Gehäuseinnentemperatur anhand der Luftmengen berechnen

[yannickgond]

Guten Tag
ich stelle mir gerade die Frage ob man nicht die Gehäuseinnentemperatur näherungsweise Berechnen könnte um zb abzuwägen ob/wieviel bessere/mehr Lüfter die Temperaturen senken würden
Bsp:
Zimmertemperatur : 24°C
TDP PC Komponenten : 500W
Zu/Abluft durch Lüfter : max 200m³/h

= Gehäuseinnentemp Wert x

Gibt es hierzu irgendetwas wo man bissl mit den Werten spielen kann und sich das berechnen kann ?
Ich hoffe ihr kennt euch da ein bisschen aus bzw es sind ein Paar Leute hier die mir das vlt sagen können weil sie mit Klimaanlagen oder ähnlichem zu tun haben

Das man die Temperatur nicht zu 100%genau berechnen kann ist mir aufgrund der Unterschiedlichen Lastszenarien undichtigkeiten des Gehäuses usw schon klar mir geht es nur um eine näherungsweise Berechnung

 

[SpamBot]

Zu/Abluft durch Lüfter : max 200m³/h

Das wird schon nicht stimmen. Für dein Vorhaben braucht man eine Strömungssimulationen. Das hatte ich schon Mal geplant, war aber bisher zu faul... Ohne teure Berechnungssoftware wird da nichts möglich sein. Und selbst letzteres ist dann erstmal nur eine grobe Schätzung da man das niemals sauber abbilden kann.

 

[TorenAltair]

Da müsstest Du schon mit CFD-Software und viel Rechenpower ran.

 

[yannickgond]

Ein bekannter ist Heizungsinstallateur der hat mir aus seinem Tabellenbuch diese Seite gerade eben mal zukommen lassen in den Formeln wäre ja zumindest alles was bekannt ist enthalten

 

[SpamBot]

So kann man schon eine grobe Hausnummer überlegen, in deinem Zimmer Beispiel gibt es aber einen großen Unterschied: in einem PC Gehäuse hast du ganz spezielle Luftströmungen mit Wirbel. Das oben wäre wohl der beste Case. Deine Luft kann beispielsweise im Gehäuse vorne rein strömen und direkt hinten wieder raus ohne dT, wenn die andere Luft im Wirbel um deine GPU kreist.

Das heißt wenn du jegliche Luftströmungen weglässt kannst du das so ausrechnen.

 

[MichaelMros]

Viel zu aufwändig für den potenziellen Erkenntnisgewinn. Einfach Außentemperatur fixieren, festes Lastszenario für die Hardware, dann mit Thermometer im Innenraum des Gehäuses messen (10-100% Lüftergeschwindigkeit, Inkremente von 10 oder 20%). Aus den Messdaten per Interpolation eine Kurve machen (eine Art LUT erzeugen). Bei DeltaT wird sich das ganze wohl nur parallel verschieben. Gleiches Spiel mit anderen Außentemperaturen für "aussagekräftigere" Daten. Der praktische Nutzen bleibt in jedem Falle begrenzt.

 

[SpamBot]

Der praktische Nutzen bleibt in jedem Falle begrenzt.

Wenn man den praktischen Nutzen als lernen sieht ist er gewaltig. Die Idee mit dem messen ist aber auf jeden Fall gut, wieso unsichere Daten nehmen wenn man gleich messen kann )

Wobei Luftstrom messen schon wieder schwierig wird.

 

[madmax2010]

Was @TorenAltair sagt. Ich kann OpenFOAM empfehlen

Sonst halt:
https://www.aliexpress.com/item/1005002436807168.html
+
https://www.aliexpress.com/item/4000160133215.html

3 Euro + 10 Zeilen Code und du hast deine werte

Hiermit kannst du die auch alles direkt auf dem Schreibtisch anzeigen lassen: https://www.aliexpress.com/item/32957309383.html?

 

[Kloin]

Viel zu aufwändig für den potenziellen Erkenntnisgewinn. Einfach Außentemperatur fixieren, festes Lastszenario für die Hardware, dann mit Thermometer im Innenraum des Gehäuses messen (10-100% Lüftergeschwindigkeit, Inkremente von 10 oder 20%). Aus den Messdaten per Interpolation eine Kurve machen (eine Art LUT erzeugen). Bei DeltaT wird sich das ganze wohl nur parallel verschieben. Gleiches Spiel mit anderen Außentemperaturen für "aussagekräftigere" Daten. Der praktische Nutzen bleibt in jedem Falle begrenzt.

Wohl der sinnvollste Weg diese Temperatur-Drehzahl-Kurve experimentell zu ermitteln in seinem speziellen Fall.

 

[Tenferenzu]

Du kannst ja mal nach OpenFOAM, Blender und SnappyHexMesh suchen. Wenn du dann noch einige Randbedinungen kennst, kannst du auch auf deinem Heimrechner eine Simulation laufen lassen.

Der Arbeitsaufwand um so etwas an die Realität anzugleichen dürfte ungefähr 3-6 Monate Vollzeit sein.. Nach einem Monat solltest du aber ungefähr so genau sein wie das von dir verlinkte Bild.

Wärmekapazität von Luft kannst du mit ca. 1 kJ/kgK abschätzen
1 m³ Luft sind ca. 1.2g
Jetzt noch die Ein- und Ausgangstemperaturen von dir erledigten Messungen, dann solltest du in ca. 1-2 Std so weit sein um eine Entscheidung fällen zu können ob sich etwas mehr oder weniger lohnt.

 

[yannickgond]

Ja gut wenn das ganze so kompliziert ist werden einfach alle Plätze mit Lüftern zugeballert und dann ist eh ruhe im Karton Ist zwar dann nicht sonderlich P/L freundlich aber besser als den riesen aufwand mit 3 Monaten berechnung zu machen nur um vlt 50€ zu sparen
hab nur gedacht da gibts vlt irgendeine einfache Excelberechnung

 

[TorenAltair]

einfach alle Plätze mit Lüftern zugeballert und dann ist eh ruhe im Karton

Da kann ich nicht widerstehen.. Ruhe ist dann eher nicht Also bevor Du Dir gleich ein dutzend Lüfter kaufst, würde ich mal mit 2, 3 anfangen und schauen, wie sich Lärm und Temperatur darstellt.

 

[Tenferenzu]

einfache Excelberechnung

Energiemenge = Masse * Wärmekapazität * Temperaturunterschied

Steht so auch vermutlich irgendwo in deinem Foto von weiter Oben.

Das solltest du schon ganz gut abschätzen können mit minimalem Zeitaufwand

 

[yannickgond]

Da kann ich nicht widerstehen.. Ruhe ist dann eher nicht Also bevor Du Dir gleich ein dutzend Lüfter kaufst, würde ich mal mit 2, 3 anfangen und schauen, wie sich Lärm und Temperatur darstellt.

Naja rein theoretisch ja schon, weil mehr Lüfter = Gleiche Zu/Abluft bei weniger Lüfterumdrehungen

 

[SpamBot]

Da kann ich nicht widerstehen.. Ruhe ist dann eher nicht

Bin damit schon immer sehr gut gefahren, aktuell 7 große Lüfter welche langsam drehen. Obwohl mein aktuelle Hardware nicht mehr so eine krasse Abwärme hat....

 

[yannickgond]

Bin damit schon immer sehr gut gefahren, aktuell 7 große Lüfter welche langsam drehen. Obwohl mein aktuelle Hardware nicht mehr so eine krasse Abwärme hat....

Naja bei mir ists genau umgekehrt
Sommer 2020 i7 4790k + 1660super
Sommer 2021 R5800x+ RTX3080

Seitdem mein Zimmer jetzt bei ca 22Grad liegt hört sich mein PC an wie ne PS4 unter volllast

Vorher wie ich nur 18-20grad hatte gings noch aber hab bedenken das wenn jetzt im Sommer dann 24°C+ im
Zimmer ist mir die Kiste dauerhaft abschmiert

Und 5Lüfter ist immer noch billiger als ne Klimaanlage

 

[Tenferenzu]

Vorher wie ich nur 18-20grad hatte gings noch aber hab bedenken das wenn jetzt im Sommer dann 24°C+ im
Zimmer ist mir die Kiste dauerhaft abschmiert

Wenn alles so funktioniert wie es soll schmiert dir auch bei 35°C Zimmertemperatur nichts ab. Da wird maximal die Leistung etwas gedrosselt.
Ich persönlich würde da eher der CPU/GPU etwas weniger Spannung geben, den Takt etwas reduzieren und dann ist der Verbrauch auch gleich mal etwas geringer bei fast gleichbleibender Leistung.

Du kannst auch gut davon ausgehen, dass sich alle Komponenten um 2°K erwärmen, wenn dein Zimmer um 2°K wärmer wird. Macht Sinn oder?

 

[Duke711]

Guten Tag
ich stelle mir gerade die Frage ob man nicht die Gehäuseinnentemperatur näherungsweise Berechnen könnte um zb abzuwägen ob/wieviel bessere/mehr Lüfter die Temperaturen senken würden
Bsp:
Zimmertemperatur : 24°C
TDP PC Komponenten : 500W
Zu/Abluft durch Lüfter : max 200m³/h

= Gehäuseinnentemp Wert x

Gibt es hierzu irgendetwas wo man bissl mit den Werten spielen kann und sich das berechnen kann ?
Ich hoffe ihr kennt euch da ein bisschen aus bzw es sind ein Paar Leute hier die mir das vlt sagen können weil sie mit Klimaanlagen oder ähnlichem zu tun haben

Das man die Temperatur nicht zu 100%genau berechnen kann ist mir aufgrund der Unterschiedlichen Lastszenarien undichtigkeiten des Gehäuses usw schon klar mir geht es nur um eine näherungsweise Berechnung

Lass Dir bloß hier von den Leuten keinen Bären aufschwatzen:

dT = Q / m * cp

https://www.schweizer-fn.de/waerme/waermetauscher/waermetauscher.php

Also

Temperaturdifferenz (dT) = Wärmestrom / Massenstrom * spezifische Wärmekapazität

z.B.

https://www.peacesoftware.de/einigewerte/luft.html

1 Bar
26 °C

cp = 1007 J/kg * K
m = Dichte * Volumenstrom -> 1,16 kg / m³ * (200 m³/ h /3600) -> 0,064 kg/s
Q = 500 W

dT = 500 W / 0,064 kg/s * 1007 J/kg * K
dT = 7,6 K

T1 + dT = T2
26 °C + 7,6 K = 33,6 °C

Wer dazu CFD oder eine Messapparatur braucht, wäre zu bemitleiden.

 

[MichaelMros]

T1 + dT = T2
26 °C + 7,6 K = 33,6 °C

Wer dazu CFD oder eine Messapparatur braucht, wäre zu bemitleiden.

Und an welcher (relevanten) Stelle im Gehäuse herrschen dann diese 33,6 °C?

 

[Duke711]

Und an welcher (relevanten) Stelle im Gehäuse herrschen dann diese 33,6 °C?

Überall, da sich ein Temperaturgleichgewicht bildet. So ist eben auf einen offenen Feld oder in einem Raum z.B: drei Meter weiter mal nicht eben um 5 K kälter oder wärmer. Und wenn Lüfter bzw. bewegte Luftmassen im Spiel sind, dann findet die sogenannte Diffusion auf deren Prinzip die Temperaturverteilung/ -Felder aufbauen umso schneller und homogener statt.