denn ohne Luftbewegung geht gar nichts. Und wenn wir mal ehrlich sind, so viel hat sich ja mittlerweile nicht geändert. Physik ist Physik und bleibt auch Physik, daran ändert auch ein aggressives Marketing diverser Firmen absolut nichts. 

Ein optimaler Airflow ist für luftgekühlte Systeme das Wichtigste überhaupt, so dass ich zunächst auf diesen Bereich sehr detailliert eingehen werde. Doch etwas Theorie kann und will auch ich Euch nicht ersparen, selbst wenn die älteren Semester vielleicht gelangweilt den Kopf schütteln mögen.  Aber trotzdem möchte ich noch einmal vor Augen führen, welch gewaltige Aufgabe eigentlich ansteht. PCs gehören zu den ineffizientesten Geräten schlechthin, denn fast die komplette aufgenommene elektrische Energie wird direkt in Wärme (-energie) umgewandelt. Es geht nun mal nichts verloren, so dass man mit dieser Tatsache irgendwie leben muss.

Bereits eine einfache 40 Watt Lampe entwickelt genug Wärme, um Plastik schmelzen zu lassen und somit gegebenenfalls sogar einen Brand auszulösen. Bei unseren PCs werden jedoch bereits im Leerlauf meist um die 40 Watt und mehr aufgenommen sowie direkt in Wärme umgewandelt. Unter Last kann sich dies schnell verzehnfachen oder sogar noch höher liegen. Man muss sich diesen gewaltigen Wert einmal genauer vor Augen führen, um die nötige Achtung vor der eigentlichen Aufgabe zu bekommen!

Wir müssen diese Wärme nämlich irgendwie abführen. Und zwar so gut, dass die Komponenten eine gewisse Grenztemperatur nicht überschreiten. Dabei geschieht dieser Abtransport in mehreren Stufen:

1 • Abführen der Wärme von der Oberfläche des produzierenden Bauteils (CPU, GPU)
2 • Aufnehmen im Kühlerboden und Transport zu den Kühlfinnen des Kühlkörpers
3 • Abgeben der Wärme an die Luft (die Wärme leider schlecht leitet)
4 • Abtransport der erwärmten Luft aus dem Gehäuse heraus.

Für die Schritte 1-3 nutzen wir fertige Kühlkörper mit Lüftern, bei denen lediglich Probleme bei der Montage auftreten können, die man jedoch leicht umgehen kann. Der letzte Schritt jedoch setzt bereits im Voraus eine gewisse Planung voraus, so dass wir als Erstes mit dem Luftstrom beginnen möchten. Dieser steht natürlich im direkten Zusammenhang zu den verbauten Komponenten und dem Gehäuse, so dass wir auf der nächsten Seite mit den Grundlagen von Gehäuseform, Netzteilmontage, Kühlerrichtung und Gehäuselüftern beginnen müssen.

Wärme steigt nach oben (Konvektion), kalte Luft befindet sich am Boden, oben findet man nur die Warmluft. Dieses physikalische Grundprinzip dürfen wir bei der weiteren Planung natürlich nicht aus den Augen lassen. Und genau da muss man einfach aufpassen, welche Gehäuse man sich aussucht. Da gibt es, auch abhängig von der Preisklasse, stellenweise ganz enorme Unterschiede! Auch wenn mittlerweile All-in-One-Kompaktwasserkühler en vogue sind, man muss alle Aspekte abwägen und am Ende ist oft ein guter Luftkühler die bessere Lösung.

Was ich hier nicht klären möchte und kann sind die einzelnen Formfaktoren der Gehäuse. Jedoch wird sicher jeder vernünftig genug sein, die Abwärme seiner Hardware grob zu kalkulieren und sich erst danach, darauf basierend, auch ein vernünftiges Gehäuse auszusuchen. Denn eines darf man nie vergessen: bunte LEDs kühlen nicht. Doch immer schön der Reihe nach…

Kommentar

Lade neue Kommentare

big-maec

Veteran

333 Kommentare 174 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.

Antwort 1 Like

P
Pokerclock

Veteran

141 Kommentare 104 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.

Antwort Gefällt mir

Klicke zum Ausklappem
ApolloX

Urgestein

918 Kommentare 455 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.

Antwort Gefällt mir

Casi030

Urgestein

8,093 Kommentare 1,336 Likes

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

Antwort Gefällt mir

Ghoster52

Urgestein

777 Kommentare 477 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.

Antwort Gefällt mir

Martin Gut

Urgestein

5,860 Kommentare 2,360 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.

Antwort 2 Likes

Klicke zum Ausklappem
Saschman73

Veteran

151 Kommentare 61 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

Antwort 3 Likes

Klicke zum Ausklappem
S
Sternengucker80

Veteran

174 Kommentare 37 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.

Antwort 1 Like

R
RevAngel

Mitglied

56 Kommentare 38 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!

Antwort 2 Likes

Klicke zum Ausklappem
Martin Gut

Urgestein

5,860 Kommentare 2,360 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.

Antwort 2 Likes

Lagavulin

Veteran

147 Kommentare 117 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?

Antwort Gefällt mir

Klicke zum Ausklappem
MeinBenutzername

Veteran

105 Kommentare 40 Likes

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

Antwort Gefällt mir

e
eastcoast_pete

Veteran

371 Kommentare 123 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.

Antwort 1 Like

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

Antwort 1 Like

Klicke zum Ausklappem
Derfnam

Urgestein

6,285 Kommentare 1,511 Likes

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

Antwort 1 Like

Danke für die Spende



Du fandest, der Beitrag war interessant und möchtest uns unterstützen? Klasse!

Hier erfährst Du, wie: Hier spenden.

Hier kannst Du per PayPal spenden.

About the author

Igor Wallossek

Chefredakteur und Namensgeber von igor'sLAB als inhaltlichem Nachfolger von Tom's Hardware Deutschland, deren Lizenz im Juni 2019 zurückgegeben wurde, um den qualitativen Ansprüchen der Webinhalte und Herausforderungen der neuen Medien wie z.B. YouTube mit einem eigenen Kanal besser gerecht werden zu können.

Computer-Nerd seit 1983, Audio-Freak seit 1979 und seit über 50 Jahren so ziemlich offen für alles, was einen Stecker oder einen Akku hat.

Folge Igor auf:
YouTube   Facebook    Instagram Twitter

Werbung

Werbung