Push, Pull oder Push-Pull? Was schafft ein guter Gehäuselüfter in verschiedenen Einbau-Varianten?

1 - Einführung, Testmuster und technische Daten 2 - Testaufbau, Messkammer und Equipment 3 - Volumenstrom (Airflow) 4 - Statischer Druck 5 - Geräuschemission (Lautstärke) 6 - Frequenzspektren im Gehäuse - Push Betrieb 7 - Frequenzspektren im Gehäuse - Pull Betrieb 8 - Frequenzspektren im Gehäuse - Push-Pull Betrieb 9 - Zusammenfassung und Fazit

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.

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.

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.

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 🙂