Alphacool Eisbrecher im Test: Radiator mit Netzgewebe für mehr Kühlleistung

Testsystem und Methodik

Die Testplattform entspricht weitgehend der des Vergleichs mehrerer CPU-Wasserkühler. Abweichend wird lediglich als CPU-Wasserkühler ein EK Supremacy Evo Full Nickel eingesetzt, und anstelle des NexXxoS UT60 240 dienen die verschiedenen Testkandidaten als Radiatoren. Unverändert bleibt die Belüftung: Zwei Noctua NF-F12 PWM werden drückend auf den Radiatoren befestigt und befördern Luft aus dem Inneren des geschlossenen Gehäuses durch den Wärmetauscher aus dem Deckel heraus.

Messungen zur Leistungsfähigkeit der Wärmetauscher werden ebenfalls nach dem Protokoll des CPU-Wasserkühler-Tests durchgeführt: In einer halbstündigen Aufheizphase mit Prime95 v27.9 (8K In-place-FFTs) wird das Wasser aufgewärmt. Anschließend erfolgt eine Messphase für fünf Minuten. Der Durchfluss wird durch einen im Kreislauf integrierten Kugelhahn auf 50 l/h fixiert. Als Wassertemperatur dient der Mittelwert aus der Temperatur am Einlass sowie am Auslass des Radiators. Um das Kühlvermögen der Radiatoren zu bestimmen, wird die Differenz zwischen Wasser- und Raumtemperatur in Kelvin angegeben.

Weitere Messungen mit Push-Pull-Prinzip

Zusätzlich erfolgen weitere Messungen mit den Radiatoren im externen Einsatz. Hierzu wird mit geöffnetem Gehäuse gearbeitet: Die Radiatoren liegen seitlich neben dem Gehäuse, so dass die nach wie vor drückend montierten Lüfter ungehindert Raumluft durch die Lamellen leiten können. Im externen Einsatz gibt es keine Platzbeschränkungen – daher werden die Radiatoren in weiteren Messreihen mit vier Noctua NF-F12 PWM im Push-Pull-Einsatz vermessen. Die Lüfter werden hierzu also auf der einen Seite des Radiators drückend und auf der anderen Seite saugend befestigt.

Messergebnisse

Durchflusswerte

Die Durchflusswerte der Radiatoren werden mit vollständigem Kreislauf inklusive CPU-Kühler und Schnellkupplungen ermittelt. Die Alphacool VPP655 des Testsystems wird dabei mit voller Leistung betrieben.

Alle Radiatoren zeigen sehr ähnliche Durchflusswerte. Es gilt wie üblich: Radiatoren stellen keine hohen Anforderungen an eine Pumpe – Kühlkörper sind die restriktiven Bauteile einer Wasserkühlung.

Leistungsmessungen

Zunächst werden die Radiatoren bei der internen Montage im Deckel gemessen. Die 240-Millimeter-Wärmetauscher sind im Gehäusedeckel mit zwei drückenden Lüftern befestigt. Es wird Luft vom Gehäuseinneren durch die Radiatoren nach außen befördert.

Die Radiatoren von Alphacool liegen in allen drei Drehzahlstufen sehr eng beisammen. Die bekannten ST30, XT45, UT60 und Monsta trennen dabei im Extremfall bei 500 U/min nur knapp 2 Kelvin, bei 1.500 U/min sind es schließlich nur noch 0,6 Kelvin. Der über 8 Zentimeter dicke Monsta-Radiator kann also kaum von den zusätzlichen 5 Zentimetern Tiefe im Vergleich zum schlanken ST30 profitieren.

Für den neuen Eisbrecher sehen die Ergebnisse durchwegs schlechter aus: Ihn trennen von den vier anderen Radiatoren grundsätzlich mindestens 1 bis 2 Kelvin. Der Grund hierfür liegt vermutlich im eingesetzten Gewebe vor und nach den Lamellen, das für einen höheren Luftwiderstand sorgt. Die von Alphacool angestrebte bessere Luftverteilung kann den Verlust an Volumenstrom bei den verwendeten Lüftern anscheinend nicht kompensieren.

Wasserkühlungen sollten kühl bleiben

Zu den Temperaturdifferenzen muss generell angemerkt werden, dass der Betrieb bei 500 U/min mit 240-Millimeter-Radiator für die CPU im Testsystem nicht alltagstauglich ist. Wenn sich die mittlere Wassertemperatur über 20 Kelvin über der Raumtemperatur befindet, bedeutet dies bei einer Umgebungstemperatur von 22 °C bereits Spitzenwerte von 45 °C und aufwärts. So hohe Temperaturen sollten in mehrfacher Hinsicht vermieden werden: Es steigt nicht nur die Temperatur der CPU mit der Wassertemperatur an, sondern man belastet auch die Wasserkühlung. Im Optimalfall sollte eine Custom-Wasserkühlung mit weniger als 40 °C Wassertemperatur arbeiten – denn es sollten auch noch Reserven für die warme Jahreszeit eingeplant sein.

Ein Grund hierfür sind die sehr häufig eingesetzten PVC-Schläuche. Das Material wird bei steigenden Temperaturen immer weicher, so dass in engen Biegeradien die Gefahr von knickenden Schläuchen besteht. Sollten Schläuche schlecht auf den Anschlüssen befestigt sein, könnte sich zudem ein Schlauch von seiner Tülle lösen – Überschwemmung im PC inklusive. Ferner gilt, dass sich Weichmacher umso schneller aus den Schläuchen lösen, je höher die Temperatur ist. Schließlich sollte noch erwähnt werden, dass manche Pumpen nur bis zu einer Wassertemperatur von 35 °C zugelassen sind – höhere Temperaturen sorgen zwar nicht für den sofortigen Ausfall, können aber die Alterung der Pumpen beschleunigen.

Externe Radiatoren sind grundsätzlich effektiver

Neben einem möglichst hohen Luftdurchsatz ist für die Kühlleistung eines Radiators eine zweite Größe ausschlaggebend: Je niedriger die Lufttemperatur im Vergleich zur Wassertemperatur ist, desto mehr Wärme kann abgegeben werden. Damit gibt es zwei Gründe, wieso aus Leistungssicht externe Radiatoren gegenüber internen Wärmetauschern grundsätzlich bevorzugt werden sollten: Es wird keine vorgewärmte Luft zu den Radiatoren geführt und die Luftzufuhr wird nicht beschränkt.

Um diese beiden Einflüsse auf die Wassertemperaturen zu überprüfen, werden die Radiatoren zusätzlich auch extern eingesetzt. Anstelle der Montage im Gehäusedeckel werden sie seitlich liegend neben dem Gehäuse platziert, sodass die Lüfter der Wärmetauscher ohne Behinderung durch das Gehäuse kühle Raumluft durch die Lamellen des Radiators drücken können.

Die Vorteile des externen Aufbaus sind deutlich: Die Wassertemperatur sinkt in allen Drehzahleinstellungen um wenigstens 4 – 5 Kelvin, so dass extern mit 1.000 U/min sogar eine bessere Kühlleistung als intern mit 1.500 U/min erreicht wird. Die Reihenfolge der Radiatoren ändert sich aber nicht: Nach wie vor bildet der Eisbrecher das Schlusslicht im Testfeld.

Für den Vorsprung des externen Einsatzes gegenüber dem internen Einbau des Radiators gilt, dass er vom eingesetzten PC-Gehäuse, den verbauten PC-Komponenten sowie dem Luftstrom im Gehäuse abhängt – die ermittelten Werte sind daher nicht allgemeingültig; sie zeigen aber anschaulich, wie viel Potenzial ein intern montierter Radiator ungenutzt lässt.

Messungen mit Push-Pull-Lüfterbestückung

Vor allem sehr dicke Radiatoren sollen von einer zweiten Reihe Lüfter profitieren. Die Theorie besagt, dass ein tiefer Radiator einen hohen Luftwiderstand darstellt, so dass Unterstützung in Form von zusätzlichen saugenden Lüftern die Kühlleistung steigern soll. Dieses Szenario wird mit den Radiatoren im externen Einsatz ebenfalls gemessen.

Alle Radiatoren profitieren von der doppelten Anzahl an Lüftern – insbesondere bei niedrigen Drehzahlen. So liegt der Vorsprung bei 500 U/min im Vergleich zu „nur“ zwei Radiatorlüftern bei etwa 2 – 3 Kelvin. Bei steigenden Drehzahlen schrumpft der Vorsprung und kommt fast nur noch tiefen Radiatoren zugute. Der ST30 240 kann durch die Push-Pull-Konfiguration bei 1.500 U/min gegenüber der einfachen Lüfterbestückung die Wassertemperatur nur um zusätzliche 0,3 Kelvin absenken, während der Monsta 240 dadurch immerhin noch 0,9 Kelvin gewinnt.

Der Push-Pull-Einsatz auf dem Eisbrecher hilft dem Radiator bei hohen Drehzahlen verhältnismäßig viel, so dass er bei 1.500 U/min erstmals einen anderen Wärmetauscher übertrumpfen kann. Doch der Einsatz saugender Lüfter auf dem Eisbrecher ist nicht unproblematisch: Das Netzgewebe ragt stellenweise etwas aus dem Lochgitter des Testmusters heraus, so dass die Lüfterblätter der Radiatorlüfter an der „air breaker mat“ schleifen – was für eine unangenehme Geräuschkulisse sorgt. Nichtsdestoweniger stützt das Ergebnis die Vermutung, dass Luft den Eisbrecher nur deutlich schwerer durchströmen kann.