Lüfter - Grundlagen

Hey Leute!
Da ich die ständigen Anfragen a la "Welchen Lüfter verwenden" leid bin und mir das andere Lüfter-FAQ viel zu oberfläch ist, schreibe ich hier in den Nächsten Tagen sowas ein wenig ausführlicher. Gliederung und Inhalt entstehen nebenbei, also gebt mir ein paar tage, bevor ihr hier rummeckert .

Lüfter-Grundlagen.

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1. Was zeichnet einen Lüfter aus?
2. Worin sind seine Eigenschaften begründet?
3. Wann brauch ich Welchen Lüfter?
4. Empfehlungen!

1. Was zeichnet einen Lüfter aus? - Eigenschaften!

Die wichtigsten Eigenschaften eines Lüfters, die ihn charakterisieren sind

• Luftdurchsatz
• Lautstärke
• erreichbarer statischer Druck
• elektrische Leistung

Vor allem der Druck wird oft nicht angegeben und beachtet, obwohl er genauso wichtig ist, wie der Luftdurchsatz. Das ist vergleichbar mit einem Kärcher (Hochdruckreiniger), hat dieser sehr hohen Druck und zu geringen Durchsatz, so löst er zwar den Dreck, kann ihn aber nicht wegspülen/beseitigen. Ist der Durchsatz zu hoch und der Druck zu niedrig, so könnte er zwar Dreck wegspülen, hat aber nich genug Druck um dieses zu lösen. Haben wir also einen Lüfter mit sehr hohem Brutto-Durchsatz, der aber nur sehr geringe Drücke entwickelt, so wird dieser im Betrieb sehr engeschränkt, sobald es ein Hindernis gibt, z.B. ein Lüftergitter, Mesh oder ein Luftfilter.
Der Luftdurchsatz sollte dem Einsatzbereich angepasst werden, dazu an anderer Stelle mehr.

2. Wo sind seine Eigenschaften begründet?

Es gibt zwei Grundsätzliche Arten von Lüfter, Axiallüfter und Radiallüfter. Klingt fast gleich, es gibt aber große unterschiede. Axiallüfter sind die normalen Lüfter, wie sie jeder im Computer hat. Sie haben einen am Rahmen befestigten Motor in der Mitte und die angebrachten Lüfterblatte der Rotors am Motorgehäuse. Ansaug und Auströmrichtung liegen auch der gleichen Achse. Sie sind sehr kompakt zu Bauen, vor allem für Luftströme mit großem Durchmesser gut geeignet. Die Größten in PCs eingesetzten Modelle sind Varianten mit 40cm Radius und Gehäusen von Aerocool.
Radiallüfter, werden auch Querlüfter genannt, unterscheiden sich grundsätzlich dadurch, das Ansaugstrom und Ausströmrichtung senkrecht aufeinander stehen. Man muss sie sich vorstellen wie ein aufgeschnittener, rotierender Zylinder. Entweder wird in der Mitte angesaugt und nach außen gepustet, oder von außen angesaugt und in der Mitte komt ein Strom raus. Grundsätzlich sind die Axiallüftern überlegen. Bei gleicher Lautstärke un Motorleistung schaffen sie mehr Druck und mehr Durchsatz. Durch ihre unpraktische Bauform sind sie jedoch kaum in PCs zu finden, einige Cross-Flow-Fans, z.B. von Silverstone für deren HTPC-Gehäuse bilden eine Ausnahme, sowie einige Grafikkartenlüfter.
Ich gehe hier vorerst nur weiter auf Axiallüfter ein, da Radiallüfter für die meisten User zu unbedeutend sind.

Der Druck eines Lüfters ist im wesentlichen Abhängig von seinen Höhe, der Anzahl der Blätter und der Drehzahl.
Der Durchsatz eines Lüfter ist abhängig von Höhe, Durchmesser, Blattanzahl, Blattform und Drehzahl.
Die Lautstärke ist im wesentlichen abhängig von Drehzahl, der Blattform und der Oberfläche der Blätter, sowie Strömungsgeräusche. Außerdem relevant sind der Motor, die Lagerung und der Rahmen. Sie setzt sich also zusammen aus Mechanisch verursachten Geräuschen und Strömungsgeräuschen.

Man sieht also, viele Faktoren müssen beachtet werden. Die Hersteller sind nicht ganz Untätig und haben viele Lösungen entwickelt, so haben z.B. die Blätter von Sharkoon's Silent Eagle Lüfter eine Oberfläche, um damit der Entwicklung von Strömungsgeräuschen und somit der Lautstärke entgegen zu wirken. Eine weitere nennenswerte Entwicklung sind die Multiframe-Rahmen von Noiseblocker, welche aus verschiedenen kombinierten Materialien mit einer speziellen Struktur bestehen, um Vibrationen und Motor-/Lagergeräusche möglichst gut zu dämpfen.
Zum Erhöhen des Durchsatzes hat Scythe bei seinen Slipstream-Lüfter das Motorgehäuse verkleinert, um so mehr effektiv genutzte Fläche für den Durchsatz zu haben.
Bei Silverstone werden z.B. 9 statt üblichen 7 Blättern für mehr Laufruhe, Druck und Durchsatz verwendet und eine strömungsgünstige Form für Laufruhe.

Der Ideale Lüfter hat also: einen dämpfenden Rahmen oder Entkopplung gegen mechanische Geräusche, eine günstige Blattform/-struktur für wenige Strömungsgeräusche und hohen Durchsatz, einen kleinen aber kräftigen Motor mit möglichst breitem Drehzahlband, um Laufkultur und Ruhe mit hoher Leistung zu vereinen. Diese Kombination schaffen nur wenige Hersteller wirklich gut.

3. Wann brauche ich welchen Lüfter mit welchen Eigenschaften?

Gehäuselüfter:
Gehäuselüfter sollten eine mittlere Drehzahl und Durchsatz sowie Druck haben, da es normalerweise dort nur geringe Widerstände, wie z.B. Lüftergitter gibt. Staubfilter und Mesh reduzieren den Durchsatz ein wenig stärker, da sollte man lieber einen Lüfter mehr als zu wenig verbauen.
CPU-Lüfter:
Hier ist die Wahl am wichtigsten und am genausten zu Treffen. Wie sind die Lamellen angerordnet? Wie tief ist der Kühler? Wie viel Wärme muss abtransportiert werden.

Lüfter mit kleinem Druck/kleinem Flow:

• kürze Kühler, die z.B. einen Kühlkörper mit 120*120*10mm haben, die auch recht weit auseinander liegen, da hier ein geringer Gegendruck herrscht
• wenn ich absolut minimale Lautstärke will und 10 Kelvin mehr in Kauf nehme
• bei Kühlern mit sehr hohem Lamellenabstand, auch wenn sie tiefer sind.

Lüfter mit kleinem(mittleren) Druck/hohen Flow (die meisten Lüfter)

• Kühlkörper dessen Lamellen mittel bis weit auseinander liegen
• Kühlkörper die bei weit auseinander liegenden Lamellen recht Tief sind

Lüfter mit hohem Druck/hohem Flow

• Kühlkörper mit dichten, langen Lamellen und extrem hohen Oberflächen, bei denen so ein recht hoher Widerstand herrscht.

Die wesentlichsten Kriterien, welchen Lüfter man wählt, sind also:

• Wie Dicht liegen die Lamellen zusammen?
• Wie groß (vor allem wie tief) sind die Lamellen?
• Wieviel Durchsatz will ich trotzdessen bei welchem Geräusch haben?

Lüfter-Empfehlungen

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	Hersteller	Modell	Blattanzahl	Durchmesser	Höhe	RPM min	RPM max	Anlaufspannung	elektr. Leistung	Durchsatz	Druck	Lautstärke(@12V)	Einschätzung der Lautstärke	Verwendung
1	SilverStone	FM121	9	120mm	25mm	0900 RPM	02350 RPM	~5,5 V	03,6 W	182 m³/h	3,x mm H2O	42 dB	Normal-Hoch	OC/Highend
2	SilverStone	FM122	9	120mm	32mm	0600 RPM	02450 RPM	~5 V	07,2 W	186 m³/h	5,62 mm H2O	46 dB	Normal-Hoch	OC/Highend/ bedingt Silent
3	NoiseBlocker	MF12-P	7	120mm	25mm	1000 RPM	02000 RPM	~5 V	02,64 W	133 m³/h	2,83 mm H2O	29 dB	Leise	Silent-PC/Allaround!
4	NoiseBlocker	M12-S2	7	120mm	25mm	xxx RPM	01250 RPM	~4,5 V	02,91 W	087 m³/h	0,89 mm H2O	19 dB	Leise	Silent-PC
5	ebmpapst	8212J/2H4	5	080mm	35mm	xxx RPM	14000 RPM		39,5 W	222 m³/h	2,6 mm H2O	71 dB	sehr Laut!	Extreme/OC
6	ebmpapst	3212 J/2H4P	5	092mm	35mm	xxx RPM	13000 RPM		50 W	280 m³/h	2,85 mm H2O	73 dB	sehr Laut!	Extreme/OC
7	Cooler Master	MegaFlow	9	200mm	30mm	0250 RPM	00700 RPM	~6 V	4,8 W	184 m³/h	0,595 mm H2O	22 dB	Leise	Allaround

Eintragungen nur wenn nach Muster gepostet und ALLES vollständing, nich das das wieder son wirr warr wird wie in der andere übersicht...!!
Muster:
Hersteller|Modell|Blattanzahl|Durchmesser|Höhe|RPM min|RPM max|Anlaufspannung|elektr. Leistung |Durchsatz |Druck |Lautstärke(@12V)
SilverStone |FM121 |9 |120mm |25mm |900 RPM |2350 RPM |~5,5V |3,6 W|182 m³/h |3,x mm H2O|42 dB

Worteinschätzung einiger Lüfter

Spoiler

Man sieht, ich bin ein Fan von Silverstone Lüfter der FM-Serie, besonders des Modells FM122, da diese Lüfter geringe Lautstärke und Laufkultur bei anständigem Durchsatz im Drehzahlbereich unter 1000 RPM haben, aber oberhalb von 1500 RPM zu Monstern mit brachialem Airflow und Druck mutieren, die aber auch ordentlich Brüllen dann.

Grundsätzliches zur Kühlung des Towers mit Luft

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• eine Überdruckbelüftung ist IMMER besser, als eine Unterdruckbelüftung, das heißt es sollten mehr Lüfter in das Case Luft einblasen, als Lüfter aus dem Case raussaugen (vom Durchsatz her
• der Luftstrom sollte immer von unten nach oben orientiert sein, da warme Luft schon von selbst nach oben steigt
• die Grafikkarte sollte ihre Abluft direkt aus dem Tower rauspusten, ansonsten ist es Ratsam, unter ihr einen Slotlüfter zu montieren, der diese Aufgabe übernimmt
• wer so wenig lüfter wie möglich verwenden will, sollte alle reinblasend oder alle raussaugend montieren, da so der Nettoluftstrom so am höchsten ist bei geringster Geräuschentwicklung
• unbeding auf Kabel-Ordnung achten, keine Kabelstränke im Luftstrom hängen lassen!
• möglichst IDE- und Floppy-Rundkabel verwenden.
• Seitenlüfter die zusätzliche Luft in das Gehäuse blasen, wirken sich vor allem positiv auf Temperaturen von NB, SB und SpaWas aus, wenn der Luftstrom eine Chance hat diese mitzukühlen und nicht vor Kabelgewirr aufgehalten wird
• auch Kabel werden warm, wenn die Querschnitte klein sind und die belastung hoch, schnürt sie nicht übermäßig dicht zusammen
• HDDs brachen Prinzipiell keine große Kühlung, wenn wenigtens 1,5cm Luftpolster zwischen ihnen ist, von Konsorten wie Caviar Black und Raptor mal abgesehen
• Beachtet, dass das meiste, was in euren Computer als Strom reingeht, als abwärme wieder rauskommt. Computer können Räume sehr effektiv heizen, ich brauch meine Heizung im Winter nur als "Starthilfe", den Rest macht der PC

Hier zwei kleine Zeichnung, wie die Kühlung in meinem alten Case aussah (etwa, ich hab auf der CPU nen Top-Blower und keinen Tower) und wie sie im Moment aussieht.

BLAU ist kalte Luft
ROT ist warme Luft
GRÜN zeigt Wirkpunkte eines großen Seitenlüfters

Kombinationsempfehlungen Kühler - Lüfter

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Coming soon....

 

@ TheLod, könntest du die Drücke in mm H2O (millimeter Wassersäule) in Erfahrung bringen?