Kühlung Lüfter Testberichte

Die neue bunte 120-mm-Klasse: be quiet! Light Wings PWM und PWM High Speed im Test | Launch-Review

Lüfter-Messkammer und Anspruch

Und da es aktuell keine Quelle gibt, die realitätsnahe und verwertbare Daten auch im Vergleich bietet, haben wir Einiges an Zeit sowie Geld investiert und unter Beratung eines Kühlgeräteherstellers einfach eine eigene Lüfter-Messtation entwickelt und dann auch kalibriert. Hier hat der Kollege Pascal Mouchel ganze Arbeit geleistet und das Ergebnis als Modell “Sarkophag I” kann sich mittlerweile durchaus sehen lassen. Der schwere und massive Korpus aus dicken MDF-Platten ist verschraubt, verleimt und schalldämmend ausgekleidet. Wie das alles funktioniert und was wir letztendlich messen können und was nicht, erfahrt Ihr in diesem Artikel.

Mittlerweile hat sich das meiste, auch mit viel gutem Feedback aus der Community und der technischen Hilfestellung durch einige Industriepartner, richtig schön materialisiert. Das, was wir ab jetzt messen können, genügt natürlich nur semi-professionellen Ansprüchen, auch wenn alle Messgeräte aufwändig und kostenintensiv kalibriert wurden. Aber das reicht für alle Bereiche dessen, was den PC-Selbstbau und -Umbau betrifft, allemal aus. Wir sind natürlich keine Normierungsgesellschaft oder der TÜV, versuchen aber alles so so genau wie möglich zu messen, was noch im einigermaßen bezahlbaren Rahmen bleibt.

 

Messkammer mit Schallpegel-Kontrolle (Messung erfolgt separat)

 

Eine stark vereinfachte Version mit einem langen Rohr anstelle der Kammer wäre zwar deutlich preiswerter gewesen, ist aber so bauartbedingt ungenau, dass man die Werte nur als grobe Schätzung mit vielen Fehlern betrachten kann. Der Druckabfall ist immens und eine seriöse Schallpegelmessung ist aufgrund des so entstandenen Resonanzkörpers schlicht unmöglich. Werte unterhalb von ca. 30 CFM sind kaum noch sinnvoll auszuwerten und sonderlich realitätsnah ist das dann auch nicht mehr.

Tests als Gehäuselüfter und auf Radiatoren

Aktuell stellt sich ja immer die Frage, welche Charakteristik so ein 120- oder 140-mm-Lüfter wirklich besitzt. Nicht jedes Modell eignet sich auf allen Radiatorstärken und so mancher vermeintliche Kraftprotz büßt auf Radiatoren so viel an Druck ein, dass er kaum noch als geeignet zu bezeichnen ist. Die Angaben zu Volumenstrom (“Durchsatz”) und statischem Druck in den Datenblättern helfen da dann auch nicht weiter, wenn etwas auf einem Slim-Radiator noch gut funktioniert und bei einem 45-mm-Radiator bereits komplett versagt.

Auf dem Bild sehen wir die mittlere Trennwand zwischen den beiden Kammern, die den Lüfter und auch den Radiator trägt. Entkopplung wird natürlich groß geschrieben und bei der Berechnung des Volumens für die Kammern hatten wir dankenswerter Weise fachmännische Hilfe. Jede der Kammern ist zudem zweckmäßig mit Noppen-Schaumstoff ausgekleidet und materialtechnisch so ausgelegt, dass es kaum noch störende Einflüsse gibt.

Die hinter dem Lüfter liegende “Bienenwabe” wurde uns von Black Noise und dem Kühlungs-Hersteller empfohlen. Dadurch sind alle Kühler gleich gut eingebunden, weil jeder über einen anderen Austrittswinkel verfügt und genau das hiermit kompensiert werden kann. Durch die Bienenwabe gibt es jedoch keine Abrisskante und der Luftstrom ist direkt zum Auslass gerichtet.

Radiatoren und Lüfter werden mit einer eigenen Klemmvorrichtung entkoppelt und festgeschraubt. Auf dem Bild sieht man sehr schön die improvisierte Klemme mit dicken Unterlegscheiben und Dämmmaterial als Unterlage. Die Steuerung erfolgt über eine durch uns gekaufte Aquaero von Aqua Computer, so dass wir die Lüfter sowohl per Spannung (DC) oder auch per PWM regeln und testen können. Gebraucht wird beides, denn viele Lüfter, das wissen Einige nicht, lassen sich bei reiner Spannungsreglung gar nicht an die Unter- und Obergrenzen des Drehzahlbandes bringen und zeigen auch sonst noch Anomalien, über die wir an passender Stelle etwas schreiben werden.

Volumenstrom

Den Volumenstrom messen wir am Ausgang der zweiten Kammer, wo die Luft ausgeblasen wird. Dieser Bereich ist durch Vergleichsmessung im Messaufbau des Kühlgerätepartners relativ genau abgedeckt, so dass unser testo 410i jetzt recht verlässliche Resultate an die elektronische Messdatenerfassung liefert, die sich mit den Referenzdaten der professionellen Messung recht gut decken. Wichtig ist hier nicht der Preis des Equipments, sondern es sind die zweckmäßige Positionierung und die genaue Kalibrierung mit Reihen an Vergleichsmessungen.

Statischer Druck

Die Messung des statischen Drucks erfolgt wie üblich als Differenzdruckmessung. Dazu wird der spezielle “Napf” so aufgeklemmt, dass er luftdicht abschließt. Auch hier wurde natürlich mit geliehenem, professionellem Equipment nachgemessen und zeitaufwändig kalibriert. Für diese Messung nutzen wir ebenfalls mit dem 510i ein selbst erworbenes Gerät von testo und sammeln die Daten zudem drahtlos ein. Da viele mittlerweile versuchen zu kopieren, stimmen die Winkel in den 3D-Grafiken und auch auf den nachfolgenden beiden Fotos natürlich nicht ganz, denn ohne Kenntnis der genauen Maße des Trichters ist ein Nachbau geradezu sinnlos und es funktioniert auch nur in einem recht kleinen Toleranzbereich wirklich ganz genau. Auch dafür haben wir noch einmal vergleichende Messreihen gemacht. In der Praxis sieht das Ganze dann so aus wie auf den beiden nachfolgenden Bildern.

Der Einbau ist problemlos und der Druckaufnahme-Behälter schließt jetzt auch Dank einer speziellen Dichtung perfekt ab. Der Rest ist lediglich eine Frage der Kalibrierung, die wir ebenfalls noch einmal vorgenommen haben. Viel genauer wird man es mit semi-professionellen Methoden wohl kaum noch hinbekommen. Doch gerade beim Druck sind schnell Fehler möglich, die man vor allem nicht sofort erkennt. Auch wenn die Abweichungen klein sind, werden wir noch alle bisherigen Lüfter noch einmal messen und für die Datenbank vorbereiten.

 

 

Geräuschemission

Die Messung des Geräuschpegels ist etwas tricky, funktioniert aber in den Abendstunden am Messort ganz gut. Wir haben uns für dBA bzw. dBC entschieden, weil Werte unterhalb von einem Sone mit noch bezahlbaren und kalibrierten Equipment kaum verlässlich erfasst werden können und die Software-Umrechnung diverser Softwareprogramme in diesem niedrigen Bereich eher verwirren und ungenau werden. Dann doch lieber dBA, zumal die meisten etwas damit anfangen können. Der Messabstand beträgt 50 cm zur Mittelachse des Lüftereingangs.

Wir gehen bei diesen Messungen zwei Wege. Zum Einsatz kommt für Schnell- und Plausibilitätstests ein durch uns nachträglich nach ISO kalibriertes Voltcraft SL 451, dessen Mikrofon wir entkoppelt vom Korpus platziert haben. Die Erfassung der Daten erfolgt außerhalb der Messkammer. Das Voltcraft SL 451 wurde uns dankenswerterweise von Conrad Elektronik unkompliziert zur Verfügung gestellt. Es ist auch die einzige Komponente, die nicht durch uns selbst erworben wurde. Alle anderen Messgeräte samt Zubehör und Elektronik wurden durch uns gekauft bzw. aus privaten Beständen gestellt.

Zu unseren eigenen Anschaffungen gehört auch ein kalibriertes Messmikrofon mit XLR-Anschluss und rauscharmen USB-Interface. Die Messungen erfolgen in den Abend- und Nachtstunden im ländlichen Raum, so dass man mit einem Grundpegel von unter 26 dB(A) bereits recht zufrieden sein kann. Da alles beim Messaufbau mit 50 cm Abstand sowieso darüber liegen wird, sollte das also kein Problem sein.

Wir haben auch das Feedback der Community aufgenommen und für jede Messung das Frequenzband ausgewertet, so dass man nicht nur die SPL-Werte (Schalldruck) in dB(A) erhält, sondern auch noch eine schöne Frequenzanalyse, die den Klangcharakter perfekt zu beschreiben hilft. Lager- oder Motorgeräusche, Vibrationen oder die Abrissgeräusche am Rotor – alles wird damit gnadenlos sichtbar.

Auf bestimmte Details und Lösungsansätze werden wir in diesem Artikel nicht näher eingehen, denn es steckt durchaus auch noch etwas fremdes Knowhow in diesem Aufbau und so manches würde für den Normalverbraucher wohl auch zu weit führen. Wer sich dafür interessiert und so etwas nachbauen möchte, kann sich natürlich gern bei uns melden. Das gilt auch für alle, die noch Anregungen und Hinweise einbringen möchten, denn wir stehen noch ganz am Anfang und können auch noch korrigieren oder erweitern.

Neue Metriken und Grafiken

Mal abgesehen davon, dass wir jetzt auch die minimalen und maximalen Werte für die fließenden Strome und die Leistungsaufnahme erfassen, haben wir zwei weitere Wünsche der Leser erfüllt und die Messreihen diesbezüglich erweitert. Um die Lüfter wirklich objektiv einschätzen zu können, haben wir zunächst den resultierenden Volumenstrom abgestuft und messen dabei in vielen einzelnen Schritten den Schalldruckpegel. Das Resultat für einen Lüfter sieht dann im Vergleich zum Referenzlüfter so aus:

Wir sehen, dass der Anstieg des Schalldruckpegels unseres Test-Lüfters im Vergleich zur Referenz nicht so ausgeglichen erfolgt, der Pegel aber bei vergleichbarem Volumenstrom trotzdem niedriger ausfällt. Außerdem liefert der hier getestete und verglichene Lüfter aufgrund einer um 50% höheren Maximaldrehzahl auch einen deutlich größeren Volumenstrom, der am Ende mit einem ähnlichen Schalldruckpegel erkauft wird, wie beim Referenzlüfter, dessen Performance aber deutlich niedriger liegt.

Und weil wir gerade über die Drehzahlen schrieben, gibt es ja auch dafür, auf den ausdrücklichen Leserwunsch hin, neue vergleichende Grafiken, indem wir zeigen, welche Drehzahlen nötig sind, um einem bestimmten Volumenstrom zu erreichen. In der Praxis erkennen wir jetzt auch, wo die Delle der oberen Grafik bei der Lautstärke herkommt, denn es gibt einen Drehzahlbereich (eher ein kleineres Fenster), wo der Lüfter nicht so perfekt performt und zum Erreichen der gewünschten CFM höher dreht, als es ein eher gleichmäßiger Anstieg der Kurve hätte erwarten lassen.

Was wir messen und wie das Ergebnis dann aussieht, das seht Ihr auf der nächsten Seite anhand eines exemplarisch herausgesuchten Lüfters, der jedoch alles andere als unsere Referenz ist. Genau die suchen wir nämlich noch 🙂

Testaufbau  
Gehäuse / Messkammer Zweikammer-Messaufbau mit Schallisolierung, Vollklimatisierter Raum
Volumenstrom und Strömungsgeschwindigkeit testo 410i (kalibriert)
Differenzdruckmessung testo 510i (kalibriert)
Schallpegelmessung / Aufzeichnung
Kalibriertes Class 2 Messmikrofon und rauscharmes USB-Interface, Smaart 7
Kurzeitmessung und Plausibilität
Voltcraft SL 451 (Conrad, Dauerleihstellung, kalibriert)
Drehzahlregelung und Lüftersteuerung Aqua Computer Aquaero 6 Pro
Inbetriebnahme März/April 2021

 

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Thy

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1,267 Kommentare 269 Likes

Ich gehe davon aus, dass du uns die Ergebnisse der 140 mm - Version nicht lange vorenthalten wirst?

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Pascal Mouchel

Moderator

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ric84

Mitglied

51 Kommentare 18 Likes

BeQuiet goes RGB, 2021 ist ein verrücktes Jahr o_O

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ssj3rd

Mitglied

29 Kommentare 9 Likes

140er Werte interessieren mich auch brennend

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H
Headyman

Mitglied

42 Kommentare 12 Likes

Man schafft entweder die gleiche Performance mit weniger Betriebsgeräusch oder mehr Performance bei gleicher Geräuschentwicklung:

Das trifft offenbar weitestgehend zu, aber bei voller Drehzahl schlägt die Referenz zumindest den 1700er durchgehend beim Airflow (die gleiche Performance ist da nicht gegeben, da der 1700er die max. Performance des Noctua nicht erreicht).

Irgendwas ist seltsam am letzten Diagramm (Airflow/Drehzahl), warum endet die Kurve beim Noctua bei 50cfm, die müsste doch bis 58 gehen bzw. bis 55 wenn die 5er Rastung als Limit gilt. Die fast 2000Upm erscheinen auch recht hoch für 50cfm, schließlich liegt der max. bei 58cfm und das muss ja auch noch über die Drehzahl kommen.

Oder habe ich hier was völlig missverstanden (Gehäuseszenario beim letzten Diagramm)....?

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Pascal Mouchel

Moderator

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Na ist ja auch klar das der mit 1700 geschlagen wird der macht ja auch mal 300RPM weniger :)

Ich muss nochmal in der Grafik schauen vielleicht hat es denn Wert nicht übernommen werd ich direkt Prüfen.

Der Test geht über mehrere Phasen natürlich kann es auch sein das unser Referenz Lüfter jetzt schon etwas gelitten hat und nicht mehr wie am Anfang die 58 cfm Packt das waren die Werte von Anfang an.

Ich werde aber gegeben falls nochmal einen neuen organisieren und nachmessen.

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LEIV

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629 Kommentare 181 Likes

Sehr schöner test, und sehr schöne Lüfter.
Falls ich noch mal auf nen RGB Trip komme, sind die auf jeden Fall in der engeren Auswahl 👍

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A
Andy

Veteran

246 Kommentare 63 Likes

Irgendwas stimmt da wirklich nicht. Wenn ich nach den Daten auf Seite 4 gehe, erreicht der Noctua bei 1000 RPM 31,6 CFM (Case Fan) und im Volumetric Airflow vs. Fan Speed Diagramm auf Seite 7 kommt er nur noch auf ca. 23 CFM bei 1000 RPM.

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Igor Wallossek

Format©

5,960 Kommentare 9,397 Likes

Bitte Eines nicht vergessen:
Wir messen die CFM in möglichst genauen 5er Schritten. Wenn 55 CFM gehen, dann ist der Wert drin. Wenn er 60 nicht erreicht (auch knapp 59 sind keine 60), ist er nicht drin. Unsere Kurven sind NICHT interpoliert und jeder der Einzelwerte ist wirklich auch in der Excel-Tabelle ein echter Kurvenpunkt! Höher auflösen kann man das nicht mehr weiter, weil man auch so schon unzählige Einzelmessungen hat.

Und nun kommt der mögliche Knackpunkt. Die letzten beiden Tabellen sind immer aktuelle Messungen, die Vergleichswerte aus den Einzeltabellen stammen vom Originaltest mit dem damals nagelneuen Lüfter. Wenn der Referenzlüfter über die mittlerweile doch ordentlich aufgelaufenen Betriebsstunden so nachgelassen haben sollte, dass er auch die 55 nicht mehr erreicht, wird es einen neuen Referenzlüfter geben und wir müssen mit Blacknoise reden.

Nachtrag: Pascal misst jetzt alles mit einem anderen Lüfter des gleichen Modells noch einmal nach. Plausibilität und so. Also bitte dranbleiben...

Ihr bleibt natürlich auf dem Laufenden :)

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wuchzael

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603 Kommentare 286 Likes

Wow, krasser Test! (y)

Schön, dass die Blinki-Bunti-Lüfter auch endlich eine vernünftige Qualität erreicht haben und auch was können, statt nur eine Show abzuziehen und zu rattern.

Grüße!

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About the author

Igor Wallossek, Pascal Mouchel

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