Warum "Wasser"?

Viciouz

Schraubenverwechsler(in)
Zwar weigert sich 3M mir "3M™ Novec™" zu verkaufen (ich wäre leider "kein Industrie-Unternehmen"...) und "Alphacool Ultra Pure Water" hat einfach nicht die Eigenschaften von "3M™ Novec™", denn dieses ist was Wärmeleitfähigkeit betrifft (1000x so leitfähig wie Luft, ohne auch nur ein Iota Strom zu leiten...) optimal. Evtl. hat hier jemand eine Idee, wie man trotzdem etwas ähnliches kaufen kann. Wer kühlt denn schon mit Wasser...
 
3M verkauft vermutlich nur größere Mengen. Außerdem fallen die meisten Stoffe unter Gefahrgut. Du kannst diese als Privatperson nicht sicher lagern und verwenden. Außerdem weißt du nicht, ob deine Wasserkühlung tatsächlich andere Flüssigkeiten außer Wasser verträgt. Eventuell löst das Zeug deinen Kunststoff an.
Ich würde dir daher raten, dass du bei Wasser bleibst.
 
Bitte auch die Kommentare zu diesen News lesen! Das mit der 1000fach höheren Wärmeleitfähigkeit ist nämlich grober Unfug und im Übrigen ist die Wärmeleitfähigkeit des Kühlmediums ohnehin nicht das, was die Qualität eines Kühlmittels in einer Wakü maßgeblich bestimmt.

In den News wurde die Wärmeleitfähigkeit mit der spezifischen Wärmekapazität verwechselt und im Datenblatt ist ein Skalenfehler enthalten (Faktor 1000). Die spezifische Wärmekapazität ist die wichtige Eigenschaft eines Kühlmittels und die liegt bei dem Zeugs bei 1,3 kJ/(kg*K). Das ist weniger als ein Drittel der spez. Wärmekapazität von Wasser (4,18 kJ/(kg*K)). Die Wärmeleitfähigkeit von Novec ist im Übrigen noch erheblich schlechter als seine spezifische Wärmekapazität im Vergleich zu Wasser. In einer Wakü kommt es aber im Wesentlichen auf Letztere an und in der Disziplin ist Wasser nahezu unschlagbar.

Schlimm, dass die falschen News nach wie vor nicht korrigiert wurden. So fallen immer noch Leute auf diesen Schwachsinn rein. Die Vorteile solcher Kühlmittel liegen in völlig anderen Eigenschaften, aber im Vergleich mit Wasser ziehen sie in Punkto Kühlleistung bislang alle den Kürzeren.
 
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Um es sogar noch weiter auf die Spitze zu treiben:
Wasser ist unschlagbar!
Es gibt nur 3 Elemente/Verbindungen mit einer noch größeren spezifischen Wärmekapazität: Wasserstoff (dummerweise gasförmig bei 300K), Helium (ebenfalls) und Ammoniak.
In Punkto Wärmekapazität pro Volumen zieht aber Wasser wieder an Ammoniak vorbei.

Daher bleibt nach wie vor: Was besseres als Wasser gibts einfach nicht!
 
Um es für Normalsterbliche verständlich zu machen:

Die Wärmeleitfähigkeit des Mediums in einer Wasserkühlung ist quasi völlig egal, da die Wärme nicht durch Wärmeleitung weggeschafft wird sondern durch Wärmekonvektion.
Wärmeleitung hättest du dann, wenn du keine Pumpe im Kreislauf hast (und die Wärme durch stehendes Wasser geleitet werden müsste) - und da bemerkst du sehr schnell, dass Wasser eine sehr schlechte Wärmeleitfähigkeit besitzt ;-)

Da die speziefische Wärmekapazität (nötige Wärmezufuhr pro Temperaturänderung sozusagen) von Wasser die höchste ist die man (im praktikablen, ungiftigen Bereich) so findet ist Wasser das optimale Medium für Flüssigkeitskühlungen.

Das einzige was geringfügig optimiert werden kann sind Fließeigenschaften (dynamische Viskosität) um die Phasengrenzschicht möglichst gering zu halten und Strömungseigenschaften zu beeinflussen sowie die üblichen Korrosionsschutzzusätze. Das bewegt sich aber in einem sehr überschaubaren Rahmen.
 
@Malkolm: Es gibt schon noch ein paar andere polare Moleküle die im flüssigen Aggregatzustand ein Quäntchen höhere spezifische Wärmekapazität als Wasser bieten (auch auf´s Volumen bezogen), aber die kommen wegen anderer Eigenschaften nicht für unsere Zwecke in Frage ;). Insofern - ja, für den Einsatz in einer Wakü ist Wasser in der Tat unschlagbar.

@Inkredible Alk: Danke für´s Erklären! Dir gelingt das immer sehr schön kompakt und anschaulich :daumen:.
Hast du als Mod eigentlich eine Möglichkeit den Autor der News mal um eine Korrektur der Überschrift zu bitten? Solange der Unsinn da weiter zu lesen ist, wird immer wieder jemand glauben die Wärmeleitfähigkeit wäre besonders wichtig und 3M hätte eine Wunderbrühe am Start, obwohl dem keineswegs so ist.
 
@Malkolm: Es gibt schon noch ein paar andere polare Moleküle die im flüssigen Aggregatzustand ein Quäntchen höhere spezifische Wärmekapazität als Wasser bieten (auch auf´s Volumen bezogen), aber die kommen wegen anderer Eigenschaften nicht für unsere Zwecke in Frage ;). Insofern - ja, für den Einsatz in einer Wakü ist Wasser in der Tat unschlagbar.

Mich würde mal sehr interessieren von welchen Flüssigkeiten du sprichst. :)
 
Hast du als Mod eigentlich eine Möglichkeit den Autor der News mal um eine Korrektur der Überschrift zu bitten? Solange der Unsinn da weiter zu lesen ist, wird immer wieder jemand glauben die Wärmeleitfähigkeit wäre besonders wichtig und 3M hätte eine Wunderbrühe am Start, obwohl dem keineswegs so ist.

Die habe ich genauso wie jeder andere User des Forums auch - indem ich die "Fehler-im-Artikel" Funktion unten wähle. Nen speziellen "heißen Draht" gibts da nicht (sofern der Autor nicht zufällig Admin hier ist^^).
Ein "Fehler" ist die Überschrift ja auch nicht. Die Wärmeleiteigenschaften des Mediums können ja 1000x besser als die von Luft sein. Nur ist das für ne WaKü halt völlig egal.
 
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@SaPass und Malkolm: Im normalen Druck- und Temperaturbereich gibt´s in der Tat keine Stoffe die mehr Wärmekapzität als Wasser bieten - das stimme ich euch vollkommen zu. Aber unter exotischeren Randbedingungen (bzgl. Temperatur und Druck) können z. B. sog. ionische Flüssigkeiten meines Wissens höhere Wärmekapazitäten bei gleichem Volumen aufweisen (wohl auch manche verflüssigten Gase). Für eine Wakü ist das aber natürlich alles nicht tauglich. Sollte ich falsch liegen lasse ich mich gern eines Besseren belehren - habe die Info auf Nachfrage auch nur von einer chemisch recht bewanderten Person erhalten. Im Endeffekt kommt´s halt drauf an dass man Moleküle mit hohem Freiheitsgrad für die Bewegung untereinander sowie der Bindungen selbst hat, damit viel Wärme in geringem Volumen gespeichert werden kann (polare und/oder besonders kleine Moleküle sind da prädestiniert). Wasser als Flüssigkeit hat im Temperatur- und Druckbereich in dem es flüssig nutzbar ist aber klar die Nase vorn vor allen anderen Flüssigkeiten - das bestreite ich keinesfalls. Der Kommentar war von daher vllt. ein wenig spitzfindig von mir - sorry!

Nur noch mal zu Klarstellung: Dass Wasser bezüglich seiner spezifischen Wärmekapazität für unsere Zwecke definitiv das beste Wärmetransportmedium ist, steht völlig außer Frage! Lediglich unter anderen Randbedingungen, bei denen man Wasser eben nicht mehr flüssig nutzen kann, sind ihm offenbar andere Stoffe ebenbürtig oder sogar besser. Wollte nur darauf hinweisen, dass es ja nicht nur unsere übliche menschliche Wohlfühlzone und die unserer Waküs gibt, weil die Aussage so absolut für jegliche Flüssigkeiten gemacht wurde ;).

Edit:
Die habe ich genauso wie jeder andere User des Forums auch - indem ich die "Fehler-im-Artikel" Funktion unten wähle. Nen speziellen "heißen Draht" gibts da nicht (sofern der Autor nicht zufällig Admin hier ist^^).
OK, Merci! Habe eine entsprechende Bitte um Korrektur und Richtigstellung gesendet. Hoffe mal, dass sich die Jungs drum kümmern.

Ein "Fehler" ist die Überschrift ja auch nicht. Die Wärmeleiteigenschaften des Mediums können ja 1000x besser als die von Luft sein. Nur ist das für ne WaKü halt völlig egal.
Nein, das ist definitv ein Fehler, denn wie das Datenblatt zeigt, liegt die Wärmeleitfähigkeit von Novec 7000 mit 0,075 W/(m*K) @25°C im Bereich mineralischer Baustoffe. Gegenüber Luft (0,0261 W/(m*K)) bietet es also gerade mal eine dreimal höhere Wärmeleitfähigkeit, während Wasser es selbst in dieser Beziehung deutlich schlägt, denn die Wärmeleitfähigkeit von Wasser ist mit 0,607 W/(m*K) @25°C ca. 23mal höher als die von Luft und ca. achtmal höher als die von Novec 7000.
 
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um es vielleicht noch mal anschaulich ohne die ganze Physik zu erklären:

Novec ist dazu gedacht, möglichst viel Chipfläche auf möglichst kleinem Raum darin zu "baden" wenn man nur über eingeschränkten Platz verfügt. Etwa wenn eine Wakü zu aufwendig zu realisieren wäre oder bei Luftkühlung die Fläche nicht ausreicht. Das Prinzip ist, die Hitze direkt an eine Flüssigkeit abzugeben die idealerweise irgendwo zwischen Raumtemperatur und dem was die Chips aushalten zu kochen beginnt. Das Konensat schlägt sich dann an den eigentlichen Kühlelementen nieder, welche die Hitze letztendlich nach außen abführen, und tropft ins Becken zurück.

kurz: man kann Unmengen Asicminer darin baden, da man keine Kühlkörper zur Oberflächenvergrößerung braucht. Für alle anderen Einsatzzwecke sind Luft- oder Wasserkühlungen billiger und einfacher zu realisieren.
 
Ich versuche es mal noch mit etwas mehr "Physik":
Man wählt eine Flüssigkeit mit einem Siedepunkt von bspw. 50°C. Diese Flüssigkeit erwärmt sich auf 50°C und beginnt zu sieden. Sieden ist ein Vorgang, der Energie benötigt. Die Flüssigkeit wird selbst weiterhin eine Temperatur von 50°C halten, während der entstande "Dampf" nach oben zu Kühlkörpern steigt. Dort kondensiert er und zurück tropft. Das Kondensieren ist ein Vorgang, bei dem Energie frei wird (und folglich abgeführt werden muss).
So nimmt die Flüssigkeit letzten Endes durch das Sieden Energie von den Prozessoren auf und gibt sie am Kühlkörper durch das Kondensieren wieder ab.
 
...und die eigentlichen Gründe das zu tun (denn auch normales erwärmen und abkühlen würde Wärme transportieren):

1.) Sieden erfordert zusätzlich Verdampfungswärme (sprich eine Flüssigkeit an ihren Siedepunkt zu bringen reicht nicht aus dass sie auch verdampft, man muss weiter Energie zuführen, das ist die Verdampfungswärme), man kann also noch mehr Wärmeenergie pro Gramm Flüssigkeit aufnehmen als durch reines erwärmen.

2.) Der Siedevorgang erzeugt eine zwangsläufige starke Konvektion da die entstehenden Gasblasen die Flüssigkeit verwirbeln und mitreißen. Normales Erwärmen erzeugt zwar auch eine Konvektion (warme Flüssigkeit steigt nach oben...) aber in einem weit geringeren Ausmaß.

Kurz gesagt wenn die Flüssigkeit am zu kühlenden Objekt siedet transportiert sie mehr Energie schneller weg. Man darfs nur nicht übertreiben - ist die Oberfläche ZU heiß verdampft die Flüssigkeit in Oberflächennähe so schnell, dass sich eine isolierende Gasschicht bildet (Leidenfrost-Effekt) was die Wärmeabfuhr extrem verschlechtert. In die Regionen kommt man aber mit Elektronik eher weniger... das ist eher was für Herdplatten.
 
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