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Wasserkühler im PC


Eins vorab - die ganze Geschichte ist schon ein paar Jahre alt - die Fotos daher natürlich auch.

Warum überhaupt Wasserkühlung?


Nun, seit PCs aktive Kühlung benötigen war und ist mir das Lüftergesurre ziemlich lästig. Ich hatte daher Einiges versucht um die Kiste leise zu bekommen - große Kühler mit langsamen Lüftern, Dämmmatten, bedarfsgerechte Lüftersteuerung...

Irgendwie war das Alles nicht wirklich befriedigend. Von Wasserkühlung hatte ich im Internet gelesen, das schien ein interessanter Ansatz zu sein. Aber die Kühlkörper und deren Verschlauchung waren ziemlich platzraubend - kein Problem bei einem CPU-Kühler, aber bei einer Grafikkarte schon. Ich wollte gewiss nicht ein bis zwei zusätzliche PCI-Slots für den Grafikkarten-Kühlkörper verlieren und flache an das Kartendesign angepasste Grafikkühler wie sie mittlerweile z.B. von Aqua-Computer angeboten werden gab es noch nicht.

Also selber bauen. Und wenn schon, dann auch beide Kühlblöcke für CPU und Grafikchip. Aber es stand nur Hobby-Equipment zur Verfügung, keine Fräse, CNC-gesteuert schon erst recht nicht. Also musste der Kanal gebohrt werden.

Bau der Kühlkörper


Erst mal ein paar Überlegungen: Der Grafikkühler musste möglichst flach werden, sollte aber eine 6mm-Bohrung bequem aufnehmen können, um den Leitungsquerschnitt gegenüber den Schläuchen mit 6mm-Innendurchmesser nicht zu verringern. Um eine große Wasseroberfläche für den Temperaturaustausch im Kühlblock unterzubringen, bot sich die klassische Mäander-Form an. Für den CPU-Kühler darf einfach alles etwas größer ausfallen. Und das Rohmaterial musste beim lokalen Buntmetall-Händler einfach zu bekommen sein.

Also so ungefähr:




Bei den damaligen Buntmetallpreisen war die Mindestabnahmemenge des Händlers nur durch Kauf vom Doppelten der benötigten Menge zu  erreichen. Nun ja, etwas Reserve schadet nicht... Mit den kleinen Blöcken oben auf den Stapeln wollte ich die Luftkühler im Netzteil etwas unterstützen. Das hatte dann auch eine Weile gut funktioniert, heute kühlen diese Blöcke die Festplatten (bzw. die Alubleche, an denen die Platten befestigt sind).

Hier sind die Bohrungen angerissen und vorgekörnt:




Und das ist die hochwertige Bohrmaschine aus der Werkzeugschmiede der Gebrüder Albrecht, auf der nicht nur diese Kühler, sondern auch diverse Frontplatten- und Gehäusebohrungen ebenso wie zahlreiche Topfbandbohrungen für Möbeltüren usw. entstanden sind. Wenn man keine übertriebenen Ansprüche an die Genauigkeit stellt und sich der Lagerverschleiß durch nur gelegentliche Nutzung in Grenzen hält, kann man auch mit Aldi-Werkzeug ein paar Jahre lang etwas anfangen - für einfache Baumarkt-Geräte gilt IMHO sinngemäß das Gleiche.



Für die Bohrer selbst gilt das meiner Meinung nach nicht. Die müssen schon aus ordentlichem Werkzeugstahl sein - die rollgewalze Baumarkt-Qualität ist schnell stumpf. Und bei stumpfen Bohrern muss man kräftig drücken, dann biegt sich aber der Bohrtisch durch und die Bohrung ist nicht mehr senkrecht. Das ist Mist. Also ordentliche Bohrer verwenden, den ausgerichteten Maschinenschraubstock schön am Tisch festspannen, Kühlschmierung ist sowieso Pflicht - und dann gibt's auch ordentliche Löcher.

Im zähen Kupfer habe ich mit 3mm vorgebohrt, dann mit 6mm weiter, am CPU-Kühler zum Schluss noch einen dritten Durchgang mit 10mm. Eine helle 3mm-LED ließ sich schön in die Bohrungen abseilen, um die Verbindungsstellen der Bohrungen auf Versatz und Grate zu kontrollieren.




Nun müssen ein paar Bohrungen an den Enden ja wieder verschlossen werden. Dazu schneiden wir ein Gewinde auf ein Stück Rundkupfer:




Die so entstandene Gewindestange wird in ein passend geschnittenes Innengewinde als Gewindestopfen eingeschraubt und dann mittels einer Baumarkt- Gaslöt-Kartusche festgelötet. Dann einigermaßen nah am Block abgesägt, das Ende geputzt, das nächste Innengewinde geschnitten, eingeschraubt, festgelötet, und so weiter...

Das ist eine zeitaufwändige Angelegenheit, Pneumatik-Verschlussstopfen wären deutlich einfacher gewesen -  aber die hatte ich seinerzeit nicht auftreiben können. Mittlerweile gibt es die bei Wasserkühlungs-Versendern wie Aqua-Computer ebenso wie bei Conrad. Also - beim nächsten Mal wird geschraubt!




Zum Schluss der Löterei kommen die Anschlussleitungen in ihre Bohrungen und werden dort eingelötet - es ist Kupferrohr von der Rolle aus der Sanitärabteilung des Baumarkts. Mit 8mm Außendurchmesser kann man dort außendichtende Pneumatik-Verbinder (z.B. Plug&Cool) einsetzen, die auch auf 8mm PUR-Schlauch passen. Dazu muss man aber beim Bearbeiten der Rohre den Querschnitt schön rund belassen - sonst kann es an dieser Stelle tropfen.

Und fertig ist der Grafik-Kühler, Modell "Ziegenbock":




Beim CPU-Kühler ist das Vorgehen identisch, nur eben alles etwas dicker.
Man kann auch die hitzebeständigen Schutzbacken für den Schraubstock sehen - ein Paar Bremsklötze.




Zu guter Letzt müssen natürlich die überstehenden Enden der Gewindestopfen abgefeilt werden, da ist noch mal Handarbeit gefordert:




Die fertigen Kühler


Hier nun das (damalige) Endergebnis - der CPU-Kühler auf einem Pentium III- auf Slot I-Adapter mit selbstgebastelter 3-Nasen-Halterung.

Schrauben als Anpress-Element sind übrigens nur mit viel Gefühl einzusetzen. Die erzeugen ziemlich leicht Kräfte, die Open-Die-Prozessoren ebenso zerbröseln lassen wie Sockelnasen - je nachdem, wer zuerst nachgibt. Ich habe je zwei Lagen Platinenmaterial und Fahrradschlauch als elastische Pufferzone dazwischen gelegt - ging prima.




Und hier das Modell "Ziegenbock" auf der damaligen GeForce TI4200 mit angesetzten Plug&Cool-Verbindern und mittels Schrumpfschlauch befestigten Thermofühlern. Den Kühler habe ich mit Zalman-Wärmeleitkleber auf dem Grafikprozessor festgeklebt, die Pertinax-Abdeckung soll nur die benachbarte Steckkarte vor Kurzschlüssen schützen. Mir ist tatsächlich kein Steckplatz verloren gegangen!




Heute ist der "Ziegenbock" immer noch im Einsatz, er kühlt jetzt den selbstgesägten Heatspreader einer GeForce7600GS. Da ich in der Zwischenzeit ein paar Male an den Anschlussrohren herumgebogen habe sind diese nicht mehr wirklich rund und damit nicht mehr für außendichtende Verbinder geeignet. Aber ich hatte noch etwas Schlauch mit 8mm Innendurchmesser im Schrank - lässt sich das nicht übereinander schieben? Im Prinzip ja, aber nur mit Gleitmittel - das wiederum muss aber irgendwann aufhören zu gleiten, damit die Verbindung nicht auseinander rutscht. Das Universal-Mittel aller Wasserpanscher hat auch hier geholfen: Sanitär-Silikon. Noch ein dünnwandiges Messing-Röhrchen  zur Verstärkung in den inneren Schlauch, Kabelbinder zur Sicherung darüber und Alles ist dicht!




Auch der CPU-Kühler ist immer noch im Einsatz, hier auf einem Pentium IV mit Vierloch-Befestigung:




Der Radiator


Die Wärme, die das Kühlwasser aufnimmt, muss ja irgendwo auch wieder abgegeben werden. Dafür gibt es diverse für den PC-Einsatz geeignete Lamellenkühler, aber das Sonderangebots-Schild für einen Golf-II-Motorkühler beim Autoteile-Händler war einfach zu verlockend. Viel Oberfläche für wenig Geld, jeder PC-geeignete Radiator wäre teurer und selbst die kleineren KFZ-Heizungs-Radiatoren hatten ein größeres Preisschild. Dieses Monstrum passt aber beim besten Willen weder in noch an ein PC-Gehäuse, also muss es in eine Radiator-Box unter den Schreibtisch. Da kann die Wasserpumpe dann auch gleich mit hinein. Also lassen wir im Baumarkt ein paar Spanplatten zuschneiden:




Da dort ja Luft durchströmen soll, müssen Lüftungsöffnungen hineingesägt werden:




Damit es etwas netter aussieht, kommen Lüftungsgitter in die Öffnungen. Diese Gitter sind für Lüftungsöffnungen in Türen gedacht und behindern den Luftstrom kaum:




Die originalen Schlauchanschlüsse habe ich mit Schrumpfkappen verschlossen, die auch für offene Enden bei Erdkabeln verwendet werden. Die zusätzliche Schlauchschelle ist wahrscheinlich überflüssig, aber Hobbybastler übertreiben ja gelegentlich...

Warum ich die Bohrungen für die Plug&Cool-Anschlüsse nicht in die Befestigungs-Gnubbel gleich daneben gesetzt habe, werde ich im Nachhinein wohl selbst nie begreifen - aber es hält und es ist dicht...




Ein Ablauf-Anschluss für eventuelle Wasserwechsel ist praktischweise am Kühler vorhanden - also wird er auch angeschlossen:




Hier das vorläufige Endergebnis - die Luft wird durch Pappstreifen am Vorbeiströmen gehindert, die Pumpe ist im Abschirmgehäuse schwingend montiert und beide zusammen sind wiederum auf Gummipuffern schwingend gelagert. Zur Beseitigung von Öl und anderen Produktionsrückständen machen wir einen Probelauf mit warmer Waschlauge:




Die Lagerung der Pumpe gab immer noch zu viele Vibrationen weiter - mit Schaumgummi ist es leiser:




In die Schreibtisch-Arbeitsplatte wird eine Öffnung für einen gedrosselten 120mm-Lüfter gesägt, der Luft durch den Kühler saugt und unter der Monitor-Bühne wieder herausbläst. Näheres zu Bau und Einrichtung der Büroecke habe ich unter "Büro-Ecke" geschrieben.




Und da hängt die Monster-Kiste außerhalb meiner Knie-Reichweite an Excenter-Verbindern unter dem Tisch und kühlt hervorragend:





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