Computertechnik – Verschiedene Arten der Kühlung

Dass ein Computer Wärme produziert, sollte allgemein bekannt sein. Während der Laufzeit heizen sich Bauteile wie Netzteil, Prozessor und Grafikkarte auf und müssen gekühlt werden. Dazu kommen verschiedene Techniken, wie Luft oder Wasser, zum Einsatz. Im Folgenden werden wir uns die Vor- und Nachteile, sowie die Funktionsweise der Luft- und Wasserkühlung genauer anschauen.

Trotz ihrer Ineffizienz ist die Luftkühlung in privaten Rechnern am weitesten verbreitet. Nicht nur wegen der einfachen Handhabung, sondern auch aus preislichen Gründen. Das System ist simpel und basiert auf der Wärmekapazität von Luft. Die sich drehenden Lamellen des Lüfters fördern dabei entweder erwärmte Luft aus dem Gehäuse heraus oder pusten kühle Luft hinein. Durch die Drehbewegung und den Luftstrom können störende Geräusche entstehen.

Die Wasserkühlung arbeitet hingegen geräuschlos. Das Prinzip nutzt die etwa 4000 Mal höhere Wärmekapazität von Wasser gegenüber von Luft aus. Mit einer Pumpe wird Wasser durch kleine Schläuche gepresst, welche an den erhitzten Bauteilen vorbeiführen. Das Wasser nimmt die Wärme auf und transportiert diese zum Kühler, der dafür sorgt, dass die gespeicherte Wärme an die Umgebung abgegeben wird. Oftmals kommt hierzu ein Lüfter zum Einsatz, wie er auch bei der Luftkühlung verwendet wird. Der Vorteil der Wasserkühlung ist, dass lediglich ein Lüfter für die Kühlung des gesamten Computers benötigt wird.

Eine Weiterentwicklung der Wasserkühlung setzt der neue Supercomputer an der ETH Zürich ein. Der auf den Namen Aquasar hörende Computer kann auch noch mit 60 Grad Celsius heißem Wasser gekühlt werden. Was wie ein Wiederspruch klingt, kühlt das System verlässlich auf eine Betriebstemperatur von 80 Grad herunter. Die so entstehende Abwärme wird über Wärmetauscher an das Gebäudeheizsystem weitergegeben. Diese Art der Kühlung spart Energie und reduziert CO2 Emissionen. Gerade in der heutigen Zeit ist die Leistung pro Watt pro Gramm CO2 entscheidend, erklärt Professor Dimos Poulikakos, Projektleiter des Laboratoriums für Thermodynamik in neuen Technologien der ETH Zürich.