Wasserkühlung oder Luftkühlung: entschieden wird am Platz und an der Pumpe, nicht an Gradzahlen

Wasserkühlung oder Luftkühlung ist keine Frage nach der besseren Temperatur, sondern nach vier Dingen: wohin die Wärme geht, wo Platz ist, was verschleißt und wie laut es dabei wird. Beide Bauformen gibt es in Größen, die für den Prozessor reichen, und in Größen, die es nicht tun. Wer „Luftkühlung oder Wasserkühlung" fragt und eine Gradzahl erwartet, vergleicht deshalb eher zwei Größen als zwei Bauformen.

Die Kurzfassung mit Empfehlung steht in Netzteil und Kühlung. Hier folgt die ausführliche Abwägung, mit den Angaben von Intel, be quiet!, Arctic, Corsair und NZXT an jedem Satz, der eine Zahl oder eine Herstellerregel trägt.

Der Wärmeweg: Heatpipe und Lamellen gegen Pumpe und Radiator

Beim Luftkühler wandert die Wärme durch Metall, bei der Wasserkühlung durch eine Flüssigkeit, und am Ende steht in beiden Fällen ein Lüfter. Intel beschreibt den Luftkühler so: Die Wärme geht vom Deckel des Prozessors durch die Wärmeleitpaste in eine Bodenplatte aus Kupfer oder Aluminium, über Heatpipes in einen Kühlkörper mit dünnen Lamellen, und ein Lüfter bläst die erwärmte Luft davon weg. Bei der Wasserkühlung nimmt ein Kühlblock die Wärme auf, eine Pumpe schickt die Flüssigkeit durch zwei Schläuche zum Radiator, und dessen Lüfter geben sie an die Luft ab (Intel, CPU Cooler: Liquid Cooling vs. Air Cooling). Aus diesem einen Unterschied, Metall auf dem Sockel gegen Flüssigkeit im Schlauch, folgt alles Weitere.

Wohin die Wärme geht

Ein Luftkühler gibt die Wärme des Prozessors ins Gehäuse ab, ein Radiator kann sie direkt hinausblasen. Intel schreibt, Luftkühler brächten die Wärme zwar gut vom Prozessor weg, verteilten sie dann aber im Gehäuse, was die Temperatur im ganzen System anheben könne; Flüssigkeitskühler brächten sie über die Lüfter am Radiator besser hinaus (Intel, Seite wie oben). be quiet! sagt dasselbe für den Radiator oben: Dort werde die Abwärme direkt aus dem Gehäuse gepustet, ohne innen zu stören (be quiet!, Brauche ich eine Wasserkühlung?).

Das gilt nur, solange der Radiator als Auslass arbeitet. Saugt er vorn Frischluft an, kommt die Wärme des Prozessors mit dieser Luft ins Gehäuse, nur an anderer Stelle; das ist eine Folgerung aus dem Luftweg, keine Herstellerangabe. Der Luftkühler wiederum ist so gut wie der Weg, auf dem die erwärmte Luft das Gehäuse verlässt. Wie dieser Weg aussieht, steht im PC Airflow Guide.

Wovon die Kühlleistung abhängt

Bei beiden Bauformen entscheidet die Fläche, an der die Wärme an die Luft geht. Mark Gallina, Thermal-Architekt bei Intel, begründet den Vorteil der Flüssigkeit genau damit: Sie verteile die Wärme auf mehr Konvektionsfläche, den Radiator, und das erlaube niedrigere Lüfterdrehzahlen oder mehr abführbare Leistung (Intel, Seite wie oben). be quiet! bindet den Vorteil an die Größe: Eine Wasserkühlung biete „in aller Regel" die höhere Kühlleistung, „speziell bei großen Radiatoren"; unter den Luftkühlern hätten Doppeltürme das höchste Kühlpotenzial (be quiet!, CPU-Kühler-Guide). Radiatoren werden dabei in Schritten von 120 oder 140 mm gemessen; auf einen 240er gehören zwei 120-mm-Lüfter.

Daraus folgt: Eine kleine Wasserkühlung ist nicht automatisch stärker als ein großer Luftkühler. NZXT nennt als Grund für Überhitzung ausdrücklich einen zu kleinen Radiator, etwa 120 mm auf einem Ryzen 9 oder Core Ultra 9 (NZXT, Is my Kraken cooler failing?). Die Untergrenze setzt der Prozessor: Intel verlangt, dass die TDP-Angabe des Kühlers mindestens die Processor Base Power erreicht, bei älteren Generationen die TDP, und rät für Spiele zu einem Kühler, der sie übertrifft (Intel, How to Choose Thermal Solutions). Warum Wattangaben auf Kühlern trotzdem wenig trennen, steht in CPU-Kühler: Watt und Höhe; welcher Prozessor wie viel Abwärme mitbringt, in der Liste der Gaming-CPUs.

Lautstärke: Lüfter gegen Lüfter plus Pumpe

Ein Luftkühler hat eine Geräuschquelle, eine Wasserkühlung zwei: die Lüfter am Radiator und die Pumpe. Intel hält die Wasserkühlung trotzdem für leiser, weil die Pumpe gut gedämmt sei und die Radiatorlüfter langsamer drehten als der Lüfter eines Luftkühlers (Intel, Seite wie oben). be quiet! setzt die Grenze dazu: Höhere Pumpen- und Lüfterdrehzahlen bringen mehr Leistung, aber mehr Geräusch (CPU-Kühler-Guide). Eine Eigenschaft hat nur die Flüssigkeit: Wegen ihrer thermischen Trägheit laufen die Lüfter gleichmäßiger (be quiet!, Brauche ich eine Wasserkühlung?).

Die Pumpe lässt sich nicht beliebig leise stellen. NZXT rät bei Kraken Core, Kraken 120 und Kraken M22 davon ab, die Pumpe dauerhaft unter 100 Prozent zu betreiben, weil das ihrer Lebensdauer schade (NZXT, My Kraken is making a bubbling/rattling noise). Wer leise will, dreht deshalb an den Lüftern, und be quiet! empfiehlt, sich bei einer Wasserkühlung Zeit für die Lüfterkurve zu nehmen. Wie man sie legt, steht in Lüfterkurve richtig einstellen; welches Gehäuse von vornherein leise bleibt, in den besten Silent-PC-Gehäusen.

Platz: Bauhöhe und RAM beim Turm, Radiatorplatz bei der AiO

Der Luftkühler braucht Platz über dem Sockel, die Wasserkühlung Platz am Gehäuserand. Ein großer Doppelturm wie der Dark Rock Pro 5 ist laut Datenblatt 168 mm hoch (be quiet!, Dark Rock Pro 5), und das Gehäuse muss diese Höhe unter dem Seitenteil hergeben. Flache Top-Flow-Kühler für kleine Gehäuse reichen bei be quiet! von 45 bis 134 mm (CPU-Kühler-Guide).

Die zweite Enge ist der Arbeitsspeicher. be quiet! schreibt, dass manche Kühler oder ihre Lüfter über die RAM-Steckplätze ragen; beim Dark Rock Pro 4 bleiben vorn 40 mm für die Riegel, 46,8 mm mit nach oben verschobenem Lüfter (be quiet!, RAM-Freiheit der Kühler). Der kleine Kühlblock einer Wasserkühlung lässt dagegen Platz für hohe Riegel und belastet den Sockel mechanisch weniger, was be quiet! vor allem beim Transport als Vorteil nennt.

Die Wasserkühlung verschiebt das Platzproblem nur. be quiet! weist darauf hin, dass ein Radiator größer ist als die Fläche seiner Lüfter, und dass Gehäusehersteller das in ihren Angaben einrechnen. Wie viel es ausmacht, zeigt das Datenblatt einer 240er-AiO: Der Radiator der Silent Loop 3 240mm misst 277 × 120 × 27 mm, mit Lüftern 52 mm in der Tiefe, die Schläuche sind 400 mm lang (be quiet!, Silent Loop 3 240mm). Dieser „240er" braucht also 277 mm Länge, 37 mm mehr als der Name sagt (gerechnet), und unter dem Gehäusedeckel 52 mm Tiefe. Welche Gehäuseformate welche Plätze bieten, ordnet PC-Gehäuse Größe.

Wasserkühler oder Luftkühler: was verschleißt, was du warten musst

Am Luftkühler dreht sich nur der Lüfter, an der Wasserkühlung auch die Pumpe, und die Flüssigkeit wird mit den Jahren weniger. be quiet! nennt Luftkühler „zuverlässig und langlebig bei minimalem Wartungsaufwand" (CPU-Kühler-Guide) und die Wasserkühlung langfristig wartungsintensiver: Alle paar Jahre müsse Kühlflüssigkeit aufgefüllt werden, weil sie stetig in Kleinstmengen entweiche (Brauche ich eine Wasserkühlung?).

Ob du das kannst, hängt vom Modell ab. be quiet! baut in die Silent Loop 3 einen Nachfüll-Port und legt 100 ml Kühlflüssigkeit bei. NZXT schreibt über seine Kraken-Kühler dagegen, sie seien geschlossene Kreisläufe, nicht zum Ablassen und Nachfüllen gedacht, und Öffnen sei nicht von der Garantie gedeckt (Is my Kraken cooler failing?).

Die Garantie trennt die Bauformen nicht. Bei be quiet! haben der Luftkühler Dark Rock Pro 5 und die Silent Loop 3 240mm beide drei Jahre (Datenblätter wie oben). NZXT staffelt bei den Wasserkühlungen: sechs Jahre für Kraken Elite, Kraken Plus und Kraken (2023), fünf für Kraken Core, drei für Kraken 120. Wie oft eine AiO undicht wird oder nach wie vielen Jahren eine Pumpe ausfällt, nennt keiner dieser Hersteller, und deshalb steht hier keine Zahl dazu.

Prüfen lassen sich die Anzeichen. NZXT nennt eine Leerlauftemperatur im BIOS von 70 °C und mehr, plötzliches Abschalten unter Last und laute Schleif- oder Klickgeräusche; meldet der Pumpenanschluss 0 U/min oder N/A, fehlt der Pumpe Strom oder sie sitzt fest, und ein deutlicher Temperaturunterschied zwischen den Schläuchen spricht für eine Verstopfung. Eine Falle beim Ablesen: Laut Arctic liegt die gemeldete Pumpendrehzahl der Liquid Freezer III 240 um 50 Prozent über der echten, 1.500 U/min angezeigt heißen 1.000 U/min (Arctic, Handbuch Liquid Freezer III 240). Wer einen Kühler abnimmt, zieht ihn danach über Kreuz wieder an, wie in CPU-Kühler anziehen beschrieben; ob dabei neue Paste fällig ist, klärt Wie oft Wärmeleitpaste erneuern.

Die Einbaulage: der Radiator muss höher sitzen als die Pumpe

Corsair und NZXT geben dieselbe Grundregel: Der höchste Punkt des Radiators liegt über der Pumpe. Der Grund ist Luft. NZXT schreibt, jede AiO enthalte etwas Luft, damit sich die Flüssigkeit beim Erwärmen ausdehnen kann (My Kraken is making a bubbling/rattling noise). Sie sammelt sich am höchsten Punkt; ist das die Pumpe, drohen laut NZXT schlechtere Leistung und eine kürzere Lebensdauer der Pumpe (NZXT, Where should I mount my Kraken's radiator?).

• Oben als Auslass. NZXT empfiehlt diese Lage, wenn das Gehäuse sie hergibt, mit Lüftern, die durch den Radiator hinausblasen; Corsair nennt oben mit Schläuchen nach unten eine gute Lage (Corsair, How should I mount the radiator of my AIO cooler?).
• Vorn, Schlauchseite unten. Laut Corsair die zweite gute Lage, die Pumpe etwas tiefer als die Oberkante des Radiators. Schläuche unten können laut NZXT ein Plätschern im Radiator vermeiden.
• Vorn, Schlauchseite oben, nur als Notlösung. Corsair verlangt dann, dass die Pumpe tiefer liegt als die Oberkante des Radiators.
• Unten im Gehäuse: nicht. NZXT rät davon ab.

Blubbert es trotzdem, beschreiben beide Hersteller den Weg. Corsair: Pumpe darf nicht der höchste Punkt sein, Rechner sanft vor und zurück kippen, Pumpe eine Stunde im Modus „Extreme" laufen lassen (Corsair, Fix rattling or bubbling sounds). NZXT: Kühlblock lösen, unter den Radiator halten, 30 bis 60 Sekunden kräftig schütteln, wieder montieren und die Pumpe mindestens vier Stunden, besser über Nacht, mit 100 Prozent laufen lassen. Vorher lohnt die Gegenprobe: NZXT schreibt, Klicken oder Rasseln komme eher von den Lüftern als von der Pumpe.

Custom-Loop: die dritte Bauform, kurz abgegrenzt

Alles oben gilt für die fertige Kompaktwasserkühlung, die AiO. Ein selbst gebauter Kreislauf verlangt laut Intel mehr Aufwand und Wissen, bietet dafür mehr Freiheit und die Möglichkeit, etwa die Grafikkarte einzubinden; eine AiO brauche nach dem Einbau dagegen wenig Aufsicht (Intel, Seite wie oben). be quiet! nennt für den Eigenbau „sehr viel Fachwissen und handwerkliches Geschick". Er ist eine Entscheidung für den ganzen Rechner, nicht für den Prozessorkühler.

Luftkühlung oder Wasserkühlung: wann welches passt

Intel empfiehlt die Flüssigkeitskühlung für nahezu lautlosen Betrieb und die effizienteste Kühlung, die Luftkühlung für eine einfache Montage, bei der Spitzenleistung oder Lautstärke womöglich etwas zurückstehen (Intel, Seite wie oben). Übersetzt auf den eigenen Rechner sind es fünf Fragen:

1. Wo ist Platz? Oben oder vorn frei, über dem Sockel knapp: AiO. Über dem Sockel Höhe, aber kein Radiatorplatz: Turm. Beides steht in den Datenblättern.
2. Wie hoch sind die Speicherriegel? Hohe Riegel können mit manchen Türmen kollidieren; die RAM-Freiheit steht im Datenblatt des Kühlers.
3. Wie viel Abwärme bringt der Prozessor? Die Angabe des Kühlers soll die Processor Base Power erreichen, besser übertreffen. Eine kleine AiO auf einem großen Prozessor ist kein Fortschritt gegenüber einem großen Turm.
4. Willst du Wartung? Wer einbauen und vergessen will, nimmt den Luftkühler. Wer eine AiO wählt, achtet auf die Einbaulage und sieht nach, ob sich Flüssigkeit nachfüllen lässt.
5. Wohin soll die Wärme? Direkt hinaus: Radiator oben als Auslass. Hat das Gehäuse einen freien Luftweg von vorn nach hinten, trägt ihn auch ein Turm.

Wer sich für die Wasserkühlung entschieden hat, findet die gängige Größe in den besten 240-mm-AiO-Wasserkühlungen; dort steht die Auswahl, hier stand die Entscheidung.

Die ehrliche Einschränkung

Dieser Text nennt keine Temperaturen für die eine oder andere Bauform, weil keiner der zitierten Hersteller beide unter gleichen Bedingungen gemessen veröffentlicht und wir kein Testlabor betreiben. Maße, Garantiezeiten und Einbauregeln stammen aus den verlinkten Datenblättern, Handbüchern und Support-Seiten; Intels Aussagen zu Lautstärke und Wärmeabfuhr sind Intels Einschätzung, keine Messreihe. Wie oft Pumpen ausfallen oder AiOs undicht werden, sagt keiner der Hersteller. Die Bilder sind Illustrationen, kein Beleg. Was das im Einzelnen heißt, steht in Wie wir testen.