Aufbau, Leistung und Overclocking-Fähigkeiten einer 150€-Wakü

Wasserkühlungen werden immer beliebter und sind nicht nur für absolute Overclocking-Freaks, welche Ihre Prozessoren und Grafikkarten bis an das Maximum takten, geeignet. Neben der hervorragenden Kühlleistung, an die kein herkömmlicher Lüfter herankommt, zeichnen sich Wasserkühlungen vor allem durch einen sehr geringen Geräuschpegel aus, denn hier sorgen lediglich die Pumpe und der Lüfter des Radiators für eine Geräuschentwicklung. Klar, es gibt zwar mittlerweile einige sehr leise und gut kühlende Lüfter, doch muss man sich entweder für ein Mittelmaß bzw. eine Richtung entscheiden: Wer einen leisen Kühler haben möchte, muss auf eine gewisse Kühlung verzichten und umgekehrt. Mit einer Wasserkühlung hat man beides, eine gute Kühlleistung bei geringer Lärmentwicklung.

Doch einen entscheidenden Nachteil hat eine Wasserkühlung gegenüber einem Kühler doch, was ihren den Einzug in die PC-Systeme zügelt: sie ist deutlich teurer als eine Luft-Kühlung. Wenn man sich in Hardware-Foren umhört, sind Zahlen von 250 bis 500 Euro und mehr keine Seltenheit. "Wer eine hervorragende Kühlung haben möchte, sollte auch auf Qualität setzen.", lauten die Argumente. Bei diesen Summen überlegen sich viele der PC-Besitzer, ob sich diese Investition überhaupt lohnt, denn über 500 Euro für eine Kühlung zu investieren scheint vielen verständlicherweise nicht nachvollziehbar.

In diesem Test soll gezeigt werden, was eine Wasserkühlung in der Preisklasse um die 150 Euro leistet. Der Online-Hardware-Shop www.pc-cooldown.de war so großzügig und stellte eine Wasserkühlung aus Ihrem Sortiment zur Verfügung. Das Komplettset "PC-Cooldown Midi mit einem PCC-Elox-Kühler" ist für 155,00 Euro erhältlich ( http://www.pc-cooldown.de/komplettsets.htm ). Es enthält folgende Komponenten:

- PCC Elox CPU-Kühler BAUSATZ
- Arctic-Silver 3 für 1-2 Anwendungen in 2 ml Spritzen
- Eheim 1046 Universalpumpe
- Airplex Evo 120 Radiator
- Ausgleichbehälter Modell Eheim Alufarben oder Plexi
- 3 m PVC-Schlauch 8 x 1 mm
- 10 x Kabelbinder
- 2 x Einschraubverschraubung 1/4" auf 8x1
- 1 x Einschraubverschraubung EHEIM 1046 Auslass auf Schlauch 8x1
- 1 x Molex Verlängerung 30 cm
- 1 x Lüfter Titan 120 mm
- 250 ml InnovaProtect
Bei PC-Cooldown Elox inkl. TSS

Komponenten der Wasserkühlung

Einige PC-Anwender schreckt der aufwendigere Aufbau ab. Eine Wasserkühlung besteht aus mehreren Komponenten und nicht jeder versteht auf Anhieb die neuen Bezeichnungen und Ausdrücke. Sicher, einen herkömmlichen Luftkühler nimmt man aus der Verpackung und steckt ihn auf den Prozessorsteckplatz. Das ist zwar einfacher, aber man sollte sich nicht abschrecken lassen, denn im Folgenden des Artikels werde ich genau auf die Bedeutung der einzelnen Komponenten eingehen.


Aus diesen Komponenten bestand das Wasserkühlung-Set. Auf den ersten Blick sehr komplex, was es aber nicht ist.

Nachdem ich bereits am nächsten Tag das Paket von www.pc-cooldown.de erhalten hatte, legte ich die einzelnen Komponenten übersichtlich auf einen Tisch, denn selbst jemanden, der sich mit Hardware gut auskennt, hat anfänglich Schwierigkeiten, die einzelnen Komponenten auseinander zu halten. Doch wenn man die Komponenten sortiert auf den Tisch legt, wird einem schnell die Bedeutung der einzelnen Teile klarer.  

1 Korrosionsschutz und Wärmeträgerkonzentrat 6 Wasserkühler (zwei Teile, wird später zusammengesetzt)
2 Lüfter, der auf den Radiator gesetzt wird. 7 Schläuche
 
3 Radiator, zuständig für den Wärmeaustausch 8 Anschlüsse für die Schläuche
 
4 Pumpe
 
9 Silikon und Wärmepaste
 
5 Wasser-Ausgleichsbehälter
 
10,
11
Diverses Zubehör
 

Auf der nächsten Seite wird näher auf die einzelnen Komponenten eingegangen und deren Bedeutung bzw. Aufgabe eingegangen. Doch das obige Bild und die untere Tabelle sollte einem bereits einen Überblick über den Aufbau geben. Dieser scheint sehr komplex, doch dies ist nur der erste Anschein. Wenn die Wasserkühlung einmal zusammengebaut ist, erscheint das ganze Gebilde eher unspektakulär:

Dies ist ein Beispielfoto der hier verwendeten Wasserkühlung.
Wir verwenden aber einen besseren Kupferkühler.

Grundlagen und die Komponenten einer Wasserkühlung

Um sich kurz zu fassen, kann man sagen, dass die drei Hauptbestandteile einer Wasserkühlung Pumpe, Radiator und Wasserkühler sind. Wenn man diese drei Komponenten mit einem Schlauch verbunden hat, kann man den Kreislauf mit Wasser füllen und die Wasserkühlung könnte ihren Dienst beginnen.

Radiator - Der Wärmetauscher

Der Radiator ist die Komponente in einem Wasserkühlungssystem, die für den Wärmeaustausch des Wassers an die Luft zuständig ist. Das erwärmte Wasser durchläuft die Kühlrippen und gibt somit die Wärme an die Umgebungsluft ab. Unterstützt wird der Radiator in der Regel durch einen großen Lüfter, der die Wärme schneller wegtransportiert und augrund seiner Größe weniger Lärm erzeugt als die kleinen Lüfter der herkömmlichen Prozessor-Luftkühler, welche den kleineren Durchmesser durch schnellere und somit lautere Drehbewegungen ausgleichen müssen.

Ohne einen Radiator könnte das erwärmte Wasser nicht schnell genügend abkühlen und somit den Prozessor nicht ausreichend kühlen. Es muss aber nicht unbedingt ein herkömmlicher Radiator sein. Es gibt unter anderem auch einen Passiv-Kühlturm, der ca. 1 bis 1,50m groß ist und somit auch als Wohndekoration dient. Auch hier ist die Wirkung die gleiche: Das Wasser gibt beim Durchlauf die Wärme an die Umgebung ab. Für absolute Sparfüchse reicht auch ein großer Wasserbehälter (Minimum 20 Liter), der aufgrund seiner Größe dem Wasser Zeit zum Abkühlen gibt. Diese Methode ist aber nur bedingt geeignet, da das Wasser oftmals nicht schnell genug abgekühlt werden kann.

Wasserkühler

Der Wasserkühler wird direkt auf den Prozessor gesetzt und funktioniert im Prinzip wie der Kupferteil einer herkömmlichen Luftkühlung. Der einzige Unterschied ist, dass der Wasserkühler logischerweise keine Kühlrippen besitzt, sondern von innen hohl ist, so dass das Wasser hindurchfließen und somit den Prozessor kühlen kann. Ansonsten wird der Wasserkühler genau wie ein Luftkühler auf die CPU gesetzt und hat dieselbe Funktion.

Der Wasserkühler ist unter anderem sehr entscheidend für die Kühlleistung des Prozessors. Abhängig von Wahl des Materials (Kupfer, Aluminium, etc) und der Qualität bei der Herstellung (plan geschliffene und gerade Ebene) kann es zu deutlichen Unterschiedenen in der Kühlleistung unter den verschiedenen Wasserkühlern kommen. Dies spiegelt sich auch in den Preisen wieder, die nach oben hin offen sind.

Pumpe

Die Pumper ist für den Wasserkreislauf zuständig. Hier sollte man darauf achten, dass die Pumpe ausreichend viel und schnell Wasser pumpen kann, so dass das Wasser in einem entsprechenden Tempo durch den Kreislauf fließt. Hier sollte man sich vorher auf diversen Hardwareseiten kundig machen, wie viel Wasser die Pumpe fördern muss. Denn dieses ist abhängig, welchen Durchmesser die verwendeten Schläuche besitzen. Das Wasser sollte nicht zu schnell bzw. zu langsam durch den Kreislauf fließen, denn dann ist eine optimale Kühlung nicht gewährleistet.

Ausgleichsbehälter

Der Ausgleichsbehälter sorgt dafür, dass keine Luftblasen oder andere Unterbrechungen im Wasserkreislauf entstehen. Diesen sollte man regelmäßig überprüfen, denn zeigen sich hier Änderungen, ist es sehr wahrscheinlich, dass die Wasserkühlung undicht.

Es ist zwar nicht unbedingt erforderlich, einen Ausgleichsbehälter in seinen Kreislauf zu integrieren, aber man geht ein gewisses Risiko ein.

Zubehör

Natürlich muss man die Wasserkühlung noch miteinander verbinden. Dazu benötigt man Schläuche und Verbindungsstecker. Diese müssen aufeinander abgestimmt sein, denn es gibt diese mit unterschiedlichen Durchmesser. Des Weiteren müssen diese Verbindungsstecker auch auf die jeweilige Komponente wie Wasserkühler oder Ausgleichbehälter passen. In einem Komplett-Set muss man sich darüber aber keine Gedanken machen!

Ein Muss für eine jede Wasserkühlung ist Korrosionsschutz und Wärmeträgerkonzentrat, um eine Verkalkung am Schlauchrand und an den Verbindungen zu vermeiden. Ansonsten kann es nach längerer Verwendung der Wasserkühlung dazu kommen, dass der Wasserkreislauf beeinträchtigt wird.

Aufbau, Leistung und Overclocking-Fähigkeiten einer 150€-Wakü

Bevor wir beginnen können, die Wasserkühlung der einzelnen Komponenten miteinander zu verbinden, müssen wir bei dem Set von www.pc-cooldown.de noch den Wasserkühler, den Radiator und den Ausgleichsbehälter vorbereiten. Fangen wir mit dem Wasserkühler an:

1. Schritt - Zusammenbau des Wasserkühlers

Der Wasserkühler wird in zwei Teilen geliefert, so dass später die Option besteht, den Kühler durch einen anderen zu ersetzen. Dieser wird mithilfe des Silikon-Klebers und der Schrauben wasserundurchlässig zusammengesetzt.


Der Wasserkühler besteht aus zwei Teilen

Das Zusammensetzen des Wasserkühlers stellt an sich kein Problem dar, trotzdem sollte man folgendes Beachten: Wenn man sich einmal die Rückseite des Wasserkühlers betrachtet, erkennt man die Kerbe, welche für den Sockel A (Athlon/Duron) geschaffen wurde (Der Kühler passt aber auch Intel-Prozessoren). Die große Fläche hat direkten Kontakt mit dem Prozessor, die Kerbe hängt sprichwörtlich in der Luft. Betrachtet man sich dazu das innere des Kühlers an, stellt man fest, dass sich ein Ende des Wasserlaufs auf der großen Fläche und das andere Ende auf der Kerbe befindet.


Ein- und Auslass des Wasserkühlers

Jetzt ist es wichtig, dass das Wasser zuerst in den Einlass einströmt, der über der großen Fläche beginnt. So ist gewährleistet, dass Prozessor zuerst mit dem kühleren Wasser versorgt wird. Bevor man damit beginnt, denn Wasserkühler mit den Schrauben und dem Silikon zu verschrauben, sollte man den Wasserkühler testweise ohne Silikon zusammenschrauben. Wenn ihr Euch sicher seid, wie der Kühler zusammengeschraubt wird, könnt ihr nun einen dünnen Streifen Silikon auf den Rand des Kühlers auftragen. Nun den Deckel mit den vier Schrauben festziehen. Dabei sollte eine kleine Wulst Silikon aus der Fuge hervorkommen. Nun noch die die zwei Anschlüsse mit einer Zange auf den Kühler schrauben, so dass das Ergebnis so aussehen sollte:

Das Endergebnis


2. Schritt - Radiator

Beim Radiator muss man noch den Lüfter anschrauben. Dabei sollte man darauf achten, dass die Luft in die Kühlrippen geblasen wird und nicht umgekehrt. Anschließend muss man noch die Noppen an den Anschlüssen abnehmen und die Verbindungen anschrauben, an denen man später die Schläuche anschließt.


Der fertig montierte Radiator


3. Schritt - Ausgleichsbehälter und Pumpe

Da es sich bei dem Ausgleichsbehälter um einen Plugon handelt, d.h. er wird direkt auf den Einlass der Eheim Pumpe aufgesteckt (siehe Foto). Dazu wird von der Pumpe der graue Aufsatz abgenommen, so dass nur noch der reine Anschlussstutzen herausschaut und der Tank mit einer Drehbewegung (im Uhrzeigersinn) gerade auf den Anschlussstutzen der Pumpe bis zum Anschlag aufgesteckt. Durch Anfeuchten der Doppeldichtung im Ausgleichsbehälter wird dies noch vereinfacht. Die Doppeldichtung verankert den Tank bombenfest und absolut dicht auf der Pumpe.

4. Schritt - "Leitung verlegen"

Nun ist noch erforderlich, die verschiedenen Komponenten mit den Schläuchen zu verbinden. Dazu muss man den mitgelieferten Schlauch in entsprechende Teile zerlegen, doch zuvor sollte man sich im Klaren sein, an welcher Stelle im Rechner sich Radiator, Pumpe und Ausgleichsbehälter befinden, denn das ist jedem selbst überlassen. PC-Anwender mit einem Big-Tower werden sicherlich alle Komponenten im Innern des Gehäuse unterbringen können. Anders sieht das bei einem Midi-Tower aus: hier könnte es schon mal knapp werden, so dass man gezwungen ist, beispielsweise den Radiator außerhalb des Gehäuses unterzubringen.

Habt ihr Euch festgelegt, wo die einzelnen Komponenten untergebracht werden sollen, könnt Ihr nun mit den Abmessungen beginnen. Geht dabei bewusst ein wenig großzügiger um, denn ein Knick in Schlauch sollte vermieden werden.

5. Schritt - Wasserkühler montieren und Flüssigkeit einfüllen

Bevor man aber nun die Wasserkühlung in sein System einbaut, sollte man einen Trockentest durchführen, d.h. einen Wasserkreislauf außerhalb des Rechners durchführen. Sollte dieser erfolgreich und ohne undichte Stellen verlaufen sein, kann man damit beginnen, die Wasserkühlung in sein System zu integrieren. Ich persönlich rate, die Schläuche vorher an der Wasserkühler festzuschrauben, denn macht man dies im eingebauten Zustand, besteht die Gefahr, den Prozessor aufgrund von Druck und Verschiebungen des Kühlers zu beschädigen. Wie man den Wasserkühler an den Prozessor montiert wird in folgender Grafik:

Ist der Wasserkühler einmal montiert und die anderen Komponenten miteinander verbunden, kann man nun damit beginnen, den Kreislauf mit Wasser zu füllen. Man sollte dabei auf jeden Fall dem Wasser Korrosionsschutz und Wärmeträgerkonzentrat beimischen, denn dieser sorgt für eine bessere Kühlung als mit normalen Leitungswasser. Im Gegensatz zu Leitungswasser ohne diesen Zusatz gab es in diesem Test Unterschiede bis zu 5°C. Am Besten Ihr nehmt Euch ein Gefäß zur Hand, bereitet in diesem das Gemisch vor und schüttet nun bei laufender Pumpe langsam die Flüssigkeit in den Ausgleichsbehälter.

Montage und Aufbau der Wasserkühlung

Nach all den Grundlagen und Anleitungen zum Aufbau einer Wasserkühlung kommen wir nun zum interessanten Teil dieses Artikel, nämlich zu den Testwerten. Um die Werte der Wasserkühlung zu veranschaulichen, wird ein und dasselbe PC-System benutzt und die Temperaturen ausgelesen. Dabei werden die Temperaturen genommen, welche das Mainboard liefert. Viele wissen, dass diese Temperaturen keine realen Werte sind, da der Sensor nicht direkt auf der CPU sitzt und man daher in der Regel noch 10-20°C hinzuzählen muss. Da wir aber nur die Temperaturen miteinander vergleichen, spielt dies keine Rolle.

Prozessor AMD Athlon XP 2500+ (1833@2088 Mhz, 1,75 V)
Mainboard MSI KT4V
Arbeitsspeicher 786 MB DDR PC333
Grafikkarte Radeon 9600
Festplatte Maxtor 80 GB

Temperaturen mit einem herkömmlichen Luftkühler

Bevor wir aber auf die Werte des Wasserkühlers eingehen, kommen zuerst die Temperaturen des Luftkühlers. In dem Testrechner kam bisher ein herkömmlicher Luftkühler zum Einsatz, der im November 2002 für 15,00 Euro im Handel erhältlich war. Der Titan TTC-D5TB(TC) ist ein temperaturgeregelter Kühler, der sich bis zu 3.000 mal in der Minute dreht.

Zusätzlich kamen auch insgesamt drei Gehäuselüfter zum Einsatz, um die Temperatur im Gehäuse zu senken. Dieser Umstand führte aber dazu, dass der Rechner ziemlich laut war. Die Lüftergeräusche waren selbst im Alltag nicht zu überhören und abends in aller Ruhe zu arbeiten war nicht drin. Nachdem die Lüfter für den Test abgeschaltet wurden, konnte man bereits eine deutliche Besserung verspüren. Dies ging aber auf Kosten der Temperaturen, die danach deutlich anstiegen. Nun aber zu den Temperaturen:

Werte des Prozessors mit einem herkömmlichen Lüfter ohne Gehäuselüfter

Hier sieht man die Temperaturen des Prozessors mit dem Luftkühler ohne Gehäuselüfter. Im Normalbetrieb erreicht der Athlon XP 2500+ @2089 Mhz satte 44°C bei einer Gehäusetemperatur von 31°C. Nach einem halbstündigen Durchlauf eines Burn In, der die CPU 100%ig auslastet, erreicht dieser sogar 50°C. Da dieser Testlauf im Winter durchgeführt wurde, kann man mit aller Wahrscheinlichkeit sagen, dass die CPU im Sommer deutlich wärmer wird und mit Sicherheit instabil wird. Eine Athlon XP sollte nicht viel wärmer als 50°C werden.

Werte des Prozessors mit einem herkömmlichen Lüfter und drei Gehäuselüftern

Mit drei Gehäuselüftern wird zwar die Geräuschkulisse empfindlich lauter, aber die Temperaturen sinken deutlich. Im Normalbetrieb sinkt die Temperatur um 4 Grad auf 39°C. Unter Volllast ist sogar eine noch deutlichere Verbesserung zu verbuchen, denn die Temperatur sinkt auf angenehme 43°C. Dieser Wert liegt sogar unter dem Normalbetrieb des Lüfters ohne die Gehäuselüfter. Zurückzuführen sind die verbesserten Werte auf die niedrige Gehäusetemperatur. Die Gehäuselüfter sorgen dafür, dass die Temperatur im Gehäuse um durchschnittlich 10-12°C gesenkt werden.

Temperaturen der Wasserkühlung

Nachdem ich die Wasserkühlung eingebaut hatte, fiel mir zuerst der relativ laute Radiator auf. Dieser ist zwar notwendig, um die Wassertemperatur konstant zu halten (ansonsten steigt die Wassertemperatur stetig), aber von einem flüsterleisen Betrieb ist nicht zu denken. Diesem kann man aber Abhilfe verschaffen, indem man den Stromanschluss Radiator-Lüfters andersherum einsteckt und somit der Lüfter nur noch mit 7 anstatt 12 Volt betrieben wird. Dies bewirkt, das sich der Lüfter deutlich langsamer dreht und somit weniger lärmt. Die Temperaturen waren zwar deutlich geringer als mit einem herkömmlichen Lüfter, aber unter die Werte eines Lüfters samt drei Gehäuse-Lüfter kam die Wasserkühlung nicht.

Wie deutlich zu erkennen ist, sind die Werte der Wasserkühlung und dem Luftkühler-System mit drei Gehäuselüfter nahezu identisch. Man muss aber dazu sagen, dass der Test im Winter gemacht wurde und die Luftkühlung wegen der kalten Umgebungstemperatur Vorteile hat. Im Hochsommer würden die Werte zu Gunsten der Wasserkühlung anders aussehen. Zu Not könnte man den Radiator an eine andere kühle Stelle im Raum stellen.

Fazit

Der Test hat gezeigt, dass eine Wasserkühlung eine bessere Kühlleistung wie ein herkömmlicher Luftkühler besitzt. Im Schnitt konnte die Temperatur um 5-7°C reduziert werden und der Athlon XP 2500+ konnte in angenehmen 40-45°C gehalten werden, was man von dem Luftkühler nicht behaupten konnte. Da der Test im Winter gemacht wurde und die Raumtemperatur so um die 15°C betrug, waren die Temperaturen des Luftkühlers schon sehr hoch und unter Volllast wurde die 50°C-Grenze schnell erreicht. Im Hochsommer wäre also ein stabiler Betrieb nicht denkbar, so dass sich jeder Besitzer Gedanken darüber machen sollte, sich eine bessere Kühlung anzuschaffen.

Die Frage stellt sich nun, ob man das Geld in eine Wasserkühlung oder einen besseren Luftkühler investiert bzw. sich Gehäuselüfter einbaut. Letztere Möglichkeit erfordert einiges handwerkliches Geschick, denn um eine optimale Luftzirkulation zu erreichen, muss man in die Seitenwände Löcher einschneiden und dort die Lüfter anbringen. Des Weiteren ist diese Methode abhängig von der Umgebungstemperatur, trotzdem ist ein stabiler Betrieb auch in hochsommerlichen Tagen ohne weiteres möglich. Dies gilt auch für eine bessere Luftkühlung, wobei diese auch nur auf die sich im Gehäuse befindenden Luft angewiesen ist. Entsteht hier ein Hitzestau, kann selbst der beste Luftkühler nicht für eine ausreichende Kühlung sorgen.


Der Online-Shop PC-Coodown stellte diese Wasserkühlung zum Test zur Verfügung.


Hier kann man die getestete Wasserkühlung kaufen.

Ein Wasserkühlung ist hier flexibler. Zwar erreichte die hier getestete Wasserkühlung nur durchschnittlich 5-7°C mehr als eine Luftkühlung, dafür ist die Wasserkühlung aber nicht so stark abhängig von der Umgebungstemperatur und erzeugt daher auch in heißen Sommertagen eine ausreichende Temperatur. Zu Not könnte man den Radiator an eine andere kühle Stelle im Raum stellen.

Richtige Overclocker sollten aber etwas mehr Geld in eine Wasserkühlung stecken, denn das hier getestete Set für 155,00 Euro konnte die Temperaturen nicht wirklich senken. Um einen Prozessor bis an die maximalen Grenzen zu übertakten, sollte eine Wasserkühlung die Temperaturen im Normalbetrieb schon mal um die 30°C bringen, um so eine solide Basis darzustellen. Dieses gilt aber nur für extreme Übertaktungsversuche, denn wie man hier im Test sieht, konnte ein von 1833 auf 2089 Mhz übertakteter Athlon XP 2500+ in gesunden Temperaturen gehalten werden.

Kurze Schlussfolgerung: Für normale Übertaktungen geeignet, Extreme-Overclocker sollten in eine bessere Wasserkühlung investieren. PC-Cooldown bietet hier das Komplettset "PC-Cooldown Maxi" an, dass bessere Kühleigenschaften verspricht. Besitzer einer normalen Luftkühlung sollten auf jeden Fall auf eine bessere Kühlung umsteigen.