Wasserkühlung ohne Pumpengeräusche, Leiser Betrieb von AIO Kühlern

Allgemeines

Wasserkühlungen halten in letzter Zeit vermehrt Einzug in die Gehäuse vieler PC Enthusiasten. Das liegt wohl vor allem daran, dass All-In-One (AIO) Wasserkühlungen fast so leicht zu installieren sind wie die herkömmlichen Luftkühler. Eine AIO Wasserkühlung ist ein bereits beim Kauf gefülltes, geschlossenes Gesamtsystem, bei dem ein Kühlkörper mit integrierter Pumpe mit zwei Schläuchen mit einem Radiator verbunden ist. D.h., es muss keine Kühlflüssigkeit eingefüllt, sondern 'nur' der Kühlkörper auf CPU (bzw. GPU) montiert und der Radiator in das Gehäuse eingebaut werden. Dabei nehmen AIO Wasserkühlungen wenig Platz in direkter Nähe zur CPU ein und lassen so Raum für andere Komponenten. Außerdem ist der aufgeräumtere Innenraum besonders bei den PC-Besitzern beliebt, die Geäuse mit einem durchsichtigen Seitenteil betreiben. Nachteilig kann in dem Zusammenhang sein, dass der sonst von CPU-Lüfter erzeugte Luftstrom fehlt, den man in konventionell gekühlten Sytemen auch nutzen kann, um die Spannungswandler oder RAM Module mit zu kühlen.
In diesem Abschnitt betrachte ich vor allem die AIO Wasserkühlungen, wobei die meisten Ausführungen prinzipiell auch für Modelle mit externer Pumpe ihre Gültigkeit behalten.

Die Ursache

Auch bei Wasserkühlungen gibt es für die Geräuschentwicklung mehrere Ursachen. Zuerst sind es wie auch bei Grafikkarte und dem Gehäuse selbst die Lüfter, die am Radiator einer Wasserkühlung für den notwendigen Wärmeaustausch sorgen. Dabei unterscheiden sich die Gesichtspunkte zum Thema Lüftergeräusche nicht von denen, die ich bereits an anderer Stelle ausführlich beschrieben habe und daher will ich an dieser Stelle nicht nochmals darauf eingehen. Neben den durch die Lüfter verursachten Geräusche gibt es bei den Wasserkühlungen noch zwei weitere Geräuschquellen. Einerseits ist es natürlich das Pumpengeräusch, welches aber selbst in 'high flow' Konfigurationen (also dort, wo die Pumpe mit hoher Drehzahl betrieben wird) meist recht leise ist. Zum Zweiten existiert da aber auch noch ein zweite Art von Geräuschen, welche von manchen Wasserkühlungen ausgehen und die man mit dem richtigen Aufbau meist komplett eliminieren kann: das Gurgeln und Blubbern der Kühlflüssigkeit bzw. auch das Heulen der Pumpe. Also will ich erst kurz auf die normalen Betriebsgeräusche der Pumpe eingehen und mich im Rest des Abschnitts dann der zweiten Ursache zuwenden und euch dabei helfel, diese Geräusche in den Griff zu bekommen.

Die Abhilfe

Wie gerade erwähnt ist das Geräusch der Pumpe selbst meist von eher untergeordneter Bedeutung. Auch wenn man im Internet gelegentlich lesen kann, dass eine Kühlung mit geringerer Pumpendrehzahl besser funktioniert, da dann das Wasser ja durch die langsamere Fließgeschwindigkeit 'mehr Zeit' hat, um die CPU zu kühlen, so ist diese Aussage einfach nur (fast schon schmerzhaft) falsch. Die Kühlleistung einer Wasserkühlung ist besser, je höher die Fließgeschwindigkeit des Kühlmediums ist. Wie auch bei Lüftern gilt hier: höhere Pumpengeschwindigkeit, bessere Kühlleistung, aber auch mehr Geräusch. Andererseits kühlen AIOs bereits bei niedriger Pumpendrehzahl sehr gut und bis auf Overclocker sollte eine mittlere oder niedrige Drehzahl ausreichen, um eine CPU oder Grafikkarte im zulässigen Temperaturbereich zu halten.

Die angesprochene zweite Ursache ist nerviger, aber zum Glück kann man die Geräusche meist komplett eliminieren. Leider existieren in der Tat viele Installationen von AIO Wasserkühlern, die durch mehr oder weniger lautes Blubbern bzw. Gurgeln der Kühlflüssigkeit oder sogar über heulende Pumpengeräusche von sich Hören machen. Wahrscheinlich ist dann der erste Gedanke entweder: "OK, das muss bei einer Wasserkühlung wohl so sein." oder auch: "Verdammt, meine Pumpe ist kaputt. Die muss ich wohl reklamieren." Und in sehr vielen dieser Fällen ist das nicht der Fall, sondern es handelt sich um Fehler, die bei der Installation gemacht wurden und welche sich mit mehr oder weniger Aufwand auch leicht selbst beheben lassen. Also, was ist hier genau kaputt und wie bekommt man die AIO so leise, wie sie sein sollte.

Die Ursache für diese Art von Geräuscnen ist fast immer die Luft, die unweigerlich in einer AIO vorhanden ist. Selbst direkt nach dem Kauf sind 2%-10% Luft im Kreislauf normal und im Laufe der Zeit nimmt dieser Anteil aufgrund von Permeation noch weiter zu. Und diese eingeschlossene Luft wird sich stets an der am höchsten gelegenen Stelle im Kühlkreislauf versammeln. Das Gurgeln und Blubbern entsteht dann, wenn diese Luft vom Strom der Kühlflüssigkeit mitgerissen wird und dann z.B. wieder durch den Radiator nach oben steigt. Das Heulen der Pumpe wiederum zeigt an, dass sich in dieser eine Luftblase befindet und die Pumpe dadurch starke Drehzahlschwankungen ausführt. Manche Pumpenmodelle nutzen die Kühlflüssigkeit auch zur Schmierung der Pumpe selbst, d.h. in diesem Fall nervt euch nicht nur kurzfristig das Pumpenheulen, sondern bald auch die Tatsache, dass ihr Geld in eine neue Kühllösung investieren müsst. Bei anderen Modellen ist dies zwar im Hinblick auf die Haltbarkeit der Pumpe kein Problem, aber es nerven trotzdem die Pumpengeräusche und natürlich ist die Kühlleistung eines solchen Systems extrem eingeschränkt, d.h. die CPU wird schnell Tjmax erreichen und entweder schaltet sich das System ganz ab oder zumindest taktet so stark runter, dass die Performance merklich einbricht. Beides verleitet dann viele Nutzer zu der Annahme, dass das AIO Kühlsystem defekt wäre, wobei die Ursache hier eigentlich 'nur' eine falsche Montage ist.

Was muss man bei der Montage einer AIO Wasserkühlung also beachten? Wo liegt der häufigste Fehler und vor allem: Wie installiert man eine AIO richtig?
Wie bereits erwähnt, muss man dafür sorgen, dass sich die Pumpe nicht an höchsten Stelle im Kühlkreislauf befindet. Der häufigste Fehler beim Verbau einer AIO Kühlung ist, dass der Radiator unten in das Gehäuse einzubaut wird. Diese Platzierung ist unbedingt zu vermeiden, denn so wird die Pumpe, die sich ja im CPU Kühlkörper befindet, immer an der höchsten Stelle liegen und es ist sozusagen sichergestellt, dass sich die Luft im Kühlsystem genau an dieser Stelle einfinden wird. Eine schlechte Kühlleistung und in fast jedem Fall auch nervige Geräusche sind in dieser Konstellation garantiert.
Thermisch für das Gesamtsystem am günstigsten ist der Verbau an der Gehäusevorderseite, aber auch der Verbau am Auslass (meist in der Gehäuseoberseite) ist möglich. Beim Verbau des Radiators in der Gehäusefront sollten sich die Schläuche des Kühlsystems nach Möglichkeit unten befinden. Nur wenn das — z.B. aufgrund zu kurzer Schlauchlängen — so nicht umsetzbar ist, kann man den Radiator auch so verbauen, dass die Schläuche oben liegen, muss dann aber dringend darauf achten, dass die Oberkante des Radiators sich noch deutlich oberhalb der Pumpe befindet.

Veröffentlicht am: 16.06.2021

Inhaltsverzeichnis

  1. Allgemeines — warum ist mein PC laut?
  2. Woher kommt denn nun der Krach in meinem PC?
    1. Festplatten
    2. Grafikkarten
    3. Lüfter (z.B. CPU-Lüfter und Gehäuselüfter)
    4. Wasserkühlungen
    5. Netzteil
    6. Spannungswandler — Spulenfiepen
  3. Geräuschreduktion durch gedämmte Gehäuse
  4. Verlagerung des PCs an einen anderen Ort
Author: Udo Rietschel

Autor: Udo Rietschel

Udo ist einer der beiden Gründer der Argotronic UG (haftungsbeschränkt). Er schreibt Software, seit er seinen ersten Computer in die Hände bekam (einen ZX Spectrum 48k im Jahr 1988, als er noch in der DDR lebte; ein Land, das heute nicht mehr existiert - genau wie sein ZX Spectrum).
Als Software-Ingenieur entwickelt er Software für autonome Fahrzeuge, sowie Argus Monitor, die — seiner (voreingenommenen) Meinung nach — derzeit beste Software zur Lüftersteurung unter Windows.