Wasserkühlung Guide

Wasserkuehlung Tutorial

In diesem Guide zeigen wir euch wie ihr eure erste Wasserkühlung realisiert und geben euch explizite Empfehlungen für eine perfekte Custom-WaKü.

Eine Wasserkühlung gehört zur Creme de la Creme um sein System zu perfektionieren. Die Einstiegshürde ist jedoch deutlich höher als bei Luftkühlern. Deshalb hilft unser Tutorial euch zu orientieren und gibt auch konkrete Empfehlungen.

Warum überhaupt eine Wasserkühlung?

Anders als man vielleicht vermutet, ist das Geheimnis einer Wasserkühlung weniger das Wasser an sich zur Kühlung zu nutzen, sondern, dass die Wärme von der Quelle, also z.B. dem Prozessor, wegtransportiert werden kann. Ein CPU-Luftkühler muss sich, salopp gesagt, direkt am Ort des Geschehens befinden und ist demnach in seiner Größe, Gewicht und Ausrichtung begrenzt. Er muss auf den Sockel passen und darf dabei weder mit RAM, Mainboardkühlern und PCIe-Karten kollidieren. Bei einer Wasserkühlung kann die Wärme der Komponenten an einen anderen Ort gebracht werden und man ist deutlich freier was die Größe der Kühlfläche angeht. Das bedeutet: Niedrige Temperaturen bei niedriger Lautstärke.

Heute noch sinnvoll?

Während eine Wasserkühlung früher die Möglichkeit war das System leise und kühl zu betreiben, sieht das heute ein wenig anders aus. CPUs und Grafikkarten sind nicht nur effizient und verfügen über gut funktionierende Energiesparmaßnahmen, sondern auch die Kühlkörper sind zunehmend leistungsfähiger. Zudem verfügen sie immer häufiger über (semi)passive Modi. So ist bereits ein lautloser Betrieb im Idle möglich und eine laufende Pumpe brauch es im Gegensatz zur Wasserkühlung auch nicht. Auch unter Belastung lassen die großen Kühlkörper eine angenehme Lautstärke bei akzeptablen Temperaturen zu. Dies macht es Wasserkühlungen zunehmend schwerer. Zwar sind die Temperaturen im Lastzustand „unter Wasser“ deutlich geringer und die Geräuschkulisse (noch) niedriger, doch der immense Mehrwert ist nicht mehr unbedingt gegeben.

Ein Wasserkühlung ist daher viel mehr als die absolute Optimierung für Enthusiasten zu sehen. Hier wird neben dem praktischen Nutzen der Basteldrang befriedigt, einem Hobby nachgegangen und nicht zuletzt die Grenzen der Hardware ausgelotet!

Benötigte Komponenten

Zunächst sollte man sich überlegen „was gekühlt werden soll“. Oft möchten User mit einer CPU-Only WaKü starten, bei der nur der Prozessor gekühlt und später den Kreislauf erweitert wird. Davon raten wir ab, auch wenn die Hürde für einen kompletten Kreislauf zunächst höher scheint. CPUs profitieren deutlich weniger von einer Wasserkühlung als Grafikkarten und eine Erweiterung ist mit Aufwand verbunden. Man muss Wasser ablassen, eventuell die Radiatorfläche erweitern, neu verschlauchen, befüllen usw. Wir empfehlen daher die Grafikkarte und die CPU einzubinden und so direkt in den Genuss einer vollwertigen WaKü zu kommen.

Damit sind die Grundkomponenten klar:

  • Pumpe
  • Ausgleichsbehälter (AGB)
  • CPU-Kühler
  • GPU-Kühler
  • Radiatoren
  • Anschlüsse
  • Schläuche
  • und natürlich Wasser

Wir stellen euch diese nun im Einzelnen vor, geben konkrete Vorschläge und zeigen euch, was es noch so gibt.

Wichtig: Bei den Komponenten ist auf die Verträglichkeit der Materialien untereinander zu achten. So sollte niemals Kupfer und Aluminium zusammen in einem Kreislauf integriert werden. Kupfer (blank oder vernickelt) hat sich hier etabliert. Als unkompliziert gelten auch Acryl, POM, Acetal und Messing.

CPU-Kühler

Aufgabe des CPU-Kühler ist es Wärme von der CPU an das Wasser zu überführen. Wie immer benötigt es dafür viel Oberfläche. Hier in Form kleiner Finnen und Kanäle. Aktuelle Kühler reizen das Konzept aus und agieren in Sachen Kühlleistung sehr dicht beieinander. Optimierung der Hersteller liegen letzten Endes im niedrigen einstelligen Bereich, teilweise sogar im Zehntelbereich. Beim Durchfluss sind die Unterschied etwas größer. Somit kann ein Kühler durchaus nach Qualität, Preis und auch Optik gewählt werden. Gerade bei ersterem gibt es riesige Unterschiede, die von billigen China-Kunststoff bis hin zur handpolierten Wertarbeit reichen.

Ein aktuellen Vergleichstest von verschiedenen Wasserkühlern findet ihr hier: 8 Wasserkühler im Vergleich

Der Watercool Heatkiller IV gehört unserer Meinung nach zu den besten Kühlern überhaupt. Neben der sehr hohen Leistung steht hier die Qualität ganz vorn und auch beim Durchfluss gibt man sich keine Blöße. Sowohl bei der Materialwahl als auch in der Verarbeitung ist der „Made in Germany“ Kühler überragend.

Watercool Heatkiller CPU
Watercool Heatkiller IV Intel
TechN CPU Wasserkühler AM4
TechN AM4

Noch etwas mehr Leistung bringt der TechN Wasserkühler, welcher der aktuell leistungsfähigste Wasserkühler ist. Qualitativ ist der in Deutschland gefertigte Kühler ebenso überragend.

Für die Sparfüchse bieten sich die stylischen Kühler von Bykski oder Barrow an.

Grafikkartenkühler

Wenn man bereits eine Grafikkarte im Custom-Design besitzt, ist man mit der Kühlerwahl eingeschränkter. Hier haben vor allem EKWB, Bykski und Alphacool zahlreiche Designs im Angebot, welche man über die Herstellertools ermitteln kann.

Einfacher hat man es, wenn man eine Grafikkarte im Referenzdesign besitzt. Hier bietet jeder Hersteller diverse Modelle an. Es ist darauf zu achten, dass es sich um einen „Full-Cover“ Block handelt, also sämtliche Komponenten auf der Grafikkarte aktiv gekühlt werden. Die Installation des GPU-Kühlers ist etwas aufwändiger und kann je nach GPU-Hersteller mit einem Garantieverlust einhergehen – aber es lohnt sich.

Phanteks Glacier RTX 2080 TI
Phanteks Glacier für die 2080 TI

Unter den vielen GPU-Kühlern haben sich für uns der Heatkiller von Watercool und auch der Phanteks Glacier qualitativ besonders hervorgetan. Mit Bykski bekommt man ebenfalls zahlreiche Designs zu einem fairen Preis in gehobener Qualität! Hier lohnt sich ein Blick in den Shop von EZModding.

Weitere Kühler

Neben den beiden Kernkomponenten gibt es Weitere, die man in den Kreislauf einbinden kann. Darunter SSDs, M2, das Mainboard (VRMs), der Arbeitsspeicher usw. Bei aktuellen Systemen ist dies jedoch eher zu einem Gimmick für Enthusiasten geworden und i.d.R nicht mehr nötig bzw. geht mit einem hohen Mehraufwand einher. Hier muss im Einzelfall entschieden werden.

Radiatoren – welche Fläche, Dicke, intern oder extern

Radiatoren kümmern sich, zusammen mit den auf ihnen verbauten Lüftern, um die Kühlung des Wassers und sind damit das zentrale Element einer Wasserkühlung. Anhand ihrer Dimensionierung entscheidet sich die Leistungsfähigkeit der Wasserkühlung. Mit sehr hochdrehen Lüftern könnte man ein komplettes System auch mit einem 240 mm Radiator bändigen, das ist aber nicht unbedingt Sinn einer WaKü.

Zu der benötigten Radiatorfläche gibt es daher diverse Faustregeln, an denen man sich orientieren kann

  • 120 mm Radiator pro 100 W für moderate Lautstärke
  • 120 mm Radiator pro 75 W für Silentsysteme

Desto mehr Fläche man hat, umso leiser kann man sein System am Ende kühlen.

Eine Dicke von 30 mm ist vollkommen ausreichend und kommt langsamen Lüftern entgegen, die dickeren Radiatoren bringen hier kaum einen Mehrwert und machen nur die Platzierung schwer. Hier lohnt sich ein Blick in unseren 360 mm Radiatorvergleich

Bei der Faustregel ist bei internen Radiatoren aber zum Einen der Gehäuseaufbau zu berücksichtigen. Ein Radiator kann z.B. vor einer geschlossenen Gehäusefront nicht sein gesamtes Potential abrufen. Zum Anderen können sich interne Radiatoren gegenseitig beeinflussen. Bekommt ein Radiator die Abluft des anderen, sinkt seine Effizienz deutlich.

Für ein Gamingsysteme bestehend aus einem Ryzen 3900X und einer Gaminggrafikkarte vom Typ einer Nvidia GeForce 2080, sollte man daher schon eine Fläche von 420 mm oder mehr einplanen.

Radiatorempfehlung

Gute Erfahrungen haben wir mit den Alphacool NexXxos Radiatoren, die mit einer relativ geringen Breite und durch Schutzblechen unter den Gewinden überzeugen. Die kompakten Maße sorgen für eine hohe Kompatibilität zu viele Gehäusen. Noch ein wenig wertiger, aber schwerer zu bekommen sind die Hardwarelabs GTS Modelle, auf denen auch Corsairs Radiatoren* basieren.

alphacool radiator
Alphacool NexXxos mit 45 mm

Einen Test mit Modellen von Alphacool, Aqua Computer, Watercool und EKWB haben wir hier für euch: 360er Radiatoren im Vergleichstest

Deutlich einfacher und ungleich stärker ist ein externer Radiator wie der MO-RA3 von Watercool. Dieser hat eine enorme Fläche, kann frei Arbeiten und ist unabhängig vom Gehäuse. Es gibt ihn als 360er (9x 120mm Lüfter) oder 420er (9x 140 bzw 4 x 200 mm Lüfter). Er benötigt zwar Platz, dafür kann das Gehäuse kleiner dimensioniert werden. Auch die Planung ist etwas aufwändiger. Hier gilt es sie Schläuche aus dem Gehäuse zu führen.

Watercool Mo-Ra 3 Test Review
MO-RA 360

Optimalerweise mit Schnellverschlüssen um den Mo-Ra vom Rechner lösen zu können. Weiterhin sollte man einen internen Radiator als Notfall haben um das System auch bei abgeklemmten MO-RA nutzen zu können.

Pumpen und Ausgleichsbehälter

Damit das Wasser im Kreislauf zirkuliert bedarf es einer Pumpe. Hier haben sich die Laing (mittlerweile Xylem) D5, DDC, sowie die Eheim, in Form der Aquastream, etabliert.

Viele Pumpen haben wir bereits in einem großen Pumpen-Vergleich getestet

Die D5 ist dabei eine gute Standardempfehlung. Sie ist leise, flexibel und bietet einen hohen Durchfluss. Es gibt sie unter verschiedenen Labels wie etwa als VPP655, Watercool D5, oder der aufgewerteten D5 next. Sie lässt sich in der PWM Variante direkt über das Mainboard oder in der „analogen“ Ausführung über einen Regler an der Rückseite steuern. Bis zur Stufe 3 bzw. 60% PWM ist die D5 sehr leise. Da die Pumpen „nackt“ kommen, müssen mit einem sogenannten Deckel oder direkt mit einem AGB versehen werden. Als Alternative empfiehlt sich die DDC. Welche als angenehmer empfunden wird, ist stark subjektiv.

aquastream ultimate
Aqua Computer Aquastream Ultimate
Watercool D5
D5 von Watercool mit Poti

Die Aqua Computer Aquastream Ultimate ist hingegen ein Derivat der Eheim Pumpen. Die große und recht klobige Pumpe kommt mit zahlreichen Features (Temperaturüberwachung, Lüftersteuerung usw. ) und benötigt im Gegensatz zur D5 keinen Deckel, ist also „ready-to-use“. Ihr Klangbild ist brummiger, lässt sich mit einer Entkopplung (Shoggy Sandwich) aber etwas dämmen.

Als Alternative zu den Großen gilt die Magicool DCP450 als günstigen und überaus leisen Geheimtipp. Die Pumpe ist stark genug für die meisten Kreisläufe, leise und sehr günstig, benötigt aber etwas Sorgfalt bzgl. der Dichtungen. Sie hat bereits einen AGB integriert. Leider ist sie aktuell schwer zu bekommen und die Produktion sogar eingestellt worden.

Ausgleichsbehälter (AGB)

Zunächst steht die Entscheidung ob der Ausgleichsbehälter auf der Pumpe oder separat verbaut werden soll. Im letzten Fall muss die Pumpe mit einem Top/Deckel versehen werden. Direkt am Ausgleichsbehälter muss auf eine Entkopplung geachtet werden, damit sich die Vibrationen der Pumpe nicht auf das Gehäuse übetragen.

Ausgleichsbehälter gibt es in zahlreichen Größen und optischen Ausführungen. Sein Volumen beeinflusst vor allem wie komfortabel sich der Kreislauf befüllen lässt. Im fertigen Loop spielt die Wassermenge keine große Rolle mehr und daher kann man sich dort beruhigt an den Platzverhältnissen orientieren. Unter 150 ml ist das Befüllen jedoch etwas umständlich.

Watercool Heatkiller Tube
Heatkiller AGB mit Fittings

Günstige AGBs setzen auf Kunststoffglas wie Acryl, hochwertige Modelle auf Echtglas, das sich deutlich widerstandsfähiger zeigt. Unsere Luxus-Empfehlung liegt auch hier bei den Watercool Heatkiller AGBs und dem Aqua Computer Ultitop für D5 Pumpen. Günstiger wird es mit den Byski AGBs.

Anschlüsse, Schläuche und Wasser

Die Anzahl der Anschlüsse, auch Fittings genannt, richtet sich nach den verbauten Komponenten. Pro Teil bedarf es zwei Anschlüsse. Es ist immer sinnvoll 2-3 mehr da zu haben. Die Gewindegröße von G ¼“ ist mittlerweile Standard. Die Preisspanne liegt zwischen 2€ bis 8€ pro Anschluss, je nach Farbe, Qualität und nicht zuletzt Markenlogo. Das kann also schnell ins Geld gehen. Ansprechende und dabei noch recht günstige Anschlüsse gibt es von Barrow. Noch günstiger, aber schmuckloser, geht es mit NoName Fittings z.b. von Caseking.
Winkelstücke sind nicht unbedingt notwendig, helfen aber bei der Verschlauchung, verhindern Knicke und werten die Optik auf – zu einem gewissen Aufpreis.

Als Schlauchgrößen haben sich 13/10 (Außen-/Innendurchmesser) und 16/10 etabliert. Letztere wirken in kleineren System aber schnell sehr klobig und sind durch ihre dicke Wand recht starr, dafür knicksicherer. Danach müssen auch die Fittinge gewählt werden, also z.b. G ¼ 13/10.
Die Wahl des Schlauches ist eine der Wichtigsten. Eine falsche Wahl kann fatal sein. Nämlich dann, wenn z.B. Weichmacher ausgespült werden und den schönen Kreislauf verstopfen und optisch ruinieren. Als transparente Schläuche mit recht wenig Weichmachern empfehlen sich die Mayhems Ultra Clear. Noch sicherer ist man mit den schwarzen EK ZMT Schläuchen (16/10) oder den Watercool EPDM (13/10).

Kühlflüssigkeit

Auch wenn die Hersteller immer wieder diverse Wunderwasser anbieten sind diese nicht nötig und bringen nicht selten Probleme mit sich. Kritisch sind farbige Flüssigkeiten zu sehen, da die Partikel sich im Kreislauf absetzen können. Gänzlich abraten würden wir hier von Pastellfarben. Sie eignen sich daher eher für Showzwecke und verstopfen schnell die feinen Kühlstrukturen.
Erfahrene Nutzer mischen destilliertes Wasser mit einem Korrosionsschutz (G48). Aus eigener Erfahrung können wir die Aquacomputer DP Ultra Kühlflüssigkeit empfehlen.

Lüfter

Auch eine Wasserkühlung wird letzten Endes mit Luft gekühlt und dafür bedarf es Lüfter. Die besten 120 mm Radiatorlüfter haben wir ein einem Test zusammengefasst! Dort haben sich die Noctua A12x25* als aktuell beste Lüfter bewiesen. Eine günstige Alternative sind die Arctic P12* bzw die Arctic P14* als 140mm Alternative.

Sensoren, Steuerung und andere Extras

Aus den oben genannten Komponenten lässt sich bereits eine komplette und starke Kühlung realisieren. Natürlich sind die möglichen Extras nahezu unbegrenzt und können nach Bedarf in den Kreislauf integriert werden. Während sich ein Durchflusssensor (Aqua Computer High Flow) eher als Luxusgut entpuppt, ist ein Temperatursensor eine Empfehlung. Auch über ein T-Stück mit Ablasshahn am tiefsten Punkt des Kreislaufes ist nachzudenken. Als starke Steuerungszentrale hat sich die Aqua Computer aquaero Platine bewährt, die eine unerschöpfliche Funktionsvielfalt und Überwachungsoptionen bietet. Fast auf dem gleichen Level ist das von uns getestete Aqua Computer OCTO, wenn man nur auf PWM-Lüfter setzt.

Wasserkühlung – Aufbau und Hinweise

Reihenfolge der Komponenten

Nicht selten kommt bei der Verschlauchung die Frage nach der perfekten Reihenfolge der Komponenten in einer Wasserkühlung. Dabei ist jedoch nur zu beachten, dass sich der AGB vor der Pumpe befindet und höher als diese liegt. Das Wasser muss beim ersten Befüllen durch die Schwerkraft in die Pumpe fließen, da diese nicht selbst ansaugen kann.
Die restliche Reihenfolge ist, aufgrund der geringen Temperaturdifferenz im Kreislauf, zu vernachlässigen und sollte nach praktischen Schlauchwegen vorgenommen werden. Es ist also nicht notwendig einen Radiator zwischen zwei Komponenten zu setzen.
Wichtig ist in Reihe zu verschlauchen: Vom Ausgang einer Komponente zum Eingang der Nächsten. Radiatoren haben dabei (meistens) kein spezifizierten Ein-/Ausgang, Pumpen jedoch schon. Bei Kühlern kommt es auf das Modell an, oft gibt es hier einen expliziten Eingang für die optimale Temperatur und Leistung.

Wie viel Durchfluss ist optimal?

Bezüglich des optimalen Durchflusses gibt es die verbreitete Aussage „mehr als 40 oder 60 Liter pro Stunde bringen keinen Unterschied“. Das ist so nicht richtig. Die Temperaturen sinken auch darüber noch. Auch mit 100 oder gar 200 Liter/Stunde fallen die Temperaturen noch ein wenig. Einige Kühler profitieren besonders von hohen Durchflusswerten (z.b. der Anfi-Tec drei). Es ist jedoch so, dass sich in der Größenordnung von 60 – 80 l/h eine Art Sweetspot befindet. Darüber wird der Zugewinn zunehmend geringer, während Lautstärke durch die Pumpe ansteigt bzw. die Kosten für eine zweite Pumpe schwer zurechtfertigen sind.

Montage

wakü cpu kühler

Moderne CPU-Kühler sind dabei genau so einfach montiert, wie von Luftkühlern gewohnt. Lediglich die GPU Bedarf etwas mehr Aufwand, da hier der Werkskühler demontiert werden muss und anschließend Wärmeleitpads gemäß der Anleitung angebracht werden müssen.

Heatkiller Montage
vorbereitete GPU
Heatkiller GeForce
Heatkiller auf GPU

Die Schläuche werden möglichst gerade abgeschnitten. Eine scharfe Haushaltsschere oder Cuttermesser genügen und spezielle Schlauchschneider sind nicht nötig. Die Schläuche werden auf die Anschlüsse gesteckt und anschließend mit der Überwurfmutter gesichert. Bei den Anschlüssen gilt immer: Nur handfest eindrehen und kein Werkzeug benutzen. Das gilt umso mehr bei Acrylgewinden, die schnell reißen können!

Fitting
Schlauch auf offenem Fitting

Für die erste Inbetriebnahme sollte man die Netzteilkabel von der Hardware entfernen und nur die Pumpe anschließen. Etwas Küchenpapier unter den Anschlüssen ist für den ersten Dichtigkeitstest empfehlenswert. In dem man das Netzteil überbrückt, dafür gibt es im Zweifel fertige Adapter, läuft nur die Pumpe und man befüllt den Kreislauf schrittweise über das Nachfüllen des AGBs. Die Pumpe darf nicht trocken laufen, also rechtzeitig abschalten! Ist der Kreislauf gefüllt, lässt man das Wasser eine Weile zirkulieren und füllt bei Bedarf nach, falls sich doch noch Luftpolster lösen. Ist man sicher, dass alles trocken ist, kann die Hardware wieder angeschlossen werden. In den ersten Tagen werden sich immer wieder Luftblasen lösen, daher ist der Wasserstand ggF. aufzufüllen!

WakÜ Loop
Fertiger Kreislauf

Zusammenstellung: High-End und Budget

Folgend zeigen wir euch zwei beispielhafte Zusammenstellungen. Einmal eine Luxusvariante und einmal eine Basic-Version mit gutem Preis/Leistungsverhältnis. Gekühlt werden soll GPU + CPU mit einer Radiatorfläche von 360 mm + 240 mm.

High-EndBudget
CPU-KühlerWatercool Heatkiller IV (85€)Eisblock XPX* (40€)
GPU-KühlerWatercool Heatkiller IV (150€)Barrow (90€) / Alphacool (100€)
RadiatorenCorsair-Radiator* (140€)Alphacool NexXxos* (110€)
PumpeAlphacool VPP655 (70€)Magicool DCP450 (40€)
AGBWatercool Heatkiller Tube (85€)
AnschlüsseBarrow + Winkel (50€)NoName (25€)
SchläucheEK ZMT / Watercool EPDM (10€)Mayhems Ultraclear / Watercool EPDM (10€)
Lüfter5x Noctua A12x25*(150€)6x Arctic P12* (30€)
Sonstigesaquaero 6 (ab 100€)
Temperatursensor (10€)
Durchflusssensor (40€)
Gesamt~ 600-900€~ 350€

Man sieht, eine umfassende Wasserkühlung kann bereits mit „kleinerem“ Budget realisiert werden und man bekommt ein leises, kühles und schönes System. Nach oben gibt es kaum Grenzen. Der Aufpreis wird dabei weniger mit einer höheren Leistung, aber mit einer edle Verarbeitung und hohem Funktionsumfang entschädigt.

Nun wünschen wir euch viel Spaß mit eurer ersten Wasserkühlung. Bei Fragen stehen wir euch gern zur Verfügung, gerne könnt ihr eure Projekte auch in unserem Forum präsentieren!

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