Passiv PC Gehäuse im Eigenbau OHNE Abstriche

[JaJoKa]

Hi,
kurz im Voraus, ich habe mich extra aufgrund dieses Projektes hier angemeldet. Also bitte etwas nachsichtig sein mit eventuellen Formfehlern dieses Forum betreffend.
Nachdem mein Lian Li V1100 Tower nicht mehr meinen Silenceansprüchen genügte habe ich mich für einen Eigenbau entschieden oder besser gesagt beschlossen, dass eine absolut lautlose Kühlung her muss.
Damit schieden für mich sämtliche Wasserkühlungssysteme aus. Ja auch Wasserkühlungen können Lautlos oder sehr leise betrieben werden, aber Pumpen erzeugen fast immer Geräusche und Wasserwartung ist immer notwendig.
Das größte Problem war: Keine Einschränkungen in der Hardware!!
Das einzige System, dass diese Anforderungen im Ansatz erfüllt ist das passive ziemlich teure und uralte Zalman Gehäuse gewesen. Für einen Etwas schwächeren PC ohne Grafikkartenkühlung wäre auch noch ein HFX Classic ok gewesen, welches so auch nicht mehr erhältlich ist.
Also habe ich mich für einen Eigenbau entschieden:
1. Vollalu
2. Vollpassiv
3. Gedämmte Festplatten als Festplattenspeicher.
4. SSD für das Betriebsystem und Alltagsdaten.
5. ATX Standartkomponenten.
Die Idee ist einen PC zwischen 2 Kühlrippen aus Vollaluminium zu bauen. Berechnet man also den nötigen Wärmeübergangskoeffizienten und kalkuliert noch ein paar Verluste durch Übergänge und Heatpipes mit ein kam ich auf ca. 50*50 cm mit 4 cm Profiltiefe. Die Infos kann man einfach bei Herstellern von Stranggusskühlkörpern bekommen. Will man bei einer solchen Firma bestellen helfen die einem gerne zu einem fairen Preis weiter.
Ich begann vor 4 Jahren damit das Mainboard auf einen Kühlkörper zu montieren, die CPU über Heatpipes anzuschließen und dann die Grafikkarte. Dann blieb das System stecken. Das Gehäuse dazu wollte einfach nicht gelingen. Der PC stand so bis vor 3 Monaten einfach so unter meinem Schreibtisch. Mainboard auf dem Kühler und die restlichen Sachen im alten PC Gehäuse.
Hat 4 Jahre voll gut funktioniert!!
Ok das Gehäuse Gedankenanlauf Nummer 1001 und erheblicher finanzielle Aufwandsbereitschaft später.
Das Gehäuse wird nicht selbstgebaut aus irgendwelchen Blechen, Stangen etc. sondern fertig, zum Zusammenschrauben nach meinen Vorstellungen geliefert. Klang gut also wie geht das jetzt:
Das Stichwort ist Montagetechnik für Gehäuse und Gerätebau. Also Aluminiumprofile die man wie Legotechnik zusammenstecken bzw. Schrauben kann.
Ich habe mich für Nut 8 Raster 40 Aluminiumprofile entschieden, die zumindest eine ausreichende Stabilität eines solch schweren Kühlgehäuses gewährleisten und genug Raum für eventuelle Irrtümer lassen. Das teuerste waren dann noch Zuschnitt und Verbinderstücke und Rollen und Aludeckplatte…

Das Gehäuse mit Kühlkonzept besteht somit aus 3 wesentlichen Bestandteilen.
1. Kühlkörpern (2Teilig je 25cm breit) an der Seite aus Stranggusskühlkörpern 50x50x4cm auf beiden Seiten. Nach hinten herausziehbar.
2. Gehäusegerippe aus Aluminiumprofilen Nut8 Raster 40 und entsprechendem Zubehör
3. Heatpipekühltransferteilen aus 8mm Heatpipes (je 60W) und je 2 selbstgebohrten zusammengeschraubten Kupferplatten.
Als erstes 2 Bilder aus Sketchup:



Vorne zu sehen ist ein eingebauter Card Reader und ein Vandalismuschalter zum Einschalten sowie die Blenden für die Laufwerke (Die Blenden kleben an den Laufwerksschubladen und bewegen sich mit diesen nach vorne) und das Diskettenlaufwerk (toll das ich das Berücksichtigt habe hab das sogar in den Tower eingebaut nur –lalala mein neues Mainboard hat keinen Anschluss mehr dafür)
Von hinten kann man in den Tower sehen – alles nur beispielhafte Hardware. Die Heatpipes führen dann vom Prozessor nach oben vorne und von der Grafikkarte zum gegenüberliegenden Kühler nach vorne oben.
Festplatten, SSD, Laufwerke sitzen hinter der Front, das Netzteil oben am Kühlkörper angeflanscht zur zusätzlichen Kühlung.


Hier noch mit alter 775 Hardware und Geforce 8800GT

Weitere Bilder des echten Gehäuses folgen.

Die aktuelle Hardware:
Intel 1230v3
AMD Grafikkarte 188W
Der Rest folgt.

Tips und Tricks:
Das schwierigste waren die Kühlkontakte für die Heatpipes und das ganze Aluminium und Kupfergewindeschneiden. Viel Schneidöl verwenden!!
Heatpipes behutsam mit Spiralbiegevorrichtung und Hilfshölzern biegen.
Zeit lassen
Vorher alles planen
Das Aluminium geschnitten kaufen (das kam wirklich auf den Millimeter mit tollen Kanten an)
Niemals Kühlprofile ungeschnitten kaufen (Das ist wirklich nicht schlau schon mal so Profile geschnitten?)

Was würde ich heute anders machen?
Ich würde überall etwas mehr spiel lassen für kleine Fehler und etwas weniger hackeligen Einbau und ich würde jetzt verfügbare 80mm Tiefe Aluminiumprofile verwenden für noch ultimativere Kühlmöglichkeiten!!

Und siehe da es funktioniert!! Die Kühlleistung ist mehr als ausreichend!! Grafikkarte könnte bei 70°C etwas kühler sein, die Heatpipes scheinen erst bei höherer Temperatur richtig zu funktionieren und das war mein erster Grafikkartenvollkühler, vielleicht liegt der doch nicht richtig auf dem Chip auf. Die CPU wird nicht wärmer als 40°C und das auch nach Stunden.
Die letzten heißen Tage zocken und testen haben dem System auch nicht geschadet, also sind die Kühlkörper wirklich groß genug und das Gehäuse wird korrekt als Ganzes warm.

Kein Lärm und gutes Aussehen in mehr als 20 kg Aluminum!!

PS: Wer das nachbauen will oder weiter Anregungen braucht gerne melden

Ergänzung (18. Juni 2014)

hier mit eingebautem Card Reader

von hinten sieht man den CPU Kühler mit 4 Heatpipes und das Passivnetzteil als Mainboard kommt ein ASRock Z87 Pro4 zum Einsatz wirklich wichtig war voallem, dass kein Kühlkörper oder Anschluss, den ich brauche oberhalb der CPU liegt, damit die Heatpipes nachoben gehen können.

der eingebaute Grafikkartenkühler war wirklich das schwierigste, der muss aber auch 188W von einer AMD Radeon R270X abführen

hier ist der Anschluss an den gegenüberliegenden Kühlkörper

 

[Palitore]

Ist etwas unübersichtlich zu lesen, aber interessant. Du scheinst ja vom Fach zu kommen - mir sind einige Begriffe Böhmische Dörfer.

Verstehe ich das Grundsätzliche erstmal richtig:
- Du hast das Gehäuse entworfen und dann als die Einzelteile als Montageset zuschneiden lassen
- die Kühlung von CPU und Grafikkarte besteht aus bearbeiteten Kupferstücken + gekauften und angepassten Heatpipes, die mit dem Gehäuse vebunden sind, welches die ganze Wärme dann abgibt


Die "2 Kühlrippen aus Vollaluminium" = die beiden Seitenteile des Gehäuses?
Wenn Grafikkartenkühlung mit der linken Gehäusewand und CPU-Kühlung mit der Rechten verbunden sind - wie kann man das Gehäuse dann öffnen (oder besser: wie konnte man es vorher schließen)? Da seh ich wohl was falsch ..
Wie sind denn Heatpipes und Kupfer verbunden? Zwischen Gehäuse und Kupfer ist Wärmeleitpaste?
Wie warm werden Gehäusewand und Festplatten?
Von welchen Ausgaben reden wir hier?

Schon geil.

 

[JaJoKa]

Nein, ich bin nicht vom Fach. Eigentlich bin ich Chemiker. Deswegen hat es auch so lange gedauert mich aufzuraffen endlich zu bauen.

- Ich habe die Einzellteile des Gehäuses anhand der 3D Zeichnung abgemessen und anschließend auf Maß in Auftrag gegeben. Ein netter Anruf einer jungen Damen vom Hersteller hat dann nochmal angerufen und gefragt warum ich so merkwürdige Dinge bestelle, wie nur Deckel für Kabelkanäle (Das habe ich umfunktioniert als Seitenwand für die Laufwerkschächte). Die Kühlkörper sind aus 2 Teilen zusammengesetzt und von woanders.
- Die Kühlkörper habe ich aus Kupferstanden (1000*40*5mm) zugeschnitten. Und dann mit 4 Schrauben zusammengeschraubt. Anschließend mit einem 7,9 mm Bohrer aufgebohrt, außeneinander geschraubt, Wärmeleitpaste rein und abschließend die Heatpipes eingelegt und zugeschraubt.
Anhang anzeigen 422848Anhang anzeigen 422849
- Die Heatpipes habe ich fertig gekauft und nur zurechtgebogen mit einer Spirale und vorher zurechgesägten Formhölzern.

Die beiden Seitenteile des Gehäuses sind die Kühlung.
Beide Seiten lassen sich nach hinten in einer Führung aus dem Gehäuse ziehen. (Die notwendigen Nuten sieht man auf dem Bild ohne Seitenwände). Das ist etwas hackelig aber es geht.

Die Rechte dient als Mainboardschlitten, das Mainboard ist zusätzlich auch direkt mit dem Kühlkörper an allen Wärmestellen rückseitig mit Wärmeleitpads (5 mm) verbunden. Die CPU-Kühlung geht dann auch direkt auf diesen Kühlkörper.

Die Linke dient als Halterung und zusätzliche Kühlung für das Netzteil und als Kühlfläche für die Grafikkarte. Will man die beiden Seiten aus dem Gehäuse entfernen, muss man zuerst die einzellne große Schraube an der Kühlfläche für den Kühler lösen, nachdem man den Deckel abgenommen hat. Dann kann man einfach die Linke bzw. Rechte Seite herausziehen. Karten ohne Kühlung kann man ohne den Ausbau von Seitenteile von hinten einstecken.

Ich hab die Kabel alle so lang gemacht, dass ein Wechsel von Laufwerken (dazu zieht man die Gehäuseseiten gemeinsam ca. 10 cm nach hinten) ohne Kabel abstecken erledigen kann.

An jeder Kontaktfläche ist Keramikwärmeleitpaste, großzügig dimensioniert, aber mit viel Druck und Ruckeln soweit wie möglich herausgepresst. Man muss nur daran denken bei Gewinden in Alu und Kupfer -->nach fest kommt ab und das Gewinde ist nicht mehr zu retten.

Die Gehäusewand wird merklich aber nicht unangenehm gleichmäßig warm sicherlich nicht mehr als 40°C.
Die Festplatten sind in 2 Scythe 'Quiet Drive', früher im Raid Verbund je 320GB jetzt je 2 TB. Die Temperaturen sind im Bereich von ca. 30°C beim Einschalten bis zu 40°C bei Kopiervorgängen nach 2 Stunden.

Ausgaben:
Kühlkörper je ca. 100€ -->200€
Heatpipes (hätte ich sie auf einmal gekauft) je 10€ -->100€
Kupferstangen 100€
Gehäuseteile mit Sägearbeiten 250€

Summe 650€ + Hardware und Schalter, Kabel und was sonst noch so alles drinnen ist.

Werkzeug: Oberfräße, Ständerbohrmaschine, Gewindeschneider, Imbusschlüssel (7, hat das schonmal jemand gebraucht) Flex und Polierscheiben, Akkuschrauber, Stichsäge, Schleifmaschine, etc.

Es ist Arbeit aber billiger als ein Gehäuse von der Stange zu kaufen, dass das gleiche kann.

 

[[GP] mino]

glückwunsch zu deinem projekt!

hast mich über dein konzept und die erfahrungswerte etwas wertvolles aufgezeigt, was mich ermutigt meinen zukünftigen rechner über die selben prinzipien umzusetzen.

laut diesem prospekt lässt sich die kühlleistung der pipes verdoppeln, wenn sie ausschließlich vertikal eingesetzt werden. das betrifft besonders die CPU.

wie du bereits geschildert hast, ist die pipe-kühlung für die graka ein krampf gewesen und das ergebnis ernüchternd. weil jede seitenwand deines gehäuses aus kühlrippen besteht, würde ich die grafikkarte direkt über ein PCI-E extender flachkabel an die seitenwand anbringen. als kühlkörper würde ich dazu den entsprechenden wakü-kühler besorgen, ihn planschleifen und ihn zusammen mit der grafikkarte an die seitenwand schrauben.

die lokal abgegebene wärme auf die seitenwände ließe sich anschließend über waagerecht angebrachte pipes verteilen.
bin auch davon überzeugt, dass keine der pipes gebogen werden müsste, wenn die pipes über kupferblöcke miteinander verbunden würden. das hätte zukünftig auch den vorteil, dass man die pipes nach hardwarewechsel nicht neu biegen müsste.

 

[JaJoKa]

Bei PCI-E extendern bin ich sehr vorsichtig, viele berichten davon, dass sie nicht funktionieren oder nur manchmal.
Die Impedanz der Kabel steigt mit der Länge und auch die Laufzeiten passen nicht mehr. Könnte gerade bei PCI-E 3.0 ein Problem werden. Zusätzlich auf jeden Fall den Extender abschirmen.
Ich habe 3 verschiedene für ein anderes Projekt probiert bis es dann manchmal ging, mit Alufolie und Klebeband um die Alufolie und Erdanschluss hat es dann kontinuierlich geklappt und das war noch PCI-E 2.0 für eine Soundkarte.

Hält man sich an die Herstellervorgaben für die Heatpipes sollten keine Probleme mit biegen oder sinnvoller Lage auftreten.
Sinnvoll, je nach Lage und Zweck gibt es verschiedene Heatpipesysteme (Mesh, Sinther etc.) je nach Fähigkeit Kapillarkräfte auszubilden hat die Lage unterschiedliche Einflüsse.
Zur Wärmeverteilung auf einem Stranggusskühlkörper:
laut Herstellerwebseiten macht das wirklich nicht besonders viel aus ab einer gewissen Dicke der Bodenplatte. Meiner Erfahrung nach wird der Kühlkörper sehr gleichmäßig warm. Schau dir vielleicht mal die Grundlagen bei diesem Hersteller an: http://alutronic.de/service/technische-grundlagen


GPU-Temperatur ohne Last 43°C nach 2 stunden PC-spielen.

Die Idee die Abwärme durch Chiptransfer dahin zu bringen wo der Kühlkörper ist finde ich super.
Am besten wäre es, wenn die Mainboardhersteller endlich mal Mainboards mit Rückseitenbestückung machen würden.
Alle Chips und CPU auf einer höhe auf der Mainboardrückseite. Dann könnte man das Mainboard einfach auf den Kühler schrauben.
Gleichzeitig hätte man kürzere Signalwege, da die Ramriegel und Spannungsanschlüsse gegenüber der CPU sitzen könnten.

 

[Felix#]

Was soll ich sagen: geil.

Der Alu-Deckplatte könnte man vielleicht noch etwas gleichmäßigen Schliff verpassen (sofern die sichtbaren Spuren nicht zu tief sind kann da sogar Schmirgelleinen reichen), aber sonst?
Hatte auch immer mal über so eine Idee rumgesponnen, es aber verworfen - langsam drehende Lüfter waren mir dann die einfachere Lösung.
Die Umsetzung mit den Aluprofilen ist jedenfalls durchaus geschickt - da kann man sich ansonsten nen ganz schönen Wolf bauen.
Die Umsetzung mit den monströsen Alukühlkörpern scheint ja zu klappen. 70° GPU-Temperatur finde ich nun unter Last nicht unbedingt kritisch oder schlecht. Ich frage mich aber dennoch, ob man dem Board bspw. nicht doch einen langsam drehenden Lüfter, nicht-schwingend gelagert, 400-500 U/min gönnt, aber das kommt auch auf deine Rechnerbelastung an.

 

[JaJoKa]

Hi,
danke für die Antwort.
das Problem mit den Chips und Kondensatoren auf den Board habe ich mir auch schon überlegt, von daher sind die Chips auf der Rückseite alle mit Wärmeleitgummies auf dem Kühlkörper zusätzlich kontaktiert. Beim alten Board (Gigabyte Silent Pipe) habe ich die Heatpipes mit Heatpipes Kontaktiert und an den Kühkörper angebunden. Diese Maßnahme ist laut Infrarotthermometer beim neuen System nicht mehr nötig normale PC-Nutzung zeigt nicht mal einen Temperaturunterschied nach 3 Stunden. (ca. 30-35°C überall) am wärmsten wird noch der Chip der Soundkarte :-).
Da ich die Deckplatte noch immer nicht schön montiert habe, ist das was man sieht noch die Unterseite.
Die neue Oberseite ist noch abgeklebt und schon vom Werk poliert ;-).

 

[mapel]

Was ist das für eine Grafikkarte und sind die 70°C unter Last?

Ich denke gerade an eine Casecon für WaKü. Da hast mich mit den Profilen auf jeden Fall auf eine Idee gebracht.

Wo hast du die Vorlagen für Sketchup her?

 

[JaJoKa]

Die 70°C sind unter Last und es ist eine AMD R9 270X. Ich glaube eine VTX3D Boost Dual X. Die Profilvorlagen für die Profile habe ich selbst erstellt, die Abbildungen dazu gibt es bei den Herstellern unter technische Daten. Ich habe meine bei BSO-Montagetechnik bestellt, die waren sehr flott und haben alle Profilvarianten da.

Einfach das Bild nehmen, abmahlen, nachmessen und dann extrudieren.
Anhang anzeigen Aluprofile Raster30 Nut8.zipAnhang anzeigen Aluprofile Raster40 Nut8.zip
Profile einmal 30 Raster 8 einmal 40 Raster 8
Für die Profile übernehme ich keine Garantie. Das sind einfache Vektorzeichnungen. Bei mir hat es so gepasst.
Ich würde vermutlich nicht mehr 40mm nehmen, sondern in Zukunft 30mm Profile (Achtung für Diese braucht man einen 7 mm Inbus-Schlüssel). Auch würde ich nur noch teuere Verbinder und KEINE Standardverbinder mehr nehmen. Bei den Standardverbindern muss man Gewinde schneiden, dass muss man bei den (Doppel)- Schnellverbindern nicht.
Ich hoffe ich konnte weiterhelfen.

 

[mapel]

Danke für die Vorlagen. Hab auch gedacht, dass 40mm ganz schön stabil für die kurzen Distanzen ist. Würden nicht sogar 20mm Profile mit entsprechend vielen Verstrebungen ausreichen?
Möchte halt die ganze Sache möglichst kompakt halten (etwa 450x450x200mm)

 

[JaJoKa]

Ja ich denke, wenn man das Gehäuse nicht so schwer macht wie ich, dann reichen auch 20 mm. Das Problem sind nicht die Stangen selbst sondern die Verbindungen. Ich würde "Combi-Einschraubverbinder Nut 5 doppelt" empfehlen (Dabei wird in beide Profilrillen eingeschraubt), dann können sich die Profile nicht gegeneinander verdrehen und sind deutlich besser miteinander verbunden. Du solltest nur dafaur achten, dass du bei so kleinen Profilen die richtigen Inbusschlüssel hast, bzw das richtige Eindrehwerkzeug (bei Raster 40 hat es ein Inbus getan bei Raster 30 wäre es ein 7mm oder etwas größer gewesen). Die sollten mit Kugelkopf sein, sonst kannst du nicht sie nicht verschrauben.
Stabil genug sind die Streben in jedem Fall (Wenn es kein trampolin wird o.O)

 

[Shaav]

Moin moin,
mir ist das ehrlich gesagt zuviel Text hier, daher hoffe ich mit diesen Links weiterhelfen zu können:
https://www.computerbase.de/2011-07/test-nofan-pc-set-a43/
http://www.nofancomputer.com/eng/products/main.php


Edit:
Ich sehe gerade das soll ein Erfahrungsbericht sein. Kennzeichne diesen Thread doch daher mit "Erfahrungsbericht" oder bitte einen Moderator das nachträglich für dich zu machen. Ein wenig Sturktur käme dem Startpost auch ganz gut
Schaffst du es eigentlich die R9 270x zu kühlen? Temperaturwert, bitte!

 

[JaJoKa]

Temperatur s.o. 70°C Last, 35°C ohne Last. Temperaturunterschied nahezu sofort. (D.h. die Wärmeableitung vom Die ist erst oberhalb eines Schwellenwertes ausreichend).
OK zuviel Text, was machst du dann bei 1000 Seiten Fantasy?
Nofan kenne ich, aber die können auch keine potenten Grafikkarten kühlen. Wichtig ist vorallem die Wärme nach außen zu bekommen. Nicht ohne Grund benutzen Profis richtige Stranggusskühlkörper passiv und nicht solche Dünnblechteile.

 

[Abe81]

Nein, ganz und gar nicht zu viel Text (höchstens ein bisschen unformatiert, ein paar Absätze zu wenig etc.), vielen Dank für den ausführlichen Bericht.

Wie genau wird das NT denn gekühlt? Nach oben kann es ja keine Wärme abgeben.

Bezüglich der Riser: Die gibt es mittlerweile auch abgeschirmt (siehe das Projekt A4 hier im Forum). Ich nutze auch eine mit einer GTX760, bisher kein Problem.

 

[JaJoKa]

Das NT ist ein Silentmaxx passiv Netzteil mit außenliegendem Kühlkörper. Nach oben hat das Netzteil 4 cm Platz. Zudem ist der relativ kleine Kühlkörper vom Netzteil seitlich an die Gehäusewand thermisch über Wärmeleitpads angebunden. Dadurch wird der Kühlkörper ca 2°C kälter als ohne Anbindung. Wie es innen im Netzteilgehäuse aussieht mit den temperaturen kann ich nicht sagen, hatte bisher aber keine Probleme mit der Spannungsversorgung. Sollte noch mehr Strom benötigt werden wäre natürlich ein 2tes Netzteil fällig.

 

[JaJoKa]

Nach 4 Jahren und einem Umzug. Keinerlei Hardwaretausch. Benutzung jetzt etwas seltener aber regelmäßig.
Das System läuft noch. Keine Ausfälle.
Auch mit 4K Monitor wird nichts zu heiß.
Also lieber etwas stabiler bauen, dann baut man für die Ewigkeit.

 

[JaJoKa]

läuft noch. Bei Verfügbarkeit einer RTX 3080 FE zu vernünftigem Preis und einem Ryzen 7 5800 wird umgebaut.

 

[BastelBaus]

Super! Ich habe das gleiche versucht, scheint aber nicht zu funktionieren. Hat jemand einen Tipp ?

• Kuperblock wird sehr heis (aber noch anfassbar)
• Heat Pipes bleiben kalt (nach einigen 10s werden sie an der langen seite vielleicht auch warm, aber nicht so heis wie an der kurzen Seite, da sind sie deutlich wärmer)

Hat jemand eine Idee was ich falsch gemacht haben könnte ?

DIe Heatpipes habe ich genommen:
https://www.voelkner.de/products/23...t=QG-SHP-D6-300MN/6&frm=ffs_QG-SHP-D6-300MN/6

 

[Wechsler]

@BastelBaus Mindestens eine deiner Heatpipes ist geknickt, die ist Schrott und funktioniert nicht mehr.

Auslegungstemperatur für 0,1 K/W ist 70 °C. Das kann man nicht mehr anfassen, darunter wird's ineffizienter.

 

[BastelBaus]

Danke Wechsler für die schnelle Rückmeldung.

• ja, die eine ist schon etwas geknickt, die andern sehen aber für mein (ungeschultes) Auge gut aus
• ineffiziente OK, aber ist das normal das die Pipes kalt bleiben bzw nur an dem kruzen Stummel heiß werden?
• ich habe die 6mm mit 55Watt @ 70°C, 5x (oder 4x mit einem geknickten) müsste doch noch Puffer haben.
• Was ich nicht verstehe, was bedeutet das die Auslegungstemperatur 70°C ist, müsste ich erwarten das der Kupfer block deutlich heißer wird? Mir ist nicht ganz klar wie ich beim Debuggen weiter komme.