Kühlung Testberichte Wasserkühlung

Volumenstrom, Druckverlust und Kühlleistung am Beispiel eines CPU- und GPU-Wasserblocks | Praxiswissen

Verringerung des Volumenstroms durch die Kühler

Jeder Komponente im Kreislauf verursacht über einen mehr oder weniger großen Widerstand einen Abfall des momentanen Volumenstroms, was man umgangssprachlich auch als Druckverlust bezeichnet. Selbst die Wände von Rohren oder Schläuchen sorgen für diesen Widerstand, dazu kommen noch Querschnittsänderungen, Biegungen, Wirbel, Lufteinschlüsse und vieles andere mehr. das Ganze addiert sich dann in der Summe zu einem spürbaren und leider auch messbaren Gesamtwert.

Doch betrachten wir einmal einen weiteren großen Posten neben den Radiatoren, nämlich einen Grafikkarten-Kühler. Ich führe die Messungen an einem Alphacool Eisblock ES Acetal durch, der in recht dankbares Testobjekt war. Zunächst variiere ich den Referenz-Volumenstrom, indem ich den Bypass B aktiviere und den gewünschten Wert mittels Bypass A and dem Druckregelventil genau einstelle und warte, bis sich der Wert stabilisiert hat bzw. solange nachjustiere wie nötig (blaue Kurve). Danach schalte ich um auf den Kühler und lese nun den Volumenstrom ab, der sich aus dem in Serie geschalteten Kühler ergibt (rote Kurve).

Man kann den Druckverlust auch als Verringerung des Volumenstroms bezeichnen und die Differenz errechnen. Die orangene Kurve zeigt das Ergebnis sehr deutlich. wobei sich diese Differenz ab einer gewissen Grenze fast konstant zeigt. Sind es bei 0.5 l/m (30 l/h) noch ganze 0.03 l/m sind es bei 1.5 l/m (90 l/h) schon 0.12 l/m  und bei 3 l/m (180 l/h) dann 0.15 l/m. Man sieht also, dass der Wert ab ca. 1.5 l/m (90 l/h) kaum noch signifikant ansteigt. Das ist wichtig zu wissen, wenn man sich wirklich an ein echtes Low-Flow-System heranwagt, denn es ist dann essentiell, Komponenten zu finden, die auch bei niedrigen Volumenströmen einen möglichst geringen Widerstand aufweisen. Leider findet man solche Angaben zu den Kühlern selten oder gar nicht.

Die X-Achse des Diagramms bezieht sich übrigens als 1:60 Umrechnung in l/h auf die blaue Kurve und dient lediglich zur besseren Orientierung. Als Nächstes betrachten wir nun den CPU-Kühler. Hier habe ich einen recht großen Alphacool Eisblock XPX Pro Aurora in den Kreislauf gehängt, der beim Volumenstrom einen sehr definierten, aber eben auch über weite Bereiche viel konstanteren Druckabfall produziert als gerade noch der GPU-Kühlblock. Ich habe das Teil auf ein Aorus X299 Master geklemmt und einen Intel Core i9-7980 XE beglückt.

Der maximale Druckverlust lag dabei bei im Schnitt zwischen 0,16 l/m (9,6 l/h) beim maximalen und 0.13 l/m (7.8 l/h) beim  kleinsten Volumenstrom. Wir sehen also, dass der CPU-Wasserblock mit Jetplate und einer von Mikrokanälen geprägten Cold Plate fast linear agiert, da hier alle möglichen Kammern, Umläufe und abwechselnden Strömungsgeschwindigkeiten über eine sehr langen Weg wegfallen. Der CPU-Kühler ist da deutlich kompakter, bietet aber auch so noch einen recht hohen Strömungswiderstand, den man nicht unterschätzen sollte.

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About the author

Igor Wallossek

Chefredakteur und Namensgeber von igor'sLAB als inhaltlichem Nachfolger von Tom's Hardware Deutschland, deren Lizenz im Juni 2019 zurückgegeben wurde, um den qualitativen Ansprüchen der Webinhalte und Herausforderungen der neuen Medien wie z.B. YouTube mit einem eigenen Kanal besser gerecht werden zu können.

Computer-Nerd seit 1983, Audio-Freak seit 1979 und seit über 50 Jahren so ziemlich offen für alles, was einen Stecker oder einen Akku hat.

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