Lüfter - Grundlagen

Diskutiere und helfe bei Lüfter - Grundlagen im Bereich Luft- & Wasserkühlung im SysProfile Forum bei einer Lösung; 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... Dieses Thema im Forum "Luft- & Wasserkühlung" wurde erstellt von _schulle_, 11. September 2009.

  1. _schulle_
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    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 :o.

    Lüfter-Grundlagen.

    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
    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
    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
    • 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

    [​IMG]

    [​IMG]


    Kombinationsempfehlungen Kühler - Lüfter
    Coming soon....
     
    #1 _schulle_, 11. September 2009
    Zuletzt bearbeitet: 4. November 2010
  2. The_LOD2010
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    Dann gestalte ich mal kurz den Extrem-Part aus.

    Neben den handelsüblichen Lüftern mit deutlich unter 10W Leistung gibt es auch von einigen Herstellern diverse Modelle, welche für den Einsatz in der Industrie gedacht sind.

    Die dabei bekanntesten zwei Hersteller sind Delta Electronics und EBM Papst.

    Ich selbst habe mir einmal zwei solcher Lüfter gekauft.

    Diese Lüfter erreichen einen so hohen Druck das sie selbst abheben wenn sie auf dem Tisch liegen. Diese Lüfter wurden auf maximalen Luftdurchsatz bei Gegendruck ausgelegt.

    Technische Daten:
    1.
    ebmpapst 8212J/2H4
    80x80x35mm
    12V DC (6-13,6V lt. Hersteller)
    3,3A
    39,6W
    222m³/h in freiem Raum
    2,6mm H2O
    14000UPM
    7,8 B Schallleistung
    71 db(A) Lautstärke
    5 Rotor-Blätter

    2.
    ebmpapst 3212 J/2H4P
    92x92x35mm
    12V DC (6-13,6V lt. Hersteller, PWM geregelt)
    4,2A
    50W
    280m³/h in freiem Raum
    2,85mm in H2O
    13000UPM
    8,2 B Schallleistung
    73 db(A) Lautstärke
    5 Rotor-Blätter

    Videos:



     
    #2 The_LOD2010, 11. September 2009
    Zuletzt bearbeitet: 11. September 2009
  3. Schweini
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    Würde hier noch ein Punkt einfügen: Aufbau und Technik (eines brushless Axial-Fan). Müsste mich dazu aber erstmal schlaulesen, mW ist hier der Magnet mit Lüfter AUßEN und die 4 Wicklungen mit Elektronik innen.

    Früher war das per Schleifer und den 4 Wicklungen geführt, da war die Achse innen und per 4 Kohlen auf die Wicklung geführt. Ist halt billiger, jetzt ist der Trend schon längst auf die PWM Technik umgestiegen, auch in der Industrie.

    http://www.maschinenmarkt.vogel.de/...nik/klimaundlueftungstechnik/articles/226621/
     
  4. _schulle_
    _schulle_ It's classified.
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    @ TheLod, könntest du die Drücke in mm H2O (millimeter Wassersäule) in Erfahrung bringen?
     
  5. The_LOD2010
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    Done.

    @ Schweini:
    Im Prinzip kommt das so schon ganz gut hin. Selbst die wo ich hab von ebm sind nach diesem Prinzip aufgebaut wenn auch nochmal verändert..
     
  6. Patze
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    #8 Patze, 2. November 2009
    Zuletzt bearbeitet: 2. November 2009
  9. The_LOD2010
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    AW: Lüfter - Grundlagen

    Die genannten FAQs sind mir persönlich zu stark vereinfacht mit zu wenig Background über Technik und Funktion. Ein paar Tools vorstellen kann jeder ;)
     
    #9 The_LOD2010, 4. November 2009
  10. Patze
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    AW: Lüfter - Grundlagen

    Eigentlich reicht ja schon selbst viel Fachzeitschriften lesen und dann hat man seine Lüfter, die man haben will. Ein wenig Background über Technik und Funktion kann ich DIR geben. Aber die genauen Messergebnisse der Test geht aus Copyright-Gründen wie du weißt leider nicht. Außer die aus dem Netz.
    Vielleicht hilft so etwas wie diese Grafik: http://forum.sysprofile.de/attachme...93326-gehaeuseluefter-faq-luefter-roundup.jpg
    Dein Vorhaben in Ehren doch muss man aufpassen, dass es nicht zu theoretisch wird. Denn wie ich bereits im Gehäuselüfter Faq sagte muss "man mindestens drei Tests von jedem Lüfter durchforsten (...) um überhaupt einigermaßen beurteilen zu können, welche Lüfter wirklich in Frage kommen. Denn jedes Gehäuse und jede noch so mögliche Konfiguration verändert die Werte der Lüfter mitunter gewaltig."
    Eine individuelle Prüfung für das persönliche Case wäre sinnvoll. Also eine Vorauswahl an Lüftern treffen und alle noch so erdenkliche Konfigurationen ausprobieren. Probieren geht da über studieren!
     
  11. Serenity
    Serenity Aufsteiger
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    AW: Lüfter - Grundlagen

    hey,

    Vieleicht kann mir auch bei meinen problem geholfen werden.
    Undzwar habe ich hinten einen Lüfter der die Luft reinzieht durch den CPU-Kühler bläst und dann wird die warme Luft durch 2 Lüfter an der Seite rausgeblasen.
    Das Kühlt meine CPU im Idle auf 40°C was ich annehme gute ist weil ich meinen Phenom II X3 720 95w freigeschaltet habe zum X4 mit 125w der dann natürlich mehr abwärme erzeugt.
    Der reine X3 720 95w wird auf 30°C runtergekühlt.
    Nun habe ich mir einen Scythe Musashi auf meiner 8800 gtx verbaut ( Fotos im SysProfile folgen :ugly: ) und dann habe ich das Gehäuse erstmal offen gelassen und ich habe gesehen er hat meinen GPU im Idle auf 44°C runtergekühlt und ich war begeistert.
    Dann habe ich das Gehäuse geschlossen Rechner an und was sehe ich im Idle 50°C dauerhaft nach einer weile sogar 53°C.
    Nun wollte ich halt wissen ob das was bringt wenn ich noch einen 80mm Lüfter unter der GPU angbringe die dann noch Luft reinzieht?
    Weil ich vorne am PC ja keinen lüfter habe der Frischluft reinsaugt.
    Prinzipskizze des Luftstromes liegt bei.
    Bei der Grafikkarte weiß ich nun halt nicht ob das warme oder kalte luft ist.
    Pfeile der Faben bedeuten das gleiche wie es der Threadersteller benannt hat.
    BLAU ist kalte Luft
    ROT ist warme Luft

    mfg Serenity
     

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  12. wirr0
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    AW: Lüfter - Grundlagen

    @Serenity
    PSU (Netzteil) & GraKa pusten doch warme Luft nach hinten?
    Sieht so aus als würdest du die warme Luft (von oben und unten) wider rein saugen..

    Ich glaube es währe sinnvoller den Luftstrom von vorne nach hinten zu bringen..

    Falls du vorne noch "Schächte"(CD/DVD-Diskette) frei hast kannst du hier noch nen Lüfter montieren..
     
  13. Schweini
    Schweini Wandelnde HDD
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    AW: Lüfter - Grundlagen

    Die Pfeile sind alle verkehrt rum. :D

    Der Fan unterm NT muss rauspusten, damit er die Abwärme von CPU und GPU rauspustet. Das NT schafft das nicht alleine, da die meistens Temperaturgeregelt sind. Und das NT interessiert sich nur für die eigene Temp.

    Vorne oder seitlich sollte einer reinpusten.
    Grafikkarten saugen an.
     
  14. Serenity
    Serenity Aufsteiger
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    AW: Lüfter - Grundlagen

    Gut dann werde ich den fehler mal beheben mal sehen was dabei rauskommt und werde dann ich mal Bericht erstatten :D

    mfg Serenity
     
  15. Hightower119
    Hightower119 Computer-Versteher
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    AW: Lüfter - Grundlagen

    Ich hab hier noch einen kleinen Tipp oft sind die Fördermengen von Lüftern in CFM angegeben. Das heißt soviel wie Kubik Fuß pro Minute. (Cubik Feet per Minute)

    Kann nur kaum einer was mit anfangen, hier mal eine kleine Rechnung ums für Europäer vorstellbar zu machen.


    1 foot = 30,48 cm also 30,48³/1000=28,316846592 dm³ ^= 1 CF


    Zur verdeutlichung.
    1 Fuß entspricht 30.48 cm, da wir alles in Kubik brauchen müssen wir es hoch 3 rechnen sprich 30,48*30,48*30,48 das entspricht 1 cm³. Teilt man das ergebniss durch 1000 bekommt man denn dm³ Wert. (28,316846592)

    1 CFM = 28,316846592

    Schafft der Lüfter ein CFM, fördert er 1266.046211128 Liter Luft in einer Minute
    Da 1 dm³ einem Liter entspricht.

    Diesen Wert kann man beliebig mal nehmen sprich wenn der Lüfter 44 Cfm schafft 28,316846592*44 usw.
    Für die Faulen gibts den Rechner hier : http://de.unitjuggler.com/volume-konvertieren.html dieser scheint noch mehr stellen hinter 30,48 zu kennen, deswegen bekomme ich ein leicht anderes ergebniss raus.
    Mfg
     
    #15 Hightower119, 2. Januar 2010
    Zuletzt bearbeitet: 2. Januar 2010
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Lüfter - Grundlagen

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Lüfter - Grundlagen solved

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