Kühlung Lüfter Testberichte

Es wird immer besser – Scythe Kaze Flex 120 ARGB Gehäuselüfter bis 1800 RPM, viel Druck, extremen Durst und erstaunlich wenig Krach

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 Messmikrofon Class 2 und USB-Interface, Smaart 7, Voltcraft SL 451 (Conrad, Dauerleihstellung, kalibriert),
Drehzahlregelung und Lüftersteuerung Aqua Computer Aquaero 6 Pro
Inbetriebnahme März/April 2021

 

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Zer0Strat

Mitglied

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Top, State of the Art Lüftertesting! Hast erstmal einen 10er per PayPal auf meinen Nacken gekriegt Igor. ^^

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Igor Wallossek

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Danke! Da gibts mal wieder ein Kilo Barista von, das reicht dann wieder eine Woche für den Kaffeeautomaten :)

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wuchzael

Urgestein

645 Kommentare 320 Likes

Sagenhaft!

Da sieht man, wer wirklich Spaß an seinem Job hat und ihn mit Leidenschaft ausübt (y)

#1 Adresse für professionelle Reviews.

Grüße!

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felixb

Mitglied

19 Kommentare 11 Likes

Interessant.
Aber die gemessenen 5 Watt+ pro Lüfter sind schon sehr arg, habt ihr ja auch geschrieben.
Bin trotzdem froh, dass ich mir die Noctuas gegönnt habe. Gerade im Mittelbereich, den man ja häufig ansteuert, ist mir das Klangbild auch gestürzt durch die Messwerte zu laut und brummig unruhig.
Abgesehen davon, dass ich froh bin kein RGB zu haben. Was natürlich interessant wäre, wäre ob die Lüfter ohne RBG-Firlefanz vielleicht nicht so die Schluckspechte sind? Naja so oder so. Das Brummige wäre nicht so meins, mein Rechner steht direkt rechts neben mir auf dem Schreibtisch... .
Aber das kommt natürlich immer auf den eigenen Anwendungsfall an. Supersilent sind sie ja anscheinend auch wieder sehr leise.

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Pascal Mouchel

Moderator

460 Kommentare 491 Likes

sie sind etwas Brummig aber nicht dieses nervige Brummen es kommt immer drauf an wie die eingebaut werden. (Case, Radiator, Ansaugend/ Drückend, Filter) Leider ist Lüfter kauf immer Lotto Spielen. Ist ja nicht wie im Schuhladen wo man reingeht und ausprobieren kann. Aber dafür gibt´s ja uns.

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Kabelbinder

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33 Kommentare 17 Likes

Interessant, eure Ergebnisse. Bei Techpowerup hat das RGB-Modell, welches äußerlich identisch zu sein scheint, gar nicht mal so gut abgeschnitten. 🤔

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D
Deridex

Urgestein

1,805 Kommentare 583 Likes

Hm, habe ich es übersehen oder fehlt die Info womit die Spannung und der Strom gemessen wurden?

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Igor Wallossek

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Aquaero, steht auf seite 2

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g
goch

Veteran

402 Kommentare 140 Likes

Finde ich nen guten Punkt! @Pascal Mouchel Vielleicht kannst du das ja nochmal schnell ohne messen?

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Pascal Mouchel

Moderator

460 Kommentare 491 Likes

musst mal genau lesen der hat denn 1200 RPM genommen das steht ganz unten im Text.

Auch paar komische Äußerungen sind da drin. Die Kaze Flex ARGB sind erst seit heute im Handel daher geh ich davon aus das da schon massiv verbessert wurde. In unserem Aufbau sieht man schön das der Lüfter macht was er soll. Sound Files und die Frequenz Messung belegen auch was wir gemessen haben.

In dem Artikel erschließt sich mir nicht wie er gemessen hat, weder der Aufbau noch sonst etwas und in der Vergangenheit hat man ja gesehen das unsere Messungen absolut im Grünen ist. Natürlich haben wir auch Toleranzen die liegen aber in der Spezifikation.

Unser Test hat schon Chefs aus dem Urlaub geholt um nachzumessen und uns zu bestätigen hoppla Eure Messung ist wohl richtig.

Genau aus diesem Grund halten wir uns Bedeckt und verraten nicht alles :) bissel Geheimnis darf noch sein. Gibt ja schon Kollegen die uns auf Krampf Kopieren wollen es aber nicht hinbekommen.

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Pascal Mouchel

Moderator

460 Kommentare 491 Likes

mmmh da kann ich gleich sagen das es nicht daran liegt. Man sieht ja das da ein separater 3Pin Stecker dran ist alle Lüfter werden von mir mit RGB Off getestet. Und selbst mit RGB On hat es keine Auswirkung auf die Leistungsaufnahme da die RGB mit dem 3 Pin befeuert werden.

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Kabelbinder

Mitglied

33 Kommentare 17 Likes

@Pascal Mouchel
Die spezifizierte max. RPM spielt ja erst mal keine Rolle, so lange das Design an sich identisch ist und Fixpunkte wie bspw. 1000 RPM zum Vergleich stehen.

Das Testprozedere ist gleich im ersten Absatz verlinkt:

Der Aufbau entspricht dem, was auch HWLXX von Corsair zur Verfügung gestellt wurde. 1 Meter Plexiglasröhre mit zwei dünnen Gittern als Gleichrichtelemente. Anemometer ist ein Omega HHF-308. Misst ab 0,4 m/s mit +/-3% (von Full Scale, also bis zu +/- 1 m/s, wenn ich das richtig interpretiere). Euer Testo arbeitet ebenfalls ab 0,4 m/s, aber mit +/- 0,2 m/s + 2% des Messwertes. Auf dem Papier also etwas besser. Wobei das bei so günstigen Handgeräten ja immer so eine Sache ist. Immerhin sind beide kalibriert.
Schalldruckmessung angeblich in einer 5" x 8" Box mit 19 dB-A.

Also insgesamt schon okay.

Rein praktisch werden die Werte neben den Toleranzen des Messgeräte denke ich vor allem wegen der Röhre und deren potenzieller Reibung auseinandergehen. Bin mir auch nicht sicher, ob der Einlass um den Rahmen herum abgedichtet wird oder nicht. Ansonsten kann auch der Abstand zwischen Messmikro und Geräuschquelle sowie der Winkel zum Objekt einen großen Unterschied machen.

Ob man deswegen die gesamte Validität der Reihe infragestellen muss, möchte ich nicht entscheiden.

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Pascal Mouchel

Moderator

460 Kommentare 491 Likes

Und hier verbirgt sich der Fehler. Im Aufbau des Kanals. Die Lüfter werden vor denn Kanal gespannt. Das bedeutet die Luft muss zum Ende hin 1m weg überbrücken durch die Reibung ist da schon verlust zu messen. Wir Pflanzen denn Lüfter genau in die Mitte. Das bedeutet der Lüfter kann 50cm ansaugen frei von Reibung und drückt zum Auslass 50cm ohne Reibung in einem Groß Vollumigen Körper der abgedichtet ist.

Dazu kommt daß son Rohr eine ganz ekelhafte Resonanz abgibt. Ich hab das getestet und es war furchtbar. Der Kollege von TH hat genau das mit dem Rohr auch gemacht und die Ergebnisse waren nicht korrekt.

Ich hab mir beim Aufbau Hilfe geholt bei einem Klimaanlagen Hersteller der mit mir das exakt berrechnet hat wie Groß und Volluminös das ganze sein muss. Und wo genau der Lüfter sitzen muss. Das war ein Morz Aufwand. Bis die richtige Position gepasst hat.

Das mit dem Gitter versteh ich nicht ganz unsere Waben sind für die Gleichrichtung gedacht um denn Luftstrom zu Lenken auf das Messgerät.

Was die Gitter dort machen erschließt sich mir noch nicht so ganz.

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Pascal Mouchel

Moderator

460 Kommentare 491 Likes

Das Lüfter tests eine Wissenschaft für sich ist ist glaub ich langsam bekannt. Anfänglich dachte ich das ist ein langweiliges Thema.

Aber dem ist nicht so. Dort draußen sind sicher unzählige Builds die Lüfter drin haben besonders auf Radiatoren die garnicht dafür gemacht sind.

Schlimmer noch durch PR und RGB in die Irre Geführt werden. Heute muss es doch um jeden Preis leuchten egal was es kostet.

Und am Ende ließt man in Foren meine Temp ist so schlecht. Viele denken nicht Mal dran das es am Lüfter liegen kann. Sondern denken ja der Lüfter dreht da kommt Luft raus das passt schon. 😁

Viele wissen gar nicht was sie sich da einbauen. Die dBa auf der Verpackung kann man eh komplett vergessen. Gerade weil sie in einem Schalltoten Raum frei in der Luft hängend und mit Federn entkoppelt gemessen werden.

Das spiegelt die Realität aber nicht im Geringsten.

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Igor Wallossek

Format©

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Nur mal am Rande:
Das mit einem Rohr muss immer schiefgehen und es ist auch nur in einem gewissen Rahmen praktikabel. Für akustische Messungen ist es komplett ungeeignet, da frage man man den Herrn Helmholtz. Und indirekt damit verbunden ist auch die Performance, weil Vibrationen und Resonanzen auch wieder rekursiv wirken.

Der Kollege von Tomshardware US hat das mit so einer Röhre nachgebaut und... nun ja. Nehmen wir mal den T30 von Phanteks.

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Tolle Kurven, aber wie viele Messpunkte? Vier? Mehr sieht man faktisch nicht, weil die Kurven geglättet wurden. Sieht gut aus, hat aber mit der Realität nichts zu tun.

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Was jedoch auffällt ist, dass hier im Minimum mit ca. 28 CFM viel zu grob gemessen wurde, bei uns gehen auch 5 CFM. Mit so einer Röhre wird das eher nichts. Dann sind auch die dBA mit 34 viel zu hoch. Wobei ich davon ausgehe, dass er gar nicht weniger messen kann. Beim Maximum sieht man hingegen, dass viel zu wenig Airflow gemessen wurde, auch wenn die dBA (eher zufällig) mit unseren übereinstimmen.

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Ich weiß aber vom Hersteller, dass unsere Kurven stimmen, weil sie selbst ein Gutachten machen ließen. Riesiger Aufwand in einer sauteuren, zertifizierten Kammer und kaum Abweichungen :D

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Da muss ich Pascal auch mal ein großes Lob aussprechen. Die ganzen Messungen erfolgen in echten 5-CFM-Schritten! Bei einem Umfang von 65 CFM sind das immerhin 13 Einzelmessungen, wo für jeden Schritt das volle Programm bis hin zur Frequenzanalyse laufen muss. Für die Radiatormessungen kommen dann noch für jede Stärke (25, 45 und 60 mm) jeweils 3 Messungen dazu, so dass beim T30 insgesamt 22 Messungen nötig waren. Setzt man das jetzt mal pro Messung auf sehr eilige 10 Minuten an, dann sind das 220 Minuten, also eigentlich 4 Stunden, wenn der Kollege mal noch zwischendurch einen Kaffee holen möchte. Praktisch sieht es eher so aus, dass da ein ganzer Tag nur fürs Messen draufgeht. Dann hat man noch Produktbilder, Kommunikation mit den Herstellern und schreiben muss ich es auch noch. Clickbaiter wie TH US können sich so einen Aufwand eigentlich gar nicht leisten, wenn die Artikel nicht mit den Herstellern gut monetarisiert werden. :D

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Igor Wallossek, Pascal Mouchel

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