Bessere und leisere Kühlung für den Mini-PC Fujitsu Esprimo Q520

8. Mai 2025 (letzte Aktualisierung am 15. Mai 2025)

Vor einiger Zeit hatte ich einen gebrauchten Fujitsu Esprimo Q520 erworben. Der Mini-PC war ursprünglich für den Büroeinsatz konzipiert – kompakt, leise, sparsam. Verbaut war bereits eine SSD mit Windows 10, die ich gegen eine 500 GB SSD austauschte. Anschließend habe ich Ubuntu MATE 24.04 LTS installiert, was problemlos funktionierte. Allerdings wurde die Elektronik bei starker Beanspruchung der GPU zu heiß und stürzte ab. Der Knaller: Durch eine verbesserte Kühlung habe ich für wenig Geld einen kompakten und leistungsstarken Rechner erhalten, der zudem leise ist. Ganz nebenbei hatte ich noch jede Menge Freude beim Experimentieren und Basteln.  Alles was ich benötigte, kam aus der  Schrottkiste und das neue Betriebssystem Ubuntu ist kostenlos.

Das User Manual des Esprimo Q520 erklärt wie das  Gehäuse und die Deckel zu entfernen sind.

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Mini-PC Fujitsu Esprimo Q520 im Originalzustand. Schön klein, verträgt aber keine harte Belastung durch Youtube und Google Street View – jedenfalls unter Ubuntu Mate.
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PC-Arbeitsplatz mit zwei Monitoren im Splitbetrieb. Links der Mini-PC Esprimo Q520 von Fujitsu im vergleichsweise winzigen Gehäuse.

Hitzekollaps bei Grafiklast: Schnell stellte sich jedoch ein Problem heraus: Bei grafikintensiven Anwendungen wie YouTube im Vollbild oder Street View in Google Maps wurde der Prozessorchip (CPU + GPU) viel zu heiß. Das System reagierte mit Bildstörungen, Einfrieren oder Browserabstürzen. Zudem drehte der kleine Gehäuselüfter unter Last deutlich hörbar auf.

Maßnahmen zur Optimierung: Um dem entgegenzuwirken, habe ich mehrere Schritte unternommen:

Treiberoptimierung: Zunächst habe ich den Standardtreiber der Intel-Grafikeinheit durch den modernen „modesetting“-Treiber ersetzt. Damit lief die grafische Darstellung bereits spürbar stabiler.

Anleitung – Ein besserer Gafiktreiber laut ChatGPT  für meinen Esprimo unter Ubuntu Mate:

1. Lege eine neue Datei an:

/etc/X11/xorg.conf.d/20-modesetting.conf


2. Füge folgenden Inhalt ein:

Section "Device"
  Identifier "Intel Graphics"
  Driver "modesetting"
EndSection

3. Speichern
4. Rechner neu starten:

sudo reboot

Nach dem Neustart kannst Du mit inxi -G kontrollieren, ob der modesetting-Treiber aktiv ist.

Ist der neue Treiber aktiv?

volker@volker-ESPRIMO-Q520:~$ inxi -G
Graphics:
  Device-1: Intel Xeon E3-1200 v3/4th Gen Core Processor Integrated Graphics
    driver: i915 v: kernel
  Display: x11 server: X.Org v: 21.1.11 with: Xwayland v: 23.2.6 driver: X:
    loaded: modesetting dri: crocus gpu: i915 resolution: 1: 1920x1080~60Hz
    2: 1920x1080~60Hz
  API: EGL v: 1.5 drivers: crocus,swrast
    platforms: gbm,x11,surfaceless,device
  API: OpenGL v: 4.6 compat-v: 4.5 vendor: intel mesa
    v: 24.2.8-1ubuntu1~24.04.1 renderer: Mesa Intel HD Graphics 4600 (HSW GT2)
volker@volker-ESPRIMO-Q520:~$ 


Ja – der neue modesetting-Treiber ist aktiv! 🎉

Hier die Bestätigung in Deiner inxi -G-Ausgabe:
🔍 Analyse:

driver: i915 v: kernel
...
driver: X: loaded: modesetting

Kühlsystem überarbeitet: Danach habe ich das Kühlsystem gründlich gereinigt, den vorhandenen Lüfter vorsichtig geschmiert und die Wärmeleitpaste des Kühlkörpers erneuert. Allein das brachte bereits eine leichte Verbesserung.

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Ausbau der Platine. Dazu reicht es die Kunststoffbodenplatte zu entfernen, die innere Blechabdeckung ebenfalls zu entfernen und 4 Schrauben an den Seiten zu lösen, um dieses Blechumrandung ebenfalls ausbauen zu können.
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Kunststoffabdeckung der Unterseite und Blechdeckel bereits entfernt. Zum Vorschein kommt die SSD und zwei RAM-Riegel. Um die Platine auszubauen, reicht es die 3 oder 4 Schrauben des Metallrahmens zu lösen.
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Platine aus dem Gehäuse entnommen.
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Nach dem Enfernen des Kühlkörpers durch Lösen von drei Schrauben kommt die vertrocknete Wärmeleitpaste zum Vorschein. Ich habe sie mit dem Schraubenzieher abgekratzt und anschließend mit Bremsenreiniger die Metalloberflächen gereinigt. Dann beidseitig dünn neue Wärmeleitpaste aufgetragen.

Zusätzlichen Lüfter eingebaut: Da im Gehäuse kein optisches Laufwerk vorhanden war, habe ich in den freien Schacht einen alten 80-mm-Lüfter aus einem ATX-Netzteil eingebaut. Das darüberliegende Blech habe ich mit einer Knabberzange herausgetrennt und den Lüfter mit einer Schraube direkt am Gehäuse befestigt – ein vorhandenes Gewinde konnte dabei genutzt werden. Der Lüfter ist für 12 Volt ausgelegt, läuft aber auch mit den im Gehäuse vorhandenen 5 Volt aus dem Pfostenstecker des optischen Laufwerks ruhig und leise. Wichtig ist, dass er auch bei 5 Volt zuverlässig anläuft – hier lohnt ein Testlauf.

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Oberhalb der CPU und des Kühlkörpers ist Platz für ein Optisches Laufwerk, das nicht benötigt wird.
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Zur besseren Kühlung habe ich ein Blech mit der Knabberzange herausgeschnitten.
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Nach dem Zusammenbau kommt der Kühlkörper jetzt zum Vorschein, was eine bessere Kühlung verspricht.
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Eine Zwangskühlung mit einem Lüfter wirkte Wunder. Experimente zeigten, dass eine niedrige Drehzahl ausreichend ist.

Luftführung optimiert: Damit der neue Lüfter seine Wirkung entfalten kann, habe ich provisorisch eine Luftführung aus Pappe und silbernem Klebeband gebaut. Die Luft wird von oben durch den Zusatzlüfter angesaugt, strömt gegen den CPU-Kühlkörper und entweicht über zwei ca. 1 cm breite Schlitze nach vorn und hinten. Später werde ich die Haube aus 10 mm starkem Holz bauen – für bessere Optik und mehr Stabilität. Ergebnis: Kühl und stabil.

Der Zusatzlüfter ist ein Massenprodukt, wie er häufig in alten AT- und ATX-Netzteilen vorkommt und leicht beschaffbar ist. Die meisten dieser Lüfter springen auch bei 5 Volt an. Wegen der reduzierten Drehzahl wird er eine sehr lange Lebensdauer besitzen und lässt sich leicht ersetzen. Der bereits eingebaute Lüfter springt bei mir dank der guten Kühlung nicht mehr an. Dieser kleine Lüfter ist auch nicht so einfach zu beschaffen. Dank der reduzierten Temperatur der Elektronikkomponenten ist insgesamt mit einer langen Lebensdauer und geringen Ausfallrate zu rechnen. Ab und zu sollte man den Esprino aus seinem neuen Gehäuse schieben und von  Staub befreien.

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Der Lüfter hält mit einer Schraube. Ein Gewinde im Blech war an passender Stelle vorhanden. Der 12 Volt-Lüfter aus einem alten ATX-Netzteil läuft auch mit 5 Volt. Diese Spannung liefert ein Pfostenstecker, der für die Betriebsspannung des optischen Laufwerks vorgesehen war.
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Das ist nicht als Dauerlösung gedacht. Provisorische Haube aus Wellpappe und Klebeband, um die Luftströmungen zu testen. Den Lüfter hört man kaum und der laute orignale Lüfter schaltet sich nicht mehr ein. Voller Erfolg! Wenn sich die Einrichtung bewährt, wird die Haube durch eine stabile Holzkonstruktion ersetzt.
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Aktuelle Temperaturen während des Schreibens dieses Artikels. temp1 ist die kritische Temperatur der GPU. Vorher über 70 Grad, was zu Abstürzen führte, jetzt moderate 42 Grad. Da fühlt sich die Elektronik wohl. Selbst hohe Belastungen der GPU lassen ihre Temperatur nicht über 50  Grad steigen.

Vor dem Umbau lag die GPU-Temperatur regelmäßig über 70 °C, was die Systemabstürze verursachte. Jetzt, auch bei hoher Last, bleibt sie zwischen 40 und 50 °C. Der kleine Originallüfter muss seitdem kaum noch arbeiten – was auch gut ist, da dieser schwer zu ersetzen wäre.

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Die alte Pappe hat ausgedient.
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Der Esprimo hat ein stabiles Holzgehäuse erhalten. Es fehlt noch die Lackierung.
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Aus dem Lüftungsschlitz strömt spürbar ein Luftzug.
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Auch die Rückseite besitzt einen Lüftungsschlitz.
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Der erste Anstrich ist noch nicht ganz trocken. Noch einige Schleifenarbeiten und noch eine weitere Farbschicht und das Gehäuse wird ganz ordentlich aussehen.
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Nach dem Auftragen der zweiten Farbschicht sieht es noch einen Tick besser aus. Aber nun soll es genug sein. Das Gehäuse erfüllt sein Zweck und man sieht, dass es man so eine Konstruktion nicht kaufen kann.

Die eingebaute SSD hat eine Temperatur von 35 °C und befindet sich im optimalen Bereich für eine lange Lebensdauer ( https://chatgpt.com/share/681dc371-6540-8013-9a64-7bd846c28484 ).

Zusammengefasst: Mit wenigen gezielten Eingriffen lässt sich ein solider Bürorechner wie der Fujitsu Esprimo Q520 zuverlässig und langlebig aufrüsten. Durch die verbesserte Kühlung läuft das System leise, stabil und deutlich kühler – ganz ohne teure Spezialteile.

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