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Einsteiger-Tutorial: PC-Luftkühlung richtig planen und zusammenbauen

Ja, es ist gerade noch so Winter und Corona hat das Außenleben voll im Griff. Samples werden knapp und stopp, wie warm ist es eigentlich draußen? Zugegeben, der Sommer ist noch weit entfernt, aber es wird täglich wärmer.  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 auf einem Vorrat an Nudeln 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 6 Jahren. Da ist es an der Zeit, das mal wieder etwas aufzupolieren!

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…

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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.

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