Wasserkühlung oder Luftkühlung: Was lohnt sich eher?

Wie kühlt man seine CPU am besten - per Wasserkühlung oder Luftkühlung? In diesem Artikel erklären wir euch die Unterschiede sowie Vor- und Nachteile beider Varianten.

Zudem räumen mit Mythen rund um Wasserkühler und Luftkühler auf, damit ihr die für euch passende Kühlungslösung findet. Wir werden uns auf den Vergleich von Luftkühlern und All-in-One (AIO) CPU-Wasserkühlern konzentrieren, geben aber auch einen kurzen Einblick in Custom-Wasserkühlungen.

Wasserkühlung oder Luftkühlung: Was ist besser?

Generell wird bei der Wasserkühlung Abwärme effizienter über einen Radiator abgeführt, wodurch oft eine bessere Kühlleistung sowie geringere Lärmentwicklung möglich sind.

Jedoch sind die Unterschiede gerade bei der Kühlleistung je nach Modell meist nur gering (mehr dazu weiter unten). Daneben gibt es aber noch einige weitere Unterschiede, die wir später besprechen.

Ob ein Wasser- oder Luftkühler besser ist, lässt sich nicht eindeutig beantworten, da so viele verschiedene Faktoren eine Rolle spielen. 

Wie wir gleich sehen werden, sind sich Luft- und Wasserkühlung in der Funktionsweise nämlich sehr ähnlich. Bevor ihr euch jedoch für einen Kühlertyp entscheidet solltet ihr erstmal wissen, wie Wasser- und Luftkühlung funktionieren.

Wie funktioniert Luftkühlung?

CPU-Luftkühler enthalten entgegen aller Annahmen tatsächlich eine Flüssigkeit. In den Wärmerohren (Heatpipe) aus Kupfer oder Aluminium befindet sich ein Kühlmittel aus Ethanol, Ammonium oder destilliertem Wasser. Sehr gute CPU-Kühler haben sehr viele Heatpipes, wodurch die Kühlleistung verbessert wird.

Die Basisplatte des CPU-Kühlers wird mit Wärmeleitpaste dazwischen auf der Kontaktfläche der CPU angebracht. Wärme wird durch diese Platte auf ein speziell entwickeltes Metallstück übertragen, das als Kühlkörper bezeichnet wird.

Beim Erhitzen der CPU wird die Flüssigkeit in den Heatpipes zu einem Gas und wandert das Wärmerohr hinauf. Dort wird die Wärmelast über die Aluminiumlamellen verteilt und von einem Lüfter abgeführt.

Dieser Kreislauf bewirkt, dass das Gas wieder zu einer Flüssigkeit kondensiert. Dann kehrt die Flüssigkeit durch Kapillarwirkung wieder zum Boden des Wärmerohrs zurück.

Abgesehen vom Lüfter ist dies ein völlig passiver Prozess, der unabhängig von der Ausrichtung des Kühlers funktioniert.

Wie funktioniert Wasserkühlung?

CPU-Wasserkühler funktionieren ähnlich, der Prozess ist jedoch etwas aufwändiger als bei Luftkühlern.

Bei Wasserkühlung wird aktiv Flüssigkeit gepumpt, weshalb diese Kühlungsart auch mehr Strom verbraucht. Wasserkühler pumpen eine Mischung aus destilliertem Wasser und Propylenglykol über einen Wasserblock, der direkt auf der CPU montiert ist.

Die Pumpe ist mit der Kontaktplatte verbunden und steuert den Fluss des Kühlmittels von einem Radiator zurück zur Kontaktplatte über Schläuche.

Die Abwärme wird vom Kühlmittel aufgenommen und dann in einen Wassertank am Radiator gepumpt, von wo aus sie sich über Kühlerlamellen verteilt. Angeschlossene Radiatorlüfter führen dann die Wärme von den Lamellen ab. 

Das Kühlmittel tritt dann wieder in den Wasserblock ein und der Kreislauf beginnt von neuem. Dies ist ein vereinfachter Prozess, wie man ihn bei gängigen guten AIO-Wasserkühlern findet.

Das Konzept hinter Custom-Wasserkühlungen ist das gleiche, allerdings mit mehr Freiraum für Anpassungen wie Materialien, Optik, weitere Wasserblöcke, Radiatoren oder größere Flüssigkeitsmengen. Dies ist meist wesentlich teurer als eine AIO-Fertiglösung (Preisbereich 350-1500€ möglich).

Was sind Vor- und Nachteile der beiden Methoden?

Beide Kühlmethoden funktionieren ähnlich, jedoch gibt es jeweils klare Vor- und Nachteile.

Bei der Wahl zwischen Wasserkühlung und Luftkühlung müsst ihr die unterschiedlichen Stärken und Kompromisse der einzelnen Kühllösungen berücksichtigen.

PC-Wasserkühlung

Unterm Strich ist Wasserkühlung die teurere und anspruchsvollere Option, bietet jedoch auch mehr Spielraum für Übertaktung und oft ein leiseres System.

Luftkühlung der CPU

Standardmäßige CPU-Kühler ohne Wasserkreislauf sind wesentlich günstiger und es gibt wesentlich mehr Modelle auf dem Markt. Gerade für Einsteiger-PCs bieten sich Luftkühler mehr an, zumal ihr bereits ab 30-40€ gute Modelle bekommt.

Zudem sind sie einfacher zu montieren, da ihr nur ein Teil habt und oft die Lüfter vorinstalliert sind. Im Gegensatz zu Wasserkühlungen müsst ihr außer Staubentfernung auch nichts instand halten und habt natürlich auch weniger Risiko (keine Wasserschäden, Pumpenausfall oder sonstiges).

Wasserkühlung vs. Luftkühlung: Die Unterschiede

Wasserkühlung und Luftkühlung beim PC unterscheiden sich im Wesentlichen in den Punkten Preis, Kühlleistung, Kompatibilität, Lebensdauer und/oder Ästhetik. Für die richtige Wahl kommt es darauf an, welche Kombination von Eigenschaften ihr bei einem CPU-Kühler am meisten schätzt.

Wir haben oben die entscheidenden Vor- und Nachteile bereits angesprochen. In diesem Abschnitt schauen wir uns die wichtigsten Auswahlkriterien nochmal genauer an.

Kühlleistung von Wasser- und Luftkühlern

Der Hauptunterschied zwischen beiden Kühloptionen ist, dass Wasser eine sehr viel hat höhere thermische Leitfähigkeit hat. Laut Chemie.de kann Wasser Wärme 25x besser leiten, als Luft. so viel).

Dadurch haben AIO- und Custom-Wasserkühlungen bei der Kühlleistung oft die Nase leicht vorn. Allerdings sind die Unterschiede bei Highend-Modellen teils nur sehr gering.

Zudem sind Wasserkühlungen auf Grund erhöhter Wärmeleitfähigkeit bei höheren Umgebungstemperaturen immer effizienter und bieten auf Grund des Kreislaufs auch konstantere Betriebstemperaturen (die Lüfter bei Luftkühlern passen sich meist dynamisch an die Last an und erhöhen die Umdrehungen).

Außerdem führen Radiatoren (welche im Gehäusedeckel installiert sind) Hitze schneller ab, wodurch ihr bei der Kühlung eures Systems weniger abhängig von einem perfekten Airflow seid.

Doch wie stark unterscheidet sich die Kühlleistung tatsächlich?

Die Jungs von GamersNexus haben dafür drei Luftkühler mit drei Wasserkühlern verglichen und auf einem übertakteten Ryzen 9 3950X getestet.

Oben die drei Wasserkühler, darunter drei Highend-Luftkühler wie der Noctua NH-D15 (welchen wir bereits selbst getestet haben).

Man sieht: Der beste Wasserkühler hat unter Last einen 4°C Vorsprung in der Kühlleistung, allerdings werdet ihr das unter normalen Bedingungen nicht bemerken.

Dadurch bekommt ihr bei Highend-Prozessoren etwas mehr Spielraum bei der Übertaktung, für die normale Nutzung spielt dies jedoch keine Rolle. 

Zudem ist der Topkühler in diesem Beispiel gute 45-50€ teurer als der stärkste Luftkühler, jedoch läuft Letzterer auch mit mehr Umdrehungen (ist dadurch relativ gesehen lauter). Man könnte den Topwasserkühler auch leiser betreiben und die gleiche Kühlleistung erreichen.

Ähnliche Ergebnisse bekommt der Kollege PC Centric in seinem Video. Hier wurden zwei Wasserkühlungen mit zwei Luftkühlern verglichen und auf einem Ryzen 9 5950X durch den Cinebench gejagt.

Man sieht auch hier einen 4 Grad Celsius Vorsprung beim eigenangefertigten Custom-Modell im Vergleich zum Corsair A500 Luftkühler. Bei dem AIO-Kühler sind es dann nur noch 2,5 Grad.

Preis

Gute Luftkühler sind bereits in niedrigeren Preisklassen zu finden. Zum Beispiel bietet euch der DeepCool AS500* schon unter 60€ eine großartige Kühlleistung, in der Einstiegsklasse für weniger als 40€ gibt es dann noch den Cooler Master Hyper 212 RGB*.

Zuverlässige AIO-Wasserkühler die euer Geld wert sind, gibt es jedoch erst ab ungefähr 80 Euro.

Solltet ihr also knapp bei Kasse sein, haltet euch an Standardluftkühler. Sogar der Werkskühler eurer CPU reicht oft aus.

Sowohl Luft- als auch Flüssigkeits-CPU-Kühler haben ein breites Preisspektrum, je nachdem wonach ihr sucht. Allerdings sind AIOs und insbesondere Custom-Wasserkühler um einiges teurer, als ihre luftigen Brüder.

Sicherheit und Lebensdauer

Ein Luftkühler benötigt keinerlei Wartung und kann oft für sehr viele Jahre (10+) eingesetzt werden. Daher sind sie auch perfekt fürs Umrüsten in ein neues System geeignet. Risiken gibt es auch keine - einmal installiert und das Teil läuft.

Hochwertige moderne AIOs halten euch mindestens sechs Jahre, aber alle Modelle werden irgendwann ihren Dienst quittieren. Es gibt mit Pumpe, Radiator und den Schläuchen nämlich zusätzliche Fehlerquellen, die alle ausfallen können. Nach gewisser Zeit wird aber der Flüssigkeitsstand in eurem Kreislauf sinken und ihr werdet nachfüllen müssen.

Solltet ihr dies nicht tun, wird sich die Leistung verringern und das Pumpengeräusch erhöhen (schlussendlich wird es zum Ausfall führen). Einige AIOs können nachgefüllt werden, was die nutzbare Lebensdauer erhöhen kann, aber letztendlich mehr Fehlerquellen einführt.

Horrorgeschichten wie Lecks, platzende Schläuche oder sonstige Beschädigungen eurer anderen Komponenten gibt es jedoch selten.

Einbau, Kompatibilität und Maße

Luftkühler nehmen mehr Platz in der Mitte des Gehäuses ein und es kann zu Platzproblemen mit euren RAM-Riegeln, den PCIe-Slots oder dem Seitenpanel kommen. Dementsprechend solltet ihr die Maßangaben der Hersteller genau studieren, damit auch alles in euer Gehäuse passt.

Beim Einbau sind Luftkühler generell etwas einsteigerfreundlicher, zumal es weniger Schritte bedarf und weniger Einzelteile im Spiel sind. Zudem muss man sich keine Gedanken um Ausrichtung von Schläuchen und Platzierung des Radiators machen.

Dennoch können Wasserkühlsysteme auch recht groß ausfallen. Es muss vor allem Platz für die Schläuche sein und der Radiator muss in euer Gehäuse passen. Der Einbau gestaltet sich bei Wasserkühlungen meist etwas komplizierter und ist für Anfänger weniger zu empfehlen.

Ist eine Wasserkühlung leiser als Luftkühlung?

Eine Wasserkühlung ist bei einer bestimmten Wärmelast tendenziell leiser. Viele Kühler werden jedoch mit minderwertigen Lüftern ausgeliefert oder lassen ihre Lüfter ab Werk mit höheren Drehzahlen laufen, um eine bessere Temperaturwerte zu erreichen. 

Daher ist eine individuelle Anpassung der Lüfterkurve erforderlich, unabhängig davon, für welche Lösung ihr euch entscheidet.

Je leistungsstärker euer Kühler ist, desto langsamer könnt ihr eure Lüfter laufen lassen, um die gleiche gewünschte Temperatur zu erreichen (egal ob Luft oder Wasser).

Wenn ihr also ein leises System wollt, dann braucht ihr einen Qualitätskühler - egal ob wasser- oder luftbasiert.

Optik

Geschmäcker sind verschieden, aber AIO-Wasserkühlungen und Custom-Wasserkühlungen machen optischen generell einiges her. Zudem verdecken große Luftkühler mehr Fläche von eurem Mainboard, wodurch alles weniger zur Geltung kommt.

Wenn ihr also ungehinderte Sicht auf eure Komponenten wollt, dann bieten AIO- und Custom-Wasserkühler die schönere Lösung. Wasserkühlung bietet unbegrenzte Möglichkeiten, euren Build optisch anzupassen - kleine Anzeigedisplays und farbige Flüssigkeiten sind nur einige der Möglichkeiten.

Denkt nur daran, dass Anpassungen schnell teuer werden können und einen größeren Wartungsaufwand erfordern.

Wasserkühlung oder Luftkühlung: Was ist besser?

In Bezug auf die reale Kühlleistung ist der Unterschied zwischen Luftkühlern und AIO-Wasserkühlern minimal, obwohl dieser Unterschied zunimmt, je mehr Wattleistung euer Prozessor aufnimmt.

Luftkühlung bietet insgesamt die wesentlich bessere Preisleistung und ist etwas einfacher einzubauen als Wasserkühlsysteme. Dahingegen bietet Wasserkühlung die bessere Optik und mehr Spielraum bei Übertaktungen von stromhungrigen CPUs.

Es hängt letztendlich von eurem Budget, eurer CPU und den genauen Eigenschaften ab, die ihr von eurem CPU-Kühler erwartet.

• Für Hochleistungs-PCs (insbesondere übertaktete) ist eine Wasserkühlung die viel sicherere Wahl. Aber es lohnt sich auch, wenn ihr nur die Geräuschentwicklung reduzieren wollt. Zudem bieten AIO-Kühler durch effizientere Kühlung mehr Zukunftssicherheit, falls ihr eure CPU aufrüsten wollt.
• Für Einstiegs- und Mittelklasse PCs ist ein respektabler Luftkühler zu empfehlen, da diese mit der überwiegenden Mehrheit der Prozessoren umgehen kann (insbesondere wenn ihr nicht übertaktet).
• Gerade in den unteren Preisbereichen sind Luftkühler Wasserkühlungslösungen oft überlegen.
• Heutzutage gibt es keine so großen Unterschiede mehr bei den Temperaturwerten, da aktuelle CPUs mit recht konstanten (niedrigen) TDP-Werten laufen.
• Die Notwendigkeit, Wärme von der CPU abzutransportieren ist über die Jahre hinweg gesunken oder gleich geblieben.