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Fan testing 2.0: feedback, measurements and new metrics for cases and radiators using the example of a Phanteks T30

The better is the enemy of the good, and that is exactly why we have taken stock after almost 40 tested fans, evaluated the feedback from readers and added more details. Although the effort involved increases somewhat, many processes can be automated. The question of which units to base the whole thing on has kept us busy for some time. Since the lesser have repeatedly requested an alignment to RPM instead of CFM, this was the reason to completely revise the metrics and thus also the measurement series once again.

You can already see from the teaser image that we are now aligning the X-axis to the speeds, which range from the minimum to the maximum value. As usual, the Y-axis displays the relevant measurement results for each speed range, whether it is flow rate, static pressure, sound pressure level, power consumption and one more surprise implemented later. I can also reveal that our online database is already in alpha phase and we have therefore abandoned the focus of a comparison with a suitable “reference” fan in each case. There is always someone who is even better and the development does not stop. Therefore, comparisons via the new online database will be more flexible and also clearer, so I will remove them from the actual individual test from now on.

This is for clarity and also leaves more room in the charts for comparisons within the application scenarios of the respective tested fan. I will therefore also, as far as possible, dispense with the bar graphs with the three fixed speeds (500, 1000 and Max. rpm) and display everything as a curve over the entire speed band. Although this increases the measurement effort immensely, it brings significantly more added value for the reader. So today I will show you how we measure what and how the new edition will now look like. Fewer individual charts, but everything in a few curve charts.

Volumetric Airflow

Let’s start chronologically with the so-called “throughput”. In future, we will primarily use cfm (cubic feet per minute) instead of m³/h as the unit of measurement, because this is the international standard and is also used in almost all data sheets. The diagram for m³/h will continue to exist for the time being, but in the end it does not say anything else. It would be nice if you could express your opinion in a small poll, because the effort would be halved at least for the graphics.

Braucht Ihr auch die Auswertung in m³/h? - Do you also need the analysis in m³/h?

Now we come to the new graphic, which you already know in a similar way. You will see a horizontal slider that can be moved with the mouse. This way you could read the respective value more precisely on the left side of the Y-axis. The rpm already have 100 rpm steps stored as a grid, so we don’t need the crosshairs. The chart contains all measured installation variants from the case fan (blue), to the thin 25 mm radiator (yellow), the 45 mm radiator (green) and the thick 60 mm radiator (red). You are welcome to play with the first two graphics:

 

The whole thing again in m³/h. I don’t see the sense of the redundant curves anymore. But that’s why we have the poll above.

 

Since there is currently no source that offers realistic and usable data even in a differentiated comparison, we invested a lot of time (and unfortunately also money) and simply developed our own fan measuring station with the advice of a large German cooling unit manufacturer and then calibrated it in their laboratory. Our colleague Pascal Mouchel has done a great job here and the result, the “Sarcophagus I” model, is now quite respectable. The heavy and solid body made of thick MDF boards is screwed, glued and soundproofed. How this all works and what we can ultimately measure and what not, you will learn today.

A much simplified version with a long tube instead of the chamber, such as Corsair offered the testers, would have been much cheaper and also easier to use, but it is so inaccurate due to the design that the values can only be considered a rough estimate with many errors. The pressure drop is immense and a serious sound level measurement is simply impossible due to the resonant body thus created. Values below approx. 30 cfm can hardly be evaluated meaningfully and are no longer particularly close to reality. That is why we quickly abandoned this form of construction.

 

Measuring chamber with sound level control (The actual SPL measurement is performed separately with a calibrated measuring microphone)

Currently, there is always the question of what characteristics such a 120 or 140 mm fan really has. Not every model is suitable for all radiator thicknesses, and some supposed powerhouses lose so much pressure on radiators that they can hardly be called suitable. The information on volume flow (“throughput”) and static pressure in the data sheets does not help if something works well on a slim radiator and fails completely on a 45 mm radiator.

In the picture we can see the middle partition between the two chambers, which supports the fan and also the radiator. Decoupling is, of course, a top priority, and we thankfully had expert help in calculating the volume for the chambers. Each of the chambers is also expediently lined with nubby foam and designed in terms of material technology so that there are hardly any disturbing influences. The “honeycomb” behind the fan was recommended to us by Black Noise and the cooling manufacturer alike. This means that all coolers are equally well integrated, because each has a different exit angle and this is exactly what can be compensated for. However, due to the honeycomb, there is no tear-off edge and the airflow is directed directly to the outlet.

Radiators and fans are decoupled and screwed tight with their own clamping device. In the picture you can see very nicely the improvised clamp with thick washers and insulation material as a base. The control is done by an Aquaero purchased by us from Aqua Computer, so we can control and test the fans both by voltage (DC) or by PWM. Both are needed, because many fans, as some people don’t know, can’t be brought to the lower and upper limits of the speed range with pure voltage regulation and also show other anomalies, about which we will write something at the appropriate place.

The volume flow, to return to the current topic, we measure at the exit of the second chamber, where the air is blown out. This range is covered relatively accurately by comparative measurement in the measurement setup of the refrigeration partner, so that our calibrated testo 410i now delivers quite reliable results to the electronic measurement data acquisition, which match the reference data of the professional measurement quite well. The price of the equipment is not important here, but rather the appropriate positioning and also the exact calibration with series of comparative measurements. Without that, it’s just guesswork in the dark forest.

The next page will show you how static pressure works. However, the structure of the chamber remains the same. Only the measurement changes.

 

Kommentar

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RedF

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4,651 Kommentare 2,548 Likes

Sieht gut aus was ihr da macht, auf RPM bezogen gefällt.
Ist schwierig von einer gewohnten einheit ab zu lassen. Muss sich halt daran gewöhnen ( irgendwas mit füßen ).

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m
meilodasreh

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572 Kommentare 284 Likes

Also mir ist es gleich, ob da CFM oder m³/h steht.

Wichtig ist eine durchgehend gleich verwendete Maßeinheit als Bezugspunkt zwecks Vergleichbarkeit.
Und wenn CFM die "international anerkannte Standard-Messlatte" ist, dann ist das doch ok, wenn auch Quatratlatschen bzw. Kubikfüße hierzulande unüblich sind.

Wer unbedingt umrechnen möchte:

1m³/h = 0.59CFM
1CFM = 1.69m³/h

großzügig gerundet, aber genauere Nachkommastellen dürften in diesem Zusammenhang wurscht sein.

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Igor Wallossek

1

10,173 Kommentare 18,758 Likes

Die rpm lassen sich genauer einstellen als die CFM, die ja bei Radiatoren immer extrem schwanken. Das geht dann immer irgendwie schief, vor allem auf den 60 mm Kloppern :)

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Pascal TM-Custom

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1,122 Kommentare 1,361 Likes

2 Stellen nach dem Komma reichen völlig ich mach es ja nicht anders.

Ich hab lange mit Igor geredet ob m3/h oder CFM und wir beide finden CFM ist genau das richtige.
2mal die gleiche Grafik ist Arbeit die man sich nicht machen muss.

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ipat66

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1,352 Kommentare 1,353 Likes

Es macht Spaß,die Entwicklung der Lüfter - Testreihe begleiten zu dürfen...:)
Danke Igor!
Danke Pascal!

Da ein Kubikmeter pro Minute ungefähr 35,3 Kubikfeet pro Minute entsprechen,
kann sich ja jeder selbst zusammen rechnen wie viel Kubikmeter rauskommen...
Doppelte Diagramme braucht kein Mensch!

Eigentlich bin ich ja eher ein Verfechter des metrischen Systems.
Bei meinen Flugsimulatoren verwende ich wegen der Realitätstreue allerdings
auch die Imperial-Angaben und nicht die metrischen Einheiten.

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Pascal TM-Custom

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1,122 Kommentare 1,361 Likes

Vorteil ist das wir zukünftig genauen Performance Verlauf haben und man Humming oder andere Schnitzer genau sehen kann.

Somit könnt ihr eigentlich genau sehen welche RPM ihr eventuell überspringen könnt. Klar nicht jeder Lüfter ist gleich von einer Serie von 10 gekauften haben vielleicht 2 Humming man muss ja auch sehen es ist ein Mechanisches Bauteil Abweichungen gibt es in der Fertigung immer

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F
Falcon

Veteran

112 Kommentare 116 Likes

Ich bin immer für SI Einheiten, von daher m³/h.
Und bezogen auf die Drehzahl ist das nachher für den User einfacher einstellbar - TOP!(y)

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Martin Gut

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7,753 Kommentare 3,559 Likes

Toll, die Tests werden immer besser. Vor allem freut mich, dass die Datenbank auch unterwegs ist. :cool:

Ich bin mich m3/h aus der Heizungs-, Lüftungstechnik gewohnt. Wenn ich ich bei den Shops hier in der Schweiz oder auf Geizhals nach Lüftern suche, sind alle Angaben in m3/h. Die Einheit cfm mag wohl weltweit üblicher sein, aber ich bin es mich nicht gewohnt und müsste immer umrechnen. Da ich die Skala nicht so häufig brauchen werde, kann ich natürlich damit leben und bei Bedarf umrechnen. Wirklich praktisch ist es aber nicht, hier eine Einheit zu verwenden die im deutschsprachigen Raum sonst nie verwendet wird.

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K
Kreier

Mitglied

32 Kommentare 24 Likes

Logisch steck in CFM und m^3/h dieselbe Information, aber als Ingenieur bin ich doch sehr für SI Einheiten - "Kubikfüße pro Minute" tut ja fast schon körperlich weh.
Der Aufwand sollte doch lediglich in einer Darstellungsskalierung von ein- und denselben Grunddaten liegen und insofern für die Vermessung der Lüfter keinen Unterschied machen?
Natürlich finde ich mich auch mit CFM zurecht, wenn ihr euch auf CFM festlegt.

Die Lüftertests finde ich klasse und auch, dass wir da in Zukunft an noch mehr Daten kommen werden (y)

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Pascal TM-Custom

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1,122 Kommentare 1,361 Likes

ja an sich ist es absolut kein Problem die m3/h als Grafik noch mit rein zu machen nur sieht es immer etwas komisch aus 2 selbe Grafiken zu haben die beide das selbe aussagen.

Und wir merken das die Tendenz weiter zu m3/h geht. Und wir hören ja auf die Community wenn das deren Wunsch ist

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K
Kreier

Mitglied

32 Kommentare 24 Likes

Falls euer System das hergibt könnte man die Grafik einfach mit für den User wählbarer Einheit realisieren, sodass jeder umschalten kann und keine Doppelgrafik auftaucht?

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RedF

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4,651 Kommentare 2,548 Likes

Oder einfach beide Skalen nebeneinander.

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k
krelog

Veteran

173 Kommentare 53 Likes

nur weil wer mal irgendwas angefangen hat und das viele nachmachen muss man das ja nicht auch auch machen, Si Einheiten haben schon einen gewissen Charme

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Pascal TM-Custom

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1,122 Kommentare 1,361 Likes

Wir werden uns da was einfallen lassen um jeden Glücklich zu machen :)

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Xandros

Mitglied

10 Kommentare 7 Likes

Guten Morgen miteinander,

erst einmal Hut ab vor euren Mühen zur Etablierung einer Optimierten (Multi-)Messung an Ventilatoren. Ich bin gespannt auf die ersten Ergebnisse am Dienstag.

Bezüglich der Umfrage zur verwendeten Einheit, möchte ich mich eindeutig für die Angabe in m³/h aussprechen.

Es mag schon sein, dass, bei PC-Lüftern, die Einheit CFM bevorzugt verwendet wird, allerdings sollte man sich m.E. in möglichst vielen Bereichen an die SI-Einheiten halten, um ein allzu großes Misch-Masch unterschiedlicher Angaben für ein und dieselbe Größe zu vermeiden.
Zumal die meisten Umrechnungen innerhalb des SI-System einfacher sind, als mit den Größen der angloamerikanisch-gebräuchlichen Längenangaben.

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Igor Wallossek

1

10,173 Kommentare 18,758 Likes

Const FactorA = 0.58857777869148 (cfm)
Const FactorB = 10.197442889221 (mmH2O)

View image at the forums

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S
Salatesser

Mitglied

18 Kommentare 7 Likes

Es gibt in diversen Auswerteprogrammen die Möglichkeit, in Graphiken auf der linken und rechten Y-Achse unterschiedliche Skalen zu verwenden. z.B kann man die rechte Seite mit dem Faktor X versehen und hat dann beide Angaben zu cfm bzw m3/h in einer Grafik. Dann wirkt der Text etwas aufgeräumter.
In Tabellenkalkulatoren lässt sich die Umrechnung auch fest hinterlegen, das ist keine extra Arbeit.

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D
Deridex

Urgestein

2,212 Kommentare 846 Likes

Mir persönlich ist es egal, welche der beiden Maßeinheiten verwendet wird, solange folgendes erfüllt ist:
- Alle derartigen Tests mit der selben Maßeinheit um eine Vergleichbarkeit zu haben.
- Angabe der Umrechnung um ggf. mit anderen Websites zu vergleichen

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F
Furda

Urgestein

663 Kommentare 370 Likes

Einfach top, Hut ab und vielen Dank!

Bin auch für Doppel - Skala, so ist die ganze weltweite Leserschaft bedient.

Wurde angeteasert, weiss nicht ob es so kommt, aber die Leistungsaufnahme-Kurve wäre sehr interessant. Gerade bei Daisy Chain möchte man vorab wissen, ober der Anschluss am Mainboard das gefahrlos mitmacht, ohne selbst ausmessen zu müssen und gegebenenfalls die Lüfter tauschen/zurücksenden muss etc.

Weiter wäre sehr nützlich, Kurven ein-/ausblenden zu können. Die Kurven sind eng aufeinander gepackt und man möchte z. B. nur Case- oder 60mm sehen, ohne den Rest, um die Kurve wirklich sauber problemlos lesen und etwaige Buckel etc. erkennen zu können. Bei ComputerBase z. B. kann man dies oft genau so machen mit Checkboxes. Ist halt dynamisch und keine fixe Grafik mehr, aber so sehr nützlich.

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About the author

Igor Wallossek

Editor-in-chief and name-giver of igor'sLAB as the content successor of Tom's Hardware Germany, whose license was returned in June 2019 in order to better meet the qualitative demands of web content and challenges of new media such as YouTube with its own channel.

Computer nerd since 1983, audio freak since 1979 and pretty much open to anything with a plug or battery for over 50 years.

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