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Einsteiger-Tutorial: PC-Luftkühlung richtig planen und zusammenbauen

Grafikkartenbelüftung und Kühlung

Am Anfang steht nicht der individuelle Umbau, sondern die richtige Platzierung und die Auswahl eines geeigneten Produktes. Wir empfehlen, soweit Preis und Lautstärke in Frage kommen, in erster Linie Karten mit DHE (direct heat exhaust). Typische Vertreter sind die Referenzkarten der Hersteller und alles, was sonst noch als Blower agiert. Da bei den leistungsstarken Grafikkarten die meiste Wärme erzeugt wird, müssen wir hier auch ein großes Augenmerk auf die gute Entlüftung legen.

Das passiert übrigens trotz DHE (Direct Heat Exhaust), wenn sich Abwärme zwischen den Karten staut Rückseite/Backplate). Um dies zu vermeiden, hätten wohl Gitterblenden statt der geschlossenen Slotblenden gereicht. Versuch macht klug, auch wenn hier fast 800 Watt an den Aufklebern gezerrt haben:

Grafikkarten mit Blower (DHE System)

Betrachten wir zunächst den Idealfall. Diese sogenannten Blower-Karten arbeiten nach dem DHE-Prinzip, wo die kühle Luft durch einen Radiallüfter angesaugt, durch die geschlossene Karte und einen Kammerfühler gedrückt und an der Slotblende wieder hinten aus dem Gehäuse als heiße Abluft entlassen wird. Damit sind diese Karten der kürzeste und sinnvollste Kühldurchlauf, leider aber bauartbedingt auch sehr laut.

Nimmt man jetzt zwei oder mehrere solcher Karten, dann bleibt die Kühlung relativ effizient, solange man genügend Platz zwischen den Karten lässt. 

Solange die Grafikkarten die Abwärme auf direktem Wege aus dem Gehäuse herausschaffen, solange bleiben also auch die Temperaturen im Rahmen. Selbst ein Multi-GPU-Gespann aus 2 Karten hat somit genügend Luft zum Überleben, vorausgesetzt, das Mainboard lässt eine möglichst entfernte Montage zu. Wer also an ein SLI oder Crossfire denkt, muss sich auch im Klaren sein, was für ein Mainboard er braucht. 3 Slots Abstand sind Pflicht! Stecken die Karten zu eng zusammen, dann kommt es schnell zu Atemnot und Überhitzung einer Karte. Hier steht die Luft also.

Abhilfe: ein Seitenwandlüfter. Auch wenn im Forum immer wieder gegen diese Lüfter argumentiert wird – der Effekt und die bessere Kühlung der Grafikkarten sind definitiv mess- und spürbar:

Grafikkarten mit Axiallüftern

Ähnlich bescheiden sieht es auch bei den meist billigeren Lösungen der Boardpartner aus, deren Axiallüfter zwar leiser arbeiten, die Heißluft jedoch im Gehäuseinneren nur verquirlen und am Ende einen unangenehmen Hitzestau begünstigen. Vor allem Nvidia-Karten und AMD-Karten mit mehr als zwei Lüftern arbeiten dabei mit vertikal angeordneten Kühlfinnen. Darauf gehe ich aber gleich noch näher ein. Hier erst einmal das Airflow-Schema:

 

Diese vertikale Ausrichtung der Kühllamellen aktueller Hochleistungs-Grafikkarten ist wirklich ein ernstes Problem, das oft und gern unterschätzt wird. Die eine Hälfte der heißen Abluft wird gegen das Motherboard gedrückt und schiebt sich auch zum Teil wieder nach unten, um dann erneut von den Lüftern des Grafikkarten-Kühlers angesaugt zu werden. Noch extremer ist es aber an der Seitenwand. Je näher sich diese zur Grafikkarte befindet, umso stärker ist wiederum der Effekt, dass auch hier ein nicht kleiner Teil der heißen Abluft unterhalb erneut angesaugt wird.

Genau man auch einen provisorischen Air-Guide einfügen. Dabei handelt es sich lediglich um ein kleines, angeklebtes Stück Pappe oder Kunststoff, das so zwischen Seitenwand und Grafikkarte platziert wird, dass die Luft nach oben hin geleitet wird und man ein erneutes Ansaugen damit größtenteils vermeiden kann. Das ist jetzt noch nicht perfekt, aber durchaus bereits sehr effektvoll. Ich habe viele derartige Messungen natürlich in meinem Labor auch früher schon in ähnlicher Form durchgeführt, so dass einige Grafikkartenhersteller diese Gestaltungsform in Ansätzen mittlerweile bereits in die Gestaltung der Kühlerabdeckung haben einfließen lassen.

Viele der AMD-Karten mit einem oder maximal zwei Lüftern setzen hingegen auf eine horizontale Anordnung der Lamellen. Diese Karten lassen zumindest ca. 20 bis 30% der Abwärme auch zur Rückseite direkt hinaus, der Rest wird allerdings ebenfalls in Richtung Kartenende und Ober- bzw. Unterseite gedrückt.

Man sollte also beim Gehäusekauf darauf achten, dass bei betreffenden Grafikkarten der Abstand zwischen Oberkante der Karte und der Seitenwand groß genug bleibt, mindestens aber  bis 4 cm. Jeder Zentimeter mehr ist dabei Gold wert.

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big-maec

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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

411 Kommentare 347 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

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1,624 Kommentare 903 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

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11,798 Kommentare 2,298 Likes

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

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Ghoster52

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1,340 Kommentare 1,001 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

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7,695 Kommentare 3,528 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

453 Kommentare 269 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

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218 Kommentare 57 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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RevAngel

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120 Kommentare 87 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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Klicke zum Ausklappem
Martin Gut

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7,695 Kommentare 3,528 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

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224 Kommentare 180 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

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209 Kommentare 74 Likes

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

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e
eastcoast_pete

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1,373 Kommentare 749 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

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73 Kommentare 49 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

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7,517 Kommentare 2,029 Likes

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

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Lagavulin

Veteran

224 Kommentare 180 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

31 Kommentare 13 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

186 Kommentare 91 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

186 Kommentare 91 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

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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