Berechnung Gehäuselüfterbedarf (Laienhaft)

[KarlsruheArgus]

Moinsen,
Google hilft mir gerade nicht weiter deshalb frag ich jetzt hier mal nach. Stehe nämlich auf dem Schlauch und vermute das Ich irgendwo bezüglich der Rechnung einen Denkfehler haben könnte. Da es ja um Luftkühlung geht hoffe ich das es richtig platziert ist.

Es dreht sich darum das ich im groben berechnen möchte wie viele Lüfter ich für eine bestimmte Wattmenge brauche.

Das System hat eine theoretischen Verbrauch von maximal 400W an der Steckdose. (Ich weiß das das nicht gleich die Abwärme ist.)
Wenn ich das jetzt richtig verstanden habe besitzt Luft bei einer Temperaturdifferenz von 10K bei konstantem Druck eine spezifische Wärmekapazität von 12 kJ pro Kubikmeter ?

Spezifische Wärmekapazität von Luft bei konstantem Druck: 1.005 kJ/(kg*K)
Temperaturdifferenz 10K
Dichte bei 20°: 1.2041kg/m³

1.005kJ/(kg*K) *1.2041kg/m³*10K=12.101kJ/m³

400W*3600sec.=1440kJ/h

1440kJ/12.101kJ/m³=~119m³

Heißt ich bräuchte einen Lüfter der einbläst und eine der ausbläst und die Luftfördermenge beider sollte mindestens 120m³/h sein ? Im besten Fall natürlich mehr.

 

[evilnear]

erstmal ist ° keine einheit. wenn du schon wissenschaftlich arbeiten willst....

wo kommen da die 3600s her?

 

[Pako1997]

Kannst du sehr grob so abschätzen.
In der Praxis reicht ein bis zwei Lüfter vorne, einer hinten und das wars.

Die Lüfter bewegen einen ungestörten Luftstrom von 120m^3/h. Da hier naturlich das Gehäuse und alle Teile direkt stören, die Luft nicht wirbelfrei einströmt etc. ist es geringer.
Weitaus wichtiger und praxisrelevanter ist die Lufttemperatur im Gehäuse, d.h. du müsstest wissen wie heiß die ausgeblasene Luft sein darf. Hier hast du 10°C angegeben, aber was würde gegen 15°C sprechen?
Und um das zu bestimmen müsstest du den Wärmeübergangskoeffizienten in W/m^3/K von z.B. der CPU über den CPU-Kühler auf den Luftstrom im Gehäuse wissen. Wenn du den kennst kannst du z.B. sicher sagen, dass dein CPU Kühler auch bei einer Innentemperatur von 40°C ohne Probleme die CPU bei 80° hält und du damit plötzlich nur noch 40m^3/h bewegen musst.

Moral der Geschichte: Du kannst rechnen, weißt aber nie alle benötigten Werte genau, weswegen ausprobieren deutlich stressfreier ist.

 

[KarlsruheArgus]

erstmal ist ° keine einheit. wenn du schon wissenschaftlich arbeiten willst....

Ich will nicht wissenschaftlich arbeiten ist ja nur grob. Aber Danke werde es berücksichtigen.

Ergänzung (4. April 2020)

aber was würde gegen 15°C sprechen?

Der Hochsommer

 

[Cardhu]

Das System hat eine theoretischen Verbrauch von maximal 400W an der Steckdose. (Ich weiß das das nicht gleich die Abwärme ist.)

Da in einem Rechner nun nicht so viel mechanische Arbeit geleistet wird, wird das sogar ziemlich genau alles in Wärme umgesetzt
Wie du auf die 400W kommst, ist natürlich was anderes

wo kommen da die 3600s her?

1h hat nunmal 3600 Sekunden

1.005kJ*1.2041kg/m³*10°=12.101kJ/m³

Du solltest dir angewöhnen Einheiten richtig aufzuschreiben. Das hilft dir wahrscheinlich öfter als du ahnst

 

[evilnear]

1h hat nunmal 3600 Sekunden

klar...hatte grad übersehen das der luftstrom ja pro stunde angegeben ist. war etwas verwirrt weil wenn ich mal sekunden multipliziere ja joule herauskommen und nicht joule pro stunde.

aber wirklich probieren ist hier deutlich sinnvoller wobei deine berechnung ja was sinnvolles liefert und wohl nicht grob falsch ist.

 

[KarlsruheArgus]

Du solltest dir angewöhnen Einheiten richtig aufzuschreiben. Das hilft dir wahrscheinlich öfter als du ahnst

1.005kJ*1.2041kg/m³*10°=12.101kJ/m³

Ja ist das jetz bis auf die "Grad" Richtig oder Falsch ?

 

[evilnear]

Ja ist das jetz bis auf die "Grad" Richtig oder Falsch ?

irgendwas kann da noch nicht stimmen. rein kommen joule und kilogramm pro kubikmeter und raus kommen joule pro kubikmeter?

 

[Cardhu]

Ja ist das jetz bis auf die "Grad" Richtig oder Falsch ?

Du gibst da die Wärmekapazität in KJ an. Oben steht sie richtig. Ergo sollte da schon KJ/K/kg
Denn ansonsten käme bei dir was ganz seltsames raus KJ*Kg*K/m³

 

[KarlsruheArgus]

@Cardhu
Also so

1.005kJ/(kg*K) *1.2041kg/m³*10°=12.101kJ/m³

 

[Cardhu]

1.005kJ/(kg*K) *1.2041kg/m³*10K=12.101kJ/m³
Wenn dann so.
Das mit ° solltest du dir bei Temperaturdifferenzen ganz abgewöhnen. Kelvin hat schon lange nicht mehr Grad davor. Es ist nur Kelvin.

 

[KarlsruheArgus]

Kelvin hat schon lange nicht mehr Grad davor. Es ist nur Kelvin.

Das war bei mir zuletzt beim Fachabi ein Thema, im Werkzeugbau wird die Wärmelehre nicht in diesem Umfang benötigt. Trotzdem Danke

Ergänzung (4. April 2020)

Deshalb ja auch Laienhaft

 

[evilnear]

Das war bei mir zuletzt beim Fachabi ein Thema, im Werkzeugbau wird die Wärmelehre nicht in diesem Umfang benötigt. Trotzdem Danke

in nem technischen fachabi weniger physik als in nem normalen abitur? autsch...

 

[KarlsruheArgus]

in nem technischen fachabi weniger physik als in nem normalen abitur? autsch...

 

[Binalog]

Ich bin kein PC-Experte und auch kein PC-Kühlungsexperte, das vorweg.

Dein Ansatz klingt natürlich zunächst einleuchtend, vorne 400 W über das Netzteil rein und hinten gehen 400 W über den Luftstrom raus. Allerdings blendet man mit diesem Ansatz das eigentliche Hauptproblem aus, denn dies sind die Heißpunkte im System. Bei ungüstigem Luftstromverhältnissen mag die Temperatur des Ausgangsluftstrom zwar nur 10° über Raumtemperatur liegen, dennoch könnten theoretisch "heiße Ecken" von 50°, 60° oder darüber existieren., denn in der Praxis wird kein vollständiger und gleichmäßiger Luftaustausch vorliegen.

Dies hat Pako1997 in #3 bereits beschrieben.

 

[KarlsruheArgus]

denn in der Praxis wird kein vollständiger und gleichmäßiger Luftaustausch vorliegen.

Das ist mir alles schon klar. Dreht sich aber erstmal darum das überhaupt genügend Luft im Case umgewälzt wird.
Wenn nämlich das schon fehlt bringt auch der beste Kühler im Case nix und so hat man schonmal einen groben Mindestwert was man bräuchte.

 

[Tronado]

Da ein PC-Gehäuse kein geschlossener Lüftungskanal ist und auch der Luftaustausch im Gehäuse leider nicht z.B. mit einem Lüfter 140mm die oft angegebenen über 100m³/h beträgt (Falschluftöffnungen ohne Ende, geringe Luftstromreichweite) kannst du das schlecht berechnen. Es geht nicht ohne ausprobieren oder halt bewährte Kombinationen wählen. 1-2 Lüfter vorne, einer hinten, reicht für deine CPU aus. wenn du es leise haben willst, sind oft viele langsam drehende Lüfter besser als zwei schnell drehende.

 

[KarlsruheArgus]

Da ein PC-Gehäuse kein geschlossener Lüftungskanal ist und auch der Luftaustausch im Gehäuse leider nicht

Ich weiß es doch, trotzdem Danke für den Hinweis, mir war das alles schon klar. Ich habe eine Möglichkeit gesucht den Luftmengenbedarf für die internen Komponenten zu ermittlen damit genügend Luft reinkommt. Das das in der Praxis was komplett anderes ist ist mir auch klar.
Die Tatsache das ich 400W als Abwärme heranziehe und nicht die tatsächliche Abwärme, dürfte diese Formel sehr grob werden lassen.

 

[rgbs]

Hallo,

da ich kein luftdichtes Gehäuse habe, saugt der Lüfter des CPU-Kühlers vorn die Luft an und bläst diese hinten raus. Das Entscheidende ist der Luftstrom und nicht die Anzahl der verbauten Lüfter.


Gruß

R.G.

 

[Tronado]

Wenn dir Belüftung so wichtig ist, hast du das falsche Gehäuse gewählt. Immerhin gleicht der Mesh-Deckel die Luftstrom-blockierten Frontlüfter (durch die nur seitlichen Lufteinlässe ca. 70% weniger Airflow) etwas aus.
Bau dir oben zusätzlich 1-2 langsam drehende Lüfter ein, das macht einige Grad bei der CPU-Temperatur aus.