• PC-Gehäuse effektiv kühlen: wo liegen die Schwachstellen und was sollte besondere Beachtung finden

    Die effektive Kühlung und die damit einhergehenden thermischen Eigenschaften eines PC-Systems und dessen verwendeten Bauteile, hängen von einigen Faktoren ab. Den größten Einfluss hat dabei der Prozessor-Kühler, sofern keine zusätzliche Grafikkarte im System steckt, doch auch der beste CPU-Kühler kann seine volle Leistung nur bedingt abliefern, wenn das Drumherum nicht stimmig aufgebaut wurde.



    Das bedeutet, wenn im Gehäuse gar keine oder nur sehr wenige und durchsatzschwache Gehäuselüfter vorhanden sind, oder diese auch noch falsch positioniert sind beziehungsweise nicht den richtigen Airflow entwickeln, dann kommt selbst der größte und leistungsfähigste CPU-Kühler viel schneller an sein Limit, da diesem nur wenig kühlere Außenluft oder gar warme Luft aus einem sogenannten Luftstau zur Verfügung steht. Worauf man im Detail bei einer guten Gehäusekühlung achten sollte und was für Möglichkeiten es gibt, soll in diesem Ratgeber näher erläutert werden.


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    Anmerkung: Die wenigsten PC-Schrauber sind Physiker oder Energietechniker, so dass die Kühltechnik nur auf logischer Denkweise und nicht auf hochgradigen Berechnungen basieren kann. Das subjektive Empfinden sowie die Ergebnisse von separaten Programmen und Temperatursensoren können die eintretenden Verbesserung aber optisch untermauern.

    Vorbereitung


    Erste Warnzeichen für einen schlecht gekühlten bzw. belüfteten Desktop-PC ergeben sich, wenn ungewöhnlich laute Lüftergeräusche, z.B. kommend vom CPU- und GPU-Kühler, dem Netzteil- oder dem Gehäuse-Lüfter, falls vorhanden bemerkt werden. Denn steigt für gewöhnlich die Temperatur im inneren des Systems vorerst nur leicht an und die die Lüfter arbeiten mit höherer oder sogar maximaler Drehzahl, um das gewohnte Temperaturniveau bzw. den Leistungsgrad erreichen zu können und über Pulsweitenmodulation (PWM), sprich eine automatische Lüfterregelung verfügen. Damit einhergehen können auch sporadische Abstürze von Programmen, das Stocken von Spielen (Rucklern) oder sogenannte Freezes, bei welchen sich das Betriebssystem einfach weg hängt und nur mit Hilfe eines Hard-Resets wieder neu gestartet werden kann. Solche Symptome zeigen sich in vielen Fällen, wenn die Temperatur von Hauptprozessor, Grafikkarte, Ram oder Mainboard eine kritische Grenze überschreitet, und die Leistung der Komponenten durch implementierte Schutzmechanismen automatisch reduziert wird.


    Um auf einfachen Weg herauszubekommen, ob das Temperaturniveau von einzelnen Komponenten oder des gesamten Systems zu hoch ist, gibt es kleine Freeware-Tools (kostenlose Software) wie HWMonitor, Core-Temp, GPU-Z um mal einige klassische Beispiele zu nennen. Mittels dieser Programme lassen sich die Temperaturen über in den einzelnen Hardware-Komponenten verbauten Sensoren auslesen, insofern diese voll unterstützt werden. Die angezeigten Werte sind aber niemals 100%ig verlässlich und könne auch mal komplett falsche Informationen ausgeben, sie dienen lediglich als grobe Richtwerte oder Anhaltspunkte. Im günstigsten Fall sollten die ermittelten Daten mit einem zweiten Tool gegen getestet werden.


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    Bei AMD lässt sich die Grafikkartentemperatur auch über das Catalyst-Center ablesen, ansonsten ist GPU-Z ein sehr zuverlässiges und weit verbreitetes Tool

    Obwohl die ermittelten Temperatur-Werte weitestgehend Hardwarespezifisch sind und zusätzlich auch stark von der Umgebungstemperatur abhängen, sollten die ausgelesenen Temperaturen des Prozessor im Idle um die 35 Grad und unter Vollast nicht mehr als 60 Grad betragen. Während niedrigere Temperaturen immer besser sind und dies das Ziel sein sollte, verkürzen höhere Werte die Lebensdauer der Hardware, wenngleich dieses nicht sofort bemerkbar wird. Im Vergleich zur CPU darf die Grafikkartentemperatur auf etwas höherem Niveau liegen, was dann kein Grund zur Besorgnis darstellt. Während bei Desktop-Grafikkarten im Leerlauf je nach Modell zwischen 40 und 50 Grad als normal angesehen werden dürfen, sollte die Temperatur unter Volllast nicht mehr als 75 bis 90 Grad betragen.


    Wenn die Temperaturen mehrere Komponenten oder sogar des gesamten Gehäuse-Innenraumes über einen längeren Zeitraum auf höherem Niveau verweilen, sollte man über die Optimierung des Airflow nachdenken sowie eine Verbesserung dessen in Betracht ziehen.


    Die herkömmliche Gehäusebelüftung kann man in Überdruck und Unterdruck unterteilen. Der Unterdruck bedeutet, wenn mehr Luft heraus gesogen wird, als eigentlich hineingelangt. Ein Überdruck entsteht, wenn mehr Luftmasse in das Gehäuse gebracht wird als heraustransportiert werden kann, wobei dieser die schlechtere beider Möglichkeiten darstellt, da sich so schnell ein ungeliebter Hot-Spot sowie ein Hitzestau an wenig durchlüfteten Stellen bilden kann, weil die erzeugte Abwärme nicht zügig genug abtransportiert wird.


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    Dabei bestimmt das Gehäusemodell im Zusammenspiel mit dem gegebenen Formfaktor, den möglichen Airflow, denn es gibt PC-Behausungen mit sehr wenigen bzw. gar keinen vorgesehenen Lüfteraufnahmen, andere dagegen haben übermäßig viele, welche in diesen Mengen überhaupt keinen brauchbaren Sinn ergeben. Einfache Desktop- und HTPC-Gehäuse, sind in der Mehrzahl ausschließlich mit einem rückwärtigen Impeller ausgestattet oder bieten dort zumindest eine Einbaumöglichkeit für diesen. Dort zieht der Propeller die aufgewärmte Luft aus dem Gehäuse und der Unterdruck sorgt dafür, dass die benötigte kühle Frischluft durch sämtliche Öffnungen und Spalten in das Case hineingesaugt wird. Anderweitig gibt es mittlerweile auch Modelle, meistens zur Gattung der Midi- oder Big-Tower gehörend, die neben Lüfterhalterungen im Heck, auch einige in der Front, im Seitenteil, im Deckel und/oder sogar im Gehäuseboden besitzen. Unserer Erfahrung nach bringen Ventilatoren im Seitenteil so gut wie keine nennenswerten Vorteile für die Senkung der Gesamt-Gehäuse-Temperatur, sondern erreichen eher das Gegenteil, da sie den natürlichen Luftstrom von der Front zum Heck bzw. Boden zum Deckel, stören können. Dies kann aber von Fall zu Fall, also Gehäuse-Art und verwendete Komponenten, doch unterschiedliche Auswirkungen haben, so das ein Versuch nie falsch ist. Wer eine wirklich effektive Luftkühlung realisieren will, sollte den natürlichen Kamineffekt mit in die Belüftung des Desktop-Gehäuses einkalkulieren (warme Luft ist leichter als kalte und steigt auf).


    Anmerkung: Silverstone bietet mit dem Raven und dem Fortress FT02 ein bereits Schallgedämmtes Gehäuse, was sich ausschließlich den natürlichen Kamineffekt zu Nutze macht. Möglich wird dies durch eine Drehung des Mainboards um 90 Grad, so dass sich sämtliche Anschlüsse im Gehäusedeckel befinden. Die Luft wird durch 3 langsam drehende und dadurch leise 180 Millimeter Lüfter im Gehäuseboden eingesogen und mittels einem 120 Millimeter-Pendant im Deckel wieder aus dem Gehäuse transportiert. Durch den Kamineffekt reicht dieser eine herausblasende Lüfter auch aus, da die überschüssige warme Luft alternativ zusätzlich alleine entweichen kann, was den Geräuschpegel nachhaltig verbessern sollte. Mit rund 200 Euro sind die ausgefallenen Silverstone-Gehäuse zwar nicht billig, aber das Preis/Leistungs-Verhältnis spricht für sich, da diese schon mit allen nötigen Lüftern bestückt sind.

    Kamineffekt beim Silverstone Fortress FT02

    Standort des Rechners:


    Auf der Rückseite des klassischen Desktop-PC befindet sich das Netzteil und dessen Lüftungsöffnung, die Ausgänge sowie der Luftauslass der Grafikkarte(n) und der rückwärtige Propeller vom Gehäuse, so dass dort ausreichend Freiraum zur Wand existieren sollte, damit es nicht zu einem Wärmerückstau kommt. Des Weiteren sollte der PC, wie auch andere Elektro-Geräte, nicht direkter Sonneneinstrahlung ausgesetzt werden, das diese noch zusätzlich aufgeheizt werden.



    Gehäuse aufräumen und reinigen:


    Eine Vielzahl von Desktop-Gehäusen bieten heutzutage vermehrt die Möglichkeiten, sämtliche für den Betrieb benötigte oder ungebrauchte Kabel hinter dem Mainboard-Träger entlang zu legen, was nicht nur für Ordnung sorgt, sondern vielmehr die durchströmende Luft oberhalb des Boards nicht behindert und somit auch dem gesammten Luftzug nicht im Wege steht.


    Ebenfalls ist es essentiell wichtig, das Gehäuse regelmäßig zu reinigen, mehr dazu in unserem bereits veröffentlichtem Reinigungs-Ratgeber.



    Richtiger CPU-Kühler:


    Die oft als günstigste Lösung im Desktop-Segment verwendeten Boxed-Kühler der Prozessor-Entwickler, sind meist ausreichend für die Kühlung der CPUs, welche im PC-Gehäuse genügend Gehäuselüfter besitzen bzw. keine Leistungssteigerungen in Form von Overcklocking angedacht ist. Jedoch werden diese bei höherer Last schnell an die Grenzen getrieben (je nach Prozessor-Modell) und auch teilweise dann störend laut. Wichtig ist es auch, den CPU-Kühler anhand des anzuwendenden Luftstroms auszuwählen. Falls man einen Top-Flow-Kühler, für kleinere Gehäuse wählt, kann es von Vorteil sein, im Seitenteil ein luftdurchlässiges Mesh-Gitter mit Lüfteraufnahmen zu haben, damit der Prozessor-Kühler genügend Frischluft durch dieses ziehen oder bei Bedarf auch noch zusätzlich ein weiterer Gehäuselüfter dazu geschallten werden kann. In größeren Desktop-Cases, welche ausreichend Platz bieten, empfiehlt es sich immer einen Kühler aus dem Zubehör-Bereich im Tower-Aufbau einzusetzen, da diese in der Praxis zumeist die besseren Kühl-Ergebnisse bringen, sich dem User deutlich mehr Auswahl bietet und auch beim Preisniveau im allgemeinen günstiger ausfallen. Vorteile daraus, die Propeller können mit weniger Geschwindigkeit bei gleichbleibendem Temperaturniveau arbeiten und somit durch weniger Lärmbelastung im Gesamt-System punkten.


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    Für Enthusiasten könnte zudem eine Wasserkühlung, die nahezu unabhängig von der Gehäusekühlung agiert, von größerem Interesse sein. Vorteil der Wakü ist eine meist höhere Kühlleistung, gekoppelt mit einem niedrigeren Geräuschpegel, sofern die Pumpe und der eingesetzte Lüfter nicht die günstigsten Lösungen darstellen. Dass eine Wasserkühlung generell keine Geräusche verursacht können wir so nicht untermauern! Denn der Luftaustausch der Radiatoren erfolgt ebenfalls über klassische Lüfter, welche funktionsbedingt immer ein mehr oder weniger hörbares Geräuschniveau erreichen. Aber auch die für den nötigen Wasserdurchfluss nötige Pumpe arbeitet nicht Geräuschlos. Allerdings lassen sich über eine Wasserkühlung, sofern sie entsprechend ausgelegt wurde und auch erweiterbar ist, CPU, Grafikkarte, Northbridge und RAM mit Zusatzmodulen gleichermaßen kühlen.


    Für die Anwender, die absolute Silententhusiasten sind, empfiehlt sich eine komplett passive Kühlung der Komponenten, wie auch des Gehäuses selbst. Allerdings muß dieses noch mit erheblichen Einschränkungen in der am Ende zu erzielenden System-Leistung einhergehen. Pauschal lässt sich derzeit sagen, das die Umsetzung vollkommen passiv gekühlter Office- oder HTPC-Systeme mit ausreichender Performance durchaus uneingeschränkt realisierbar ist. Selbst Netzteile gibt es mittlerweile in passiver Bauweise, welche ein System komplett lautlos machen können. Empfehlenswert ist aber dennoch zumindest einen langsam laufenden, leisen 120/140-Millimeter-Lüfter im Heck zu platzieren, damit die warme Luft auf Basis des Unterdrucks aus dem Gehäuse-Inneren herausgesogen werden kann. Dieses Prinzip ist erstens auch unhörbar und zweitens schafft man sich so mehr Reserven für heißere Tage oder schlechtere Stellplätze.



    Kühlung von Festplatten:


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    Wer schnell drehende Festplatten in seinem Desktop-System bevorzugt, sollte sich bewusst machen, dass diese durch bewegliche Teile und dessen Reibung verstärkt Abwärme produzieren. Gerade Festplatten mit 7.200 und mehr Umdrehungen sollten mit in den Luftfluss des Gehäuses integriert werden. Am besten erreicht wird dieses durch die Platzierung von Gehäuselüftern vor den Festplattenkäfigen (die meisten Desktop-Gehäuse besitzen für diesen Zweck schon entsprechende Einbauplätze). Nach Möglichkeit sollten die Festplatten auch nicht zu dicht "gepackt" werden, da dann ein ungewünschter Hotspot möglicher wird oder zumindest eine größere Wärmequelle entsteht. Separate Festplattenkühlsysteme mögen zwar recht effektiv arbeiten, stehen aber in keinem Verhältnis zum generierten Geräuschpegel. In Zeiten, wo SSDs mit immer niedrigere Abwärmeentwicklung und Energieverbrauch auf den Markt kommen und auch stetig im Preis fallen, sollte sich vor dem Neukauf überlegt werden, eine Mischbestückung aus schneller SSD und einer langsam drehenden Festplatte in Erwägung ziehen. Somit kann das Wärmeaufkommen des Gesamt-Systems weiter reduziert werden und der Aufwand für eine effektive Kühlung fällt geringer aus.



    Für weitere Fragen rund um das Thema Aufbau einer effektiven Desktop-Kühlung oder auch einzelner Komponenten steht das TecCentral-Forum jederzeit offen.

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