Schleim im GPU-Wasserblock und weiße Kristalle im Radiator - Über Weichmacher, Korrossion und falsche Materialien | Investigativ

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Der heutige Fall kommt aus der Community und es war eine längere Untersuchung notwendig, weil es sogar gleichzeitig zwei Ursachen für die Verschmutzung gab. Ich werde Euch meinen Ablauf, die Messungen und auch die Schlussfolgerungen chronologisch schildern und es zeigt gleichzeitig auch einmal mehr, wie wichtig es ist, die Zusammenhänge zu kennen und nicht nur […] (read full article...)
 
Und dann braucht man am Ende meistens doch wieder einen Wasserkreislauf für die Rekondensation.
Bei Überlegungen zu Kühlsystemen sollte man immer separat betrachten, wie die Wärme zu einem Lamellenblock transportiert wird und was dort für ein belüfteter Lamellenblock die Wärme an die Luft abgibt. Es braucht immer beides. Das idealste Transportsystem bringt nichts, wenn danach zu wenig Lamellenfläche die Wärme abgeben kann.

Das ist ja ein grosser Vorteil einer Wasserkühlung, dass man einen Radiator mit mehr Fläche montieren kann als das bei einem Towerkühler auf einer CPU möglich ist. Eine AIO braucht aber auch mindestens eine 280er oder 360er-Radiator damit sie etwa gleich viel Fläche hat wie ein grosser Doppeltowerkühler. Dazu kann man den Kühler möglicherweise an einem Ort montieren, an dem er mehr frische Luft bekommt.

Wenn man sich die heute verwendeten Systeme zur Wärmeübertragung zum Lamellenblock anschaut, sehe ich da wenig was Mineralöl noch besser machen könnte.

Heatpipes oder eine Vaporchambre transportieren die Wärme bis zu ihrer maximalen Leistung sehr zuverlässig. Der Temperaturunterschied in einer Heatpipe ist nicht mehr als 1 bis 2 Grad. Das System arbeitet zuverlässig, lautlos und ohne Hilfsmittel wie eine Pumpe. Der grösste Nachteil ist, dass Heatpipes nicht beweglich sind. Dadurch ist die Grösse des Kühlblocks durch den Platz im Gehäuse beschränkt. Es liessen sich natürlich auch externe Radiatoren herstellen die dann grösser wären. Man müsste die Heatpipes aber genau für ein PC-Modell fertigen und könnte das dann auch nicht mehr umbauen.

Mit einer Wasserkühlung kann man die Wärme gut zu Radiatoren in der Front oder auch ausserhalb leiten. Der Temperaturunterschied im Kreislauf ist bei genügendem Durchfluss zwischen 1 und 4 Grad. das ist somit vergleichbar wie bei Heatpipes. Dazu ist der maximale Wärmetransport nicht durch die maximale Leistung der Heatpipes begrenzt. Mit mehr Durchfluss oder etwas höherer Temperaturdifferenz kann man auch mehr Wärme transportieren.

Die Frage ist nun, wie ein System mit Mineralöl aussehen soll. Einfach in einem Wasserkreislauf Öl einzufüllen macht nichts besser sondern schlechter. Das Öl fliesst bedeutend schlechter und nimmt weniger Wärme auf, also muss die Pumpe bedeutend mehr leisten. Das ganze Gehäuse mit Öl fluten kühlt alle Bauteile gleichmässig. Für die extreme Abwärme kleiner Chips wie der CPU oder GPU ist das aber schlechter, da die Oberfläche des Chips keinen Lamellenkühler hat der gezielt durchströmt wird.

Die andere Frage ist dann, wie das Öl die Wärme abgeben soll. Nur über das Gehäuse ist die Fläche bedeutend kleiner als bei jedem grossen Towerkühler oder einer anständigen AIO. Damit die Wärme besser weg geht, braucht es auch da einem grossen, belüfteten Lamellenblock. Wenn aber eine AIO das Öl kühlen muss, warum dann überhaupt das ganze Spiel. Die AIO kann die Prozessoren ja besser auch direkt kühlen ohne den Umweg über das Öl.

Bei den speziellen Mitteln mit denen man ein Gehäuse fluten kann, ist das eigentlich auch nicht besser. Diese Mittel haben eine Verdampfungstemperatur. Der PC und die Flüssigkeit wärmen sich also zuerst einmal auf bis in die Näher dieser Temperatur. Erst wenn die CPU/GPU diese Temperatur überschreitet, kocht die Flüssigkeit auf und hält diese Temperatur stabil. Somit hängt es vom Mittel ab, wie warm die Kiste läuft. Mit einem normalen Wasserkreislauf liegt man da meist darunter. Irgendwo oben im Gehäuse kondensiert dann der Dampf wieder. Von dort braucht es aber immer noch ein System mit belüftetem Lamellenblock, das die Wärme an die Luft abgibt. In einem Gesamtsystem in einem Servercenter mag so ein System in gewissen Bereichen sinnvoll sein. In einem normalen PC bringt das aber keinen Vorteil und ist nur eine interessante technische Spielerei.
 
Ein schöner, bilderreicher Artikel, den ich doch ganz gelesen habe. Bei den in Detail genannten Chemikalien und deren zusammen wirken bin ich aber raus.:) Da muss mich auf das eruierte Fachwissen deiner Person verlassen!

In den letzten 12 Monaten hatte ich 2 AIO Wasserkühlungen und ein Selbstbauset von selben Hersteller und immer sind die Pumpen ausgefallen.
Bei den AIO Wasserkühlungen jeweils nach kurzer Zeit. Dann dachte ich, versuche ich es mal mit einem Set, letzteres hat bis vor 2 Tagen, sprich 9 Monate gehalten. Eine RMA Anfrage soll ich stellen, wurde mir angeraten. Schon wieder, echt jetzt, nein Danke. Ich habe keine Lust mehr auf ein Wasser geschubse in meinem PC. Eine Wasserkühlung ist für mich jetzt obsolet, habe mir einen Tower-Luftkühler bestellt.
 
Bei Überlegungen zu Kühlsystemen sollte man immer separat betrachten, wie die Wärme zu einem Lamellenblock transportiert wird und was dort für ein belüfteter Lamellenblock die Wärme an die Luft abgibt. Es braucht immer beides. Das idealste Transportsystem bringt nichts, wenn danach zu wenig Lamellenfläche die Wärme abgeben kann.

Das ist ja ein grosser Vorteil einer Wasserkühlung, dass man einen Radiator mit mehr Fläche montieren kann als das bei einem Towerkühler auf einer CPU möglich ist. Eine AIO braucht aber auch mindestens eine 280er oder 360er-Radiator damit sie etwa gleich viel Fläche hat wie ein grosser Doppeltowerkühler. Dazu kann man den Kühler möglicherweise an einem Ort montieren, an dem er mehr frische Luft bekommt.

Wenn man sich die heute verwendeten Systeme zur Wärmeübertragung zum Lamellenblock anschaut, sehe ich da wenig was Mineralöl noch besser machen könnte.

Heatpipes oder eine Vaporchambre transportieren die Wärme bis zu ihrer maximalen Leistung sehr zuverlässig. Der Temperaturunterschied in einer Heatpipe ist nicht mehr als 1 bis 2 Grad. Das System arbeitet zuverlässig, lautlos und ohne Hilfsmittel wie eine Pumpe. Der grösste Nachteil ist, dass Heatpipes nicht beweglich sind. Dadurch ist die Grösse des Kühlblocks durch den Platz im Gehäuse beschränkt. Es liessen sich natürlich auch externe Radiatoren herstellen die dann grösser wären. Man müsste die Heatpipes aber genau für ein PC-Modell fertigen und könnte das dann auch nicht mehr umbauen.

Mit einer Wasserkühlung kann man die Wärme gut zu Radiatoren in der Front oder auch ausserhalb leiten. Der Temperaturunterschied im Kreislauf ist bei genügendem Durchfluss zwischen 1 und 4 Grad. das ist somit vergleichbar wie bei Heatpipes. Dazu ist der maximale Wärmetransport nicht durch die maximale Leistung der Heatpipes begrenzt. Mit mehr Durchfluss oder etwas höherer Temperaturdifferenz kann man auch mehr Wärme transportieren.

Die Frage ist nun, wie ein System mit Mineralöl aussehen soll. Einfach in einem Wasserkreislauf Öl einzufüllen macht nichts besser sondern schlechter. Das Öl fliesst bedeutend schlechter und nimmt weniger Wärme auf, also muss die Pumpe bedeutend mehr leisten. Das ganze Gehäuse mit Öl fluten kühlt alle Bauteile gleichmässig. Für die extreme Abwärme kleiner Chips wie der CPU oder GPU ist das aber schlechter, da die Oberfläche des Chips keinen Lamellenkühler hat der gezielt durchströmt wird.

Die andere Frage ist dann, wie das Öl die Wärme abgeben soll. Nur über das Gehäuse ist die Fläche bedeutend kleiner als bei jedem grossen Towerkühler oder einer anständigen AIO. Damit die Wärme besser weg geht, braucht es auch da einem grossen, belüfteten Lamellenblock. Wenn aber eine AIO das Öl kühlen muss, warum dann überhaupt das ganze Spiel. Die AIO kann die Prozessoren ja besser auch direkt kühlen ohne den Umweg über das Öl.

Bei den speziellen Mitteln mit denen man ein Gehäuse fluten kann, ist das eigentlich auch nicht besser. Diese Mittel haben eine Verdampfungstemperatur. Der PC und die Flüssigkeit wärmen sich also zuerst einmal auf bis in die Näher dieser Temperatur. Erst wenn die CPU/GPU diese Temperatur überschreitet, kocht die Flüssigkeit auf und hält diese Temperatur stabil. Somit hängt es vom Mittel ab, wie warm die Kiste läuft. Mit einem normalen Wasserkreislauf liegt man da meist darunter. Irgendwo oben im Gehäuse kondensiert dann der Dampf wieder. Von dort braucht es aber immer noch ein System mit belüftetem Lamellenblock, das die Wärme an die Luft abgibt. In einem Gesamtsystem in einem Servercenter mag so ein System in gewissen Bereichen sinnvoll sein. In einem normalen PC bringt das aber keinen Vorteil und ist nur eine interessante technische Spielerei.
Das (aus meiner Sicht) ideale Gehäuse für ein System, das durch Mineralöl Vollimmersion gekühlt werden soll, wäre eines aus 1-1.5 mm Aluminium, am besten gewellt oder korrugiert, um die Oberfläche zu vergrößern.
Wenn's geht, und nicht zu teuer wird, mit einem schmalen Sichtfenster aus Glas (brunchsicheres) an einer Seite damit man sehen kann, was los ist, wenn man's will.
 
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Das (aus meiner Sicht) ideale Gehäuse für ein System, das durch Mineralöl Vollimmersion gekühlt werden soll, wäre eines aus 1-1.5 mm Aluminium, am besten gewellt oder korrugiert, um die Oberfläche zu vergrößern.
Wenn es vergleichbar kühlen soll, braucht es auch gleich viel belüftete Oberfläche wie ein Towerkühler oder ein Radiator. Grosse Towerkühler haben etwa 1 m2 Oberfläche die von der Luft umströmt werden (1/2 m2 Lamellen beidseitig). Bei einer 280er oder 360er-AIO sind es etwa 1.5 m2.

Ein Tower-PC hat auch etwa 1 m2 Oberfläche. Diese ist aber nicht aktiv belüftet und es ja nur die Fläche aktiv, zu der die Wärme auch gut kommt.

Rechnen wir mal ein Beispiel durch. Nehmen wir an die Wärme erreicht die obere Hälfte des Gehäuses. Somit ist etwa 1/2 m2 Kühlfläche vorhanden. Sagen wir mal der PC hat total 400 Watt Abwärme. Für freie Konvektion rechnet man auf dem Bau mit 6 bis 10 Watt / m2 / K, gehen wir mal von durchschnittlich 8 aus.

1/2 m2 x 8 Watt/m2/K = 4 Watt / K
400 Watt / (4 Watt/K) = 100 Grad Temperaturdifferenz

Der oberer Teil des Gehäuses müsste sich also um 100 Grad erwärmen damit die Wärme durch freie Konvektion abgegeben werden könnte. Die CPU/GPU müssten dann entsprechend wärmer sein. Dazu kommen dann noch die Temperaturdifferenzen innerhalb des Gehäuses und innerhalb der CPU/GPU dazu. Wenn der Prozessor und die GPU 150 Grad heiss wären, könnten sie ihre Wärme vielleicht auf diesem Weg abgeben.

Damit die Komponenten kühl bleiben muss die Wärmeabgabe mehr als 10 mal besser sein als mit freier Konvektion. Die Temperaturdifferenz sollte ja lieber unter 10 Grad liegen.

Mit einer strukturierten Oberfläche mag man 10 bis 20 % mehr heraus holen. In der Grössenordnung hilft das aber nicht weiter. Man müsste wirklich bedeutend mehr Oberfläche durch Lamellen haben und müsste diese auch aktiv belüften. Sonst ist man weit entfernt von der Kühlleistung eines Towerkühlers oder eines Radiators entfernt.
 
Hm. Da frag ich mich, warum nicht ein viskoseres Öl nehmen. Wie z.Bsp. Bremsflüssigkeit für Scheibenbremsen
Bremsflüssigkeiten sind keine Öle, auch wenn sie sich so "anfühlen". Das sind Polyglykole(Triethylenglycol,...). Abgesehen davon sind sie idR hygroskopisch, ziehen dir also Wasser an, und fungieren als Weichmacher. Dadurch werden sie dir über kurz oder lang die Kunststoffe (Pumpenteile,...) schädigen können.

Manchmal wird ein Novec (zb Novec 7200 bzw 7500) genommen(vorallem im technischen Umfeld), das ist ein Hydrofluorether, und "dünnflüssiger" als Wasser. Da gibts mit dem Durchfluss keine Probleme, allerdings ist auch hier die Wärmekapazität nicht weltbewegend. Und mit Kunststoffen und Metallen sind die gut verträglich
 
Wenn es vergleichbar kühlen soll, braucht es auch gleich viel belüftete Oberfläche wie ein Towerkühler oder ein Radiator. Grosse Towerkühler haben etwa 1 m2 Oberfläche die von der Luft umströmt werden (1/2 m2 Lamellen beidseitig). Bei einer 280er oder 360er-AIO sind es etwa 1.5 m2.

Ein Tower-PC hat auch etwa 1 m2 Oberfläche. Diese ist aber nicht aktiv belüftet und es ja nur die Fläche aktiv, zu der die Wärme auch gut kommt.

Rechnen wir mal ein Beispiel durch. Nehmen wir an die Wärme erreicht die obere Hälfte des Gehäuses. Somit ist etwa 1/2 m2 Kühlfläche vorhanden. Sagen wir mal der PC hat total 400 Watt Abwärme. Für freie Konvektion rechnet man auf dem Bau mit 6 bis 10 Watt / m2 / K, gehen wir mal von durchschnittlich 8 aus.

1/2 m2 x 8 Watt/m2/K = 4 Watt / K
400 Watt / (4 Watt/K) = 100 Grad Temperaturdifferenz

Der oberer Teil des Gehäuses müsste sich also um 100 Grad erwärmen damit die Wärme durch freie Konvektion abgegeben werden könnte. Die CPU/GPU müssten dann entsprechend wärmer sein. Dazu kommen dann noch die Temperaturdifferenzen innerhalb des Gehäuses und innerhalb der CPU/GPU dazu. Wenn der Prozessor und die GPU 150 Grad heiss wären, könnten sie ihre Wärme vielleicht auf diesem Weg abgeben.

Damit die Komponenten kühl bleiben muss die Wärmeabgabe mehr als 10 mal besser sein als mit freier Konvektion. Die Temperaturdifferenz sollte ja lieber unter 10 Grad liegen.

Mit einer strukturierten Oberfläche mag man 10 bis 20 % mehr heraus holen. In der Grössenordnung hilft das aber nicht weiter. Man müsste wirklich bedeutend mehr Oberfläche durch Lamellen haben und müsste diese auch aktiv belüften. Sonst ist man weit entfernt von der Kühlleistung eines Towerkühlers oder eines Radiators entfernt.
Mein Gegenargument ist hier eine Erinnerung aus meiner Kindheit: mein kleines Zimmer unterm Dach hatte keinen Anschluss an unsere Heizung. Also gab's einen elektrisch beheizten, mit 15 Liter Öl Gefüllten Radiator, der bis zu 2000 W ziehen konnte. Der wurde auch (vor allem) deshalb gekauft, weil er sich nicht auf über 60-70 C erwärmte, auch wenn er lange heizte wenn das Zimmer bitter kalt war. (Er wurde nur benutzt wenn absolut notwendig, Strom war auch dann schon teuer 😀) Durchgerechnet habe ich die Wärmeabfuhr natürlich nicht, aber so ganz unmöglich ist eine Kühlung mit Öl Immersion, glaube ich, nicht.
 
Durchgerechnet habe ich die Wärmeabfuhr natürlich nicht, aber so ganz unmöglich ist eine Kühlung mit Öl Immersion, glaube ich, nicht.
Die Physik kannst du nicht aushebeln. 60 bis 70 Grad sind doch immerhin 50 Grad über der Raumtemperatur. Das ist weit davon entfernt von dem was für eine gute PC-Kühlung notwendig ist. Klar kann man einen PC mit solcher Kühlung bauen, wenn man sparsame Komponenten verwendet die keine 200 Watt verheizen und einem Prozessortemperaturen über 90 oder 100 Grad egal sind.
 
Bremsflüssigkeiten sind keine Öle, auch wenn sie sich so "anfühlen". Das sind Polyglykole(Triethylenglycol,...). Abgesehen davon sind sie idR hygroskopisch, ziehen dir also Wasser an, und fungieren als Weichmacher. Dadurch werden sie dir über kurz oder lang die Kunststoffe (Pumpenteile,...) schädigen können.

Manchmal wird ein Novec (zb Novec 7200 bzw 7500) genommen(vorallem im technischen Umfeld), das ist ein Hydrofluorether, und "dünnflüssiger" als Wasser. Da gibts mit dem Durchfluss keine Probleme, allerdings ist auch hier die Wärmekapazität nicht weltbewegend. Und mit Kunststoffen und Metallen sind die gut verträglich
Wenn du DOT meinst, hast du recht. Shimano und Magura verwenden jedoch Mineralöl. Und genau deshalb kommt mir keine Avid, SRAM, Hope usw. ans Bike.
 
Wenn du DOT meinst, hast du recht. Shimano und Magura verwenden jedoch Mineralöl.
Bei Bremsflüssigkeiten geh ich klassischerweise natürlich von DOT aus, Mineralölbasierte Bremsflüssigkeiten haben ca 0,05% Marktanteil, wenn überhaupt. Die Fahrrad"bremsflüssigkeiten" gelten Technisch als Hydrauliköle und nicht als Bremsflüssgkeit

Ich nehm ja auch nicht an, das Silikonbasierte Bremsflüssigkeiten gemeint sind, wenn jemand von Bremsflüssigkeiten spricht
 
Bei Bremsflüssigkeiten geh ich klassischerweise natürlich von DOT aus, Mineralölbasierte Bremsflüssigkeiten haben ca 0,05% Marktanteil, wenn überhaupt. Die Fahrrad"bremsflüssigkeiten" gelten Technisch als Hydrauliköle und nicht als Bremsflüssgkeit

Ich nehm ja auch nicht an, das Silikonbasierte Bremsflüssigkeiten gemeint sind, wenn jemand von Bremsflüssigkeiten spricht
Alle auf einem Fluid basierende Systeme zur Kraftübertragung oder Wärmeübertragung sind hydraulische Systeme. Was Bremsanlagen von PKW, Motorädern und eben auch Fahrrädern mit einschließt. Somit ist die Bezeichnung Bremsflüssigkeit ungenau, genaugenommen sollte man dann ja von Hydraulikflüssigkeit für Betriebsbremsen von Fahrzeugen reden. Es gibt ja noch Hydraulikflüssigkeit für Krane, Gabelstabler, Hebebühnen usw. ;)

Ich war ungenau in meiner Ausführung, ich meinte speziell die als Hydraulikflüssigkeit in Fahrradbetriebsbremsen verwendeten Mineralöle. Und in absoluten Zahlen mag der Marktanteil gering sein, da die Füllmenge einer Fahrradbremse zu denen einer PKW oder Motorradbremse deutlich geringer ausfällt. Aber im Bereich der Fahrräder dürfte der Marktanteil von Mineralölbasierten Bremsanlagen denen von DOT-basierten Bremsanlagen deutlich übersteigen.

Funfact nebenbei: In dem Segment wurde von einer deutschen Ideenschmiede Versuche mit einer Scheibenbremse mit Wasser als hydraulische Flüssigkeit unternommen. Hat sich offensichtlich nicht bewährt, da das Produkt zwar vor 9 Jahren vorgestellt wurde, es heute aber nicht mehr neu zu kaufen gibt. Die Firma selbst ist mit anderem Fokus unterwegs
 
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"Nett" ein Markenprodukt mit diesen massiven Problemen. Ich möchte die Wakü im allgemeinen nicht schlecht machen.
Es gibt auch Hersteller die top sind (von Arctic z.B. habe ich noch nichts schlechtes gehört). Aber bei einer Luftkühlung kann weniger kaputt gehen.
Weshalb ich solange es noch möglich ist, auf Luft setze.
 
@Igor Wallossek - Ich hatte in 08/2020 über Alternate über "Testen-bewerten-behalten" eine Gigabyte Aorus Waterforce X360 AiO gewonnen, die seitdem klaglos ihren Dienst verrichtet und ggü. meinem vorher eingesetzten Noctua NH-D15 ca. 3-5 °C bessere Temperaturen gebracht hatte. Allerdings scheint sie jetzt langsam nachzulassen. Der Radiator wird vermutlich nicht aus Kupfer sein u. dieser Artikel macht mir ein wenig Sorgen. Da es sich um ein geschlossenes System handelt u. ich somit kein Kühlmittel nachfüllen kann, was über die Jahre verdunstet ist, frage ich mich, ob ich die WaKü langsam ersetzen sollte, ggf. auch mit einer AiO, bei der ich Kühlmittel nachfüllen kann. Was meint Du dazu? Danke dir im Voraus (y)
Edit: Ich muss natürlich noch ergänzen, dass ich damit einen Ryzen 7 5800X auf einem Gigabyte X570 Board kühle, den ich im BIOS auf 125 W begrenzt habe u. dann noch per Core-Optimizer per Core optimieren lassen habe.
 
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"Nett" ein Markenprodukt mit diesen massiven Problemen. Ich möchte die Wakü im allgemeinen nicht schlecht machen.
Es gibt auch Hersteller die top sind (von Arctic z.B. habe ich noch nichts schlechtes gehört). Aber bei einer Luftkühlung kann weniger kaputt gehen.
Weshalb ich solange es noch möglich ist, auf Luft setze.
Man zahlt halt bei Wakü mit erhöhter Komplexität und Kosten, dafür dass die Kiste unter Last geräuschlos ist.

Vor allem die GPU in den Kreislauf einzubinden, ist etwas was ich nicht mehr missen will.
 
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