Klärung nach dem besseren Konzept für Gehäuse-Luftkühlung

[hurga_gonzales]

Hi zusammen,

bisher war ich immer der Meinung, und so habe ich es auch bei allen meinen selbstgebauten PCs gehalten, dass Überdruck im Gehäuse bei Kühlung und Staubschutz die beste Variante sind. Zudem war ich immer ein Fan von (Big-)Tower-Gehäusen, etwa das Nanoxia Deep Silence 8 und andere, weil ich bisher der Auffassung war, durch den größeren Raum würde sich die heiße Luft darin besser verteilen bevor sie durch den Lüfter abtransportiert wird und so eine bessere Kühlung gewährleisten.

Meine bisherige Lüfterkombi

2 x 120mm od. 140mm vorne rein, 1 x 120 mm od. 140 mm hinten raus.

Wie seht Ihr das?

Es geht gar nicht darum, wie viel ich ins Gehäuse einbauen möchte. Lediglich die Kühlung soll Beachtung finden.

Möglichst großes Gehäuse für bessere Kühlung?
Bedingt ein Riesengehäuse, dass ich auch entsprechend viele Lüfter einbaue, um die aufgestaute Luft abtransportieren zu können?
Habe ich mit obiger 140er Lüfterkombination mit einem Midi-Gehäuse (Mesh od. gedämmt) eine bessere Kühlleistung?

Das sind nur einige Fragen, die mich umtreiben und die sind gar nicht mal markengebunden, sondern eher generell.

Dank

 

[so_oder_so]

Ich hab aktuell im Phanteks P600s 3x 140mm Noctua langsam drehenn in der Front, 1x 140mm Noctua 200rpm schneller drehen als in der Front nach hinten raus.

Dadurch herrscht ein minimaler Überdruck im Case und es wird kein zusätzlicher Staub durch Öffnungen von unten oder hinten reingezogen.

Dazu hab ich mal 2 140er in den Deckel verbaut und diese 6 Lüfter alle gleich schnell laufen getestet.

Das Ergebnis war nicht ganz wie erwartet. Die Temperaturen haben sich rein garnicht verändert, da eh schon am Heck mit 3 + 1 Lüfter genug warme Luft rausgepresst wird.

Stattdessen haben die rausblasenden Lüfter im Deckel teilweise sogar komplett frische Luft aus der Front abgezogen und rausbefördert ( der vorderste der Lüfter im Deckel ).

Unter Gaminglast + Streaming hab ich exakt 0° Unterschied gehabt. Nur minimal lauter war das System, da oben offen zwecks Lüfterbestückung.

Also bis auf 2 Noctua Lüfter mehr daheim rumliegend hat es sich nicht gelohnt.

 

[Khalinor]

https://hardware-helden.de/der-perfekte-airflow/#Fazit_und_Empfehlungen

Dort wurden diverse Kombinationen getestet.

 

[Novocain]

Größe ist teilweise ein Aspekt aber eher durch die Grundlage für die Veränderung, du hast da die Möglichkeit ne größere Anzahl an Lüftern einzubauen, der Nutzen nimmt je ne Größe irgendwann aber nicht mehr viel zu. Haust mehr Lüfter rein als es nennenswert die Temp senkt.

Du könntest für dein Verständnis ja einfach mal nen Schuhkarton (exemplarisch für mitx) mit ner 60W Birne ausstatten (sofern du noch eine hast) und misst wie schnell die Temperatur ansteigt, das gleiche mit nem leeren Karton eines Gehäuses (exemplarisch für ATX) und hier das gleiche 60W Birne rein und messen. Der Unterschied wird nicht riesig sein, aber beim größeren hättest du halt mehr Fläche um mehr Lüfter unterzubringen. Bigtower bieten kaum einen Vorteil was Temps angeht.

(Bei der Kartonidee mit 60W Birne - nicht wirklich durchführen, vor allem nicht drinnen! Brandgefahr!)

Wichtig ist dazu das Luft ungehindert rein kommt also Mesh, gedämmt bringt dir keinen Vorteil im Bezug auf die Lüftung.

 

[Burki73]

Zu bedenken ist auch, was für Hardware verbaut ist. Natürlich wird es aufwendiger, wenn man eine 400 Watt Grafikkarte drin hat und noch eine Stomhungrige CPU. Dann macht auch ein grösseres Gehäuse und der ein oder andere Lüfter mehr Sinn.

Ich habe 2x 120 cm Lüfter einen vorne, einen hinten. Das reicht bei meiner Hardware völlig aus. Mehr Lüfter wären da bisher garnicht nötig oder sinnvoll. Regulieren tue ich das mit der Gehäuse-Lüftersteuerung. Läuft zu 90% auf Stufe 1, bei "grosser" Last auch mal Stufe 2. Bei mir sind aber eben auch maximal 200 Watt abzuführen.

 

[hurga_gonzales]

Danke für Eure Ideen.

Ja, da kommt schon potente "heiße" Hardware rein und der Link zum "Perfekten AirFlow" hat wirklich tolle Infos geliefert. So kann ich mir ein Lüftungskonzept überlegen, zumindest, wie viele Lüfter ich nehme. Zur Gehäusegröße lässt sich der Artikel leider nicht aus, aber ich denke, das ist auch gar nicht so arg relevant.
Kaufe ich ein Big-Tower Gehäuse und stelle fest, dass es darin recht heiß bleibt, bzw. die Temps der Komponenten zu hoch sind, kann ich immer noch Lüfter nachrüsten.

Ich könnte aber auch zum Beispiel ein BwQuiet Pure Base 500DX kaufen und die verbauten Pure Wings gegen Silent Wings tauschen und über das Board regeln lassen. Da weiß ich noch nicht so genau, wie ich vorgehe.

 

[Novocain]

Kühlere Gehäuse wirst du nicht finden...

Empfohlene Mesh Gehäuse, willkürliche Reihenfolge - nicht vollständig!
Lian Li Lancool 2 Mesh / Lancool 215
Phanteks P360A / P400A / P500A
Corsair 4000D Airflow / 5000D Airflow
BeQuiet Pure Base 500 DX / Silent Base 802
Fractal Design Torrent

In der Regel 2 in der Front rein, dann hinten raus und hinten oben raus , je nachdem hinten oben weglassen. Bei mir hat er was gebracht.

 

[PAT3x]

"PC-Case and the perfect airflow"... ach darüber könnte man seitenweise philosophieren... auch ein spannendes Thema wie ich finde... und irgendwann macht sich wohl jeder der selbst einen Computer zusammenbauen möchte mal Gedanken darüber.
Es gibt unzählige Beiträge dazu im Internet, die versuchen z.T. wissenschaftlich zu begründen, warum der eine oder der andere Aufbau besser ist. -> Thema Kamineffekt und heiße Luft steigt aufgrund der geringeren Dichte nach oben... usw.
Sobald du aber ein/zwei Lüfter in dein Gehäuse baust hat es sich mit der Physik schon erledigt... (mal salopp formuliert)
BTW diesen oder einen ähnliche Test, wie den von Khalinor verlinkten habe ich selbst vor Jahren auch mal zu Rate gezogen, leider ist wohl bei einem Backup mal das Lesezeichen abhanden gekommen und ich finde die Seite nicht mehr... aber sie sah sehr ähnlich bzw. gleich aus.

TLDR:

• Die beste Kühlung hast du auf 'ner Testbench -> kein Gehäuse = kein Wärmestau
• Es gibt nicht "die perfekte Lösung", soll heißen -> versuch's einfach aus, bau die Lüfter mal an verschiedenen Positionen in deinem Gehäuse ein und finde es selbst heraus (genau das mach doch auch am meisten Spaß und ist schnell gemacht)

Aus Erfahrung kann ich sagen, kühlen vier Arctic P14 in der Seite des Cooler Master 830 mein Hauptsystem (fast) genau so gut, wie die Wasserkühlung die ich vor Jahren mal verbaut hatte. Von der regelmäßigen Wartung will ich mal garnicht reden
In meinem kleinen Desktop (Jonsbo RM2 - super Case ) habe ich zwei Lüfter im Boden verbaut (bissl Casemodding für Einsteiger). Hierbei fand ich selbst sehr interessant, dass zwei zusätzliche Lüfter im Deckel keinen nennenswerten Temperaturunterschied brachten... auch fließt hier die Luft "von oben nach unten"... soviel zum zuvor genannten Kamineffekt

Zusammenfassung der eigenen Erfahrung:

• Im großen Gehäuse habe ich einen Überdruck (4x 140mm Lüfter die von der Seite kühle Raumluft auf die Hardware pusten)
• Im kleinen Gehäuse habe ich einen Unterdruck (2x 120mm Lüfter, die die Luft raussaugen)

Ich rate davon ab, hiervon irgendetwas abzuleiten, da jeder Anwendungsfall anders ist!!
Genau das wollte ich dir damit auch verdeutlichen

 

[Novocain]

Thema Kamineffekt und heiße Luft steigt aufgrund der geringeren Dichte nach oben... usw.
Sobald du aber ein/zwei Lüfter in dein Gehäuse baust hat es sich mit der Physik schon erledigt... (mal salopp formuliert)

Wie oft ich den Mumpitz schon gelesen habe, endlich mal jemand der es verstanden hat! Danke! Außer der Anhang mit der Physik da bekomme ich Schnappatmung, der Physikalische Effekt (Kamineffekt) existiert in einem Case einfach nicht auch wenn kein Lüfter drin ist. Ein Gehäuse ist dafür einfach zu klein. Hatte dazu mal ne Diskussion da hat sich dann auch Igor mal zu gemeldet und das bestätigt (leider wurde das alles im Aquarium versenkt) Lüfter behindern dabei nur das Wärme nach oben steigt.

 

[Der Kabelbinder]

Entscheidend ist, dass Lüfter möglichst unmittelbar auf den Kühlkörpern sitzen und drumherum keine Kreisbewegung ensteht, bei der erwärmte Luft immer wieder angesogen wird. Alles drum herum ist reine Auslegungssache, die man immer ans jeweilige Gehäuse anpassen muss.

Bin persönlich auch kein Verfechter der "Überdruck" vs "Unterdruck" Debatte. Das, was wesentlich stärker zum Tragen kommt, ist schlichtweg die Be- bzw. Entlüftung der Heatspots vor bzw. hinter den Kühlkörpern. Daraus dann eine generelle Dominanz von Über- bzw. Unterdruck abzuleiten, halte ich für fragwürdig.

 

[DeadMan666]

Kühlung von PC Systemen ist eine absolut spannende Sache. In Summe ist das Thema Kühlung natürlich jeweils ein Stückweit ein individuelles Thema für jedes System je nach Komponentenwahl. Wichtigste Einflussgrößen sind CPU + Kühler, GPU + Kühlkonzept, Gehäuse und Lüfter.

Eine typische Standardlösung die eigentlich nahezu immer funktionier ist:

• Mesh Gehäuse, @Novocain hat eine gute Auswahl genannt
• 2 x Lüfter Intake Front
• 1 x Lüfter Oben Outtake
• 1 x Lüfter Hinten Outtake

damit bekommt man jedes System gut und auch schon recht leise gekühlt. Bei 140mm Lüftern sollte da schon etwas im Bereich um die 600 RPM reichen, 120mm Lüfter so um die 800 RPM.


Alles darüber hinaus ist dann absolutes Finetuning für einzelne °C Optimierung an CPU / GPU oder je nach Wunsch des jeweiligen Anwenders spezielle Kühlung für einzelne Komponenten wie SSD, RAM, etc.
Meiner Erfahrung nach braucht man dann aber teilweise Experimente am jeweiligen System.


Ich für meinen Teil bin in dieser Ecke besonders damit beschäftigt mein System so "Silent" als möglich zu Designen. Und nach meinen letzten Erfahrungen und Setup Einstellungen kann ich die These von @so_oder_so im Großen und Ganzen stützen.

Um mein System besser zu verstehen habe ich 4 Temperatursensoren mit ins Case gehängt:

• 1 x Intake auf Höhe der CPU im Zulieferluftstrom der CPU (so ca. 10°C vorderhalb des Towers)
• 1 x Intake unterhalb der GPU im Zulieferluftstrom der GPU
• 1 x Outtake Hinten (am Auslass des CPU Lüfters)
• 1 x Outtake Oben (zwischen CPU Kühltower und Outtake Lüfter)

Unter Betrachtung der Temperatursensoren von GPU und CPU sowie den Temperatursensoren habe ich eine Drehzahlstaffel der Gehäuselüfter durchgefahren (0 RPM bis 800 RPM, mehr mache ich nicht bzgl. Lautsträrke). CPU und GPU Lüfter waren für diesen Versuch auf mein Silent Setting (CPU 550 RPM, GPU 750 RPM) fest eingestellt. Meine Erkenntnisse waren:

• CPU hängt dominierend von Zustrom Temperatur ab. Diese hängt direkt von den RPM der Einblasenden Lüfter ab (bei mir 2°C Vorteil an der CPU pro 100 RPM) und vom aktuellen Load der GPU (bei mir ist die GPU so lang und hat eine perforierte Backplatte sodass sie direkt Luft in den Zustrom der CPU bläst.)
• Die Outtake Lüfter beeinflussen die CPU auch, aber etwas geringer mit ca. 1°C pro 100 RPM. Beim Outtake ist es halt generell wichtig das die CPU nicht in der im Case produzierten Hitze stehen bleibt (Stichwort Hitzestau).
• GPU Temperatur in ihrem Zustrom steigt fast nie an, die ist immer im Bereich Raumtemperatur. Dementsprechend reagiert die GPU auch nahezu nicht auf die Intake Lüfter. Die GPU Temperatur war zwischen 400 RPM (alle Lüfter gleich) und 800 RPM (alle Lüfter gleich) vollkommen identisch.
• Aber es sehr wichtig die heiße Luft weg zu bekommen. Läuft die GPU in Hoher Last steht sie selbst und die CPU voll in der produzierten Hitze. Hier ist der entscheidende Parameter gewesen die Outtake Lüfter schneller Drehen zu lassen als die Intake Lüfter. Also quasi das Erzeugen eines Luftstroms. Durch die Konfiguration Outtake Lüfter schneller als Intake Lüfter haben die Temperaturen merklich profitiert um ca. 1°C pro 50 RPM Unterschied.

Aus diesen Erkenntnissen habe ich mir dann eine Steuerung abgeleitet:
-> Im Idle Zustand sind meine Lüfter an aber auf minimal möglicher Drehzahl (reine CPU Leistung bringt auch nicht so viel Hitze in das Case das man dort eingreifen muss, nicht mal Prime 95 Dauerstresstest).
-> Die Outtake Lüfter steuere ich auf Basis der GPU, geht die GPU im Hotspot auf > 60°C dann Rampe die die Outtake Lüfter hoch.
-> Intake Lüfter steuere ich auf Basis der Temperatur im Zuluftstrom der CPU, geht die auf > 30°C Rampe ich die Intake Lüfter hoch.
-> Von der Drehzahlbalance habe ich die Steuerung so eingestellt das Outtake immer etwas schneller läuft als Intake. Meistens sind das bei mir um die 100 RPM Unterschied.
-> Dadurch habe ich ein System geschaffen in dem ich leistungsfähige Komponenten ohne Probleme mit maximal um die 550 RPM Gehäuselüftern auch im Sommer und unter Dauerlast kühlen kann.


Aber, ich für meinen Teil habe in meinem System trotzen 6 x 120mm Lüfter verbaut. 3 x Intake in der Front (d.h. die komplette Front wird zum Einblasen genutzt). Dann 1 x Hinten Outtake und 2 x im Deckel Outtake. Ich habe im Rahmen meiner Tests auch einzelne Lüfter deaktiviert aber dadurch nur negative Effekte (im 1°C Beriech) gesehen. Aber das kann durchaus auch daran liegen das ich im Allgemeinen mit sehr niedrigen Drehzahlen arbeite.
Bei den beiden Deckellüfter muss man aber aufpassen die bringen meiner Einschätzung nach schon positive Effekte aber sie müssen soweit Hinten sein wie möglich, idealerweise über dem CPU Tower.
Sollte ein Deckellüfter sehr weit vorne eingebaut sein dann leidet die CPU merklich darunter da der kühle Zuliefer-Luftstrom direkt wieder abgezogen wird, aber im Gegenzug profitiert die GPU etwas davon (es geht da um 2 - 3 °C an den Komponenten).

 

[hurga_gonzales]

Die letzte Entscheidung für ein Gehäuse ist noch nicht gefallen, eventuell sogar ein BQ Silent Base 802, da man diese von Silent auf Mesh umrüsten kann.

Aber ich werde es tatsächlich so machen, dass 2 x 140 mm vorne , 1 x oben, 1 x hinten, blasen werden. Wobei die hinteren Lüfter etwas langsamer drehen werden, um einen leichten Überdruck im Gehäuse zu generieren.

Wer Katzen zuhause hat, wird auf Überdruck im Gehäuse stehen .

 

[Novocain]

Silent kannst du dir sparen wenn du Mesh nimmst und die Lüfter vernünftig regelst, entscheidend ist ja das frische kühlere Luft ohne Hindernisse reinkommt umso weniger müssen Lüfter arbeiten und sind damit leiser. Also vernünftig regeln mit ner Software oder ne Aquacomputer Quadro (PWM only!). Das ganze zugebaue und dann hoffen das es leiser wird dadurch ist nen Irrweg.

Und bevor der Thema Dämmmatten kommt da muss ordentlich Masse sein damit es was bringt, denn nur so werden Schwingungen verhindert. Die Seitenwände mit Mauspads beklebt, die da mittlerweile als Dämmung verkauft werden sind Mumpitz. Was sollen die aufhalten ? Nen Flohpups ? Ne Ameise beim Pinkeln ?

 

[Der Kabelbinder]

Airflow und Isolation müssen im richtigen Verhältnis zueinander stehen.
Sehr offene Gehäuse erlauben tendenziell bessere Temps, lassen aber auch deutlich mehr Direktschall (insbesondere Spulenfiepen) nach außen. Sehr geschlossene Gehäuse schotten grundsätzlich besser ab, gehen bei leistungshungriger Hardware aber schnell mit Wärmestaus einher und fordern dann entsprechend höhere Drehzahlen, die den Vorteil wieder zunichte machen.
Der Sweetspot liegt irgendwo dazwischen. So viele Öffnungen wie nötig, so wenig wie möglich.

Das Chassis sowie die Seitenteile sollten möglichst massiv sein. Kostenoptimierte Plastikblenden, wie sie auch Fractal oder Be Quiet gerne verbauen, sind für richtige Silent-Gehäuse eigentlich ein No-Go.
Die Lüfterslots sollten vor Gittern immer ein wenig Platz haben, damit es zu keinen störenden Soggeräuschen kommen kann. Zur Not helfen Abstandhalter (Shrouds).
Sehr geräumige Gehäuse sind nicht immer besser. Denn: je geringer der Abstand zwischen Front und Graka bzw. Front und CPU, desto fokussierter kann der Airflow ohne Leistungsverlust direkt in deren Kühlkörper geleitet werden.

Stichwort "Leistungsverlust": Man bedenke, dass die Förderleistung von Lüftern hinter feinmaschigen Gittern und Filtern zum Teil erheblich einbricht! Trotz verhältnismäßig stabiler Drehzahlen kommt spätestens bei angewinkelten Lufteinlässen nur noch ein Bruchteil der ursprünglichen Rohleistung zu der eigentlich zu kühlenden Hardware. Aus solchen Gründen ist es imo ziemlich unsinnig, das Konzept über die Abwägung von Über- versus Unterdruck abzuhandeln. Bei den üblichen Drehzahlen und Luftwiderständen herrscht in der Regel ohnehin primär die hecklastige Belüftung. Die Frontlüfter müssen dann schon erheblich schneller drehen, sodass ein effektiver Überdruck zustandekommt. Und spätestens dann ist es einfach eine Frage des Case-Designs, wie gut das jeweilige Setup funktioniert oder nicht.

Und bevor der Thema Dämmmatten kommt da muss ordentlich Masse sein damit es was bringt, denn nur so werden Schwingungen verhindert. Die Seitenwände mit Mauspads beklebt, die da mittlerweile als Dämmung verkauft werden sind Mumpitz. Was sollen die aufhalten ? Nen Flohpups ? Ne Ameise beim Pinkeln ?

Eben. Aber ist halt deutlich günstiger, als massenweise dicke Stahlplatten durch die Logisitk zu schleppen.
Den Rest richtet das Marketing. ^^

 

[Novocain]

Meinte das eher so in Richtung 1999 PC-Dämmsets die damals on vogue waren da hat eine Matte für die Seitenwand soviel wie das Gehäuse gewogen - bin mir unsicher ob die aus Bitumen waren oder was das war hat jedenfalls übel gerochen das Zeug. Mit massiven Stahlplatten kann man dem natürlich auch begegnen ;-)

Sowas, war das übel zu verarbeiten, hat gestunken und geklebt wie die Pest
https://www.amazon.de/Bitumenmatte-...mmmatte-Selbstklebend-500x200x3/dp/B07DNB5KZ5

 

[hurga_gonzales]

Sowas, war das übel zu verarbeiten, hat gestunken und geklebt wie die Pest
https://www.amazon.de/Bitumenmatte-Antidröhnmatte-Bitumen-Dämmmatte-Selbstklebend-500x200x3/dp/B07DNB5KZ5

Voll Klasse ...und wenn die Temps im Gehäuse steigen, fangen die Bitumenmatten an krebserregend auszugasen.

 

[Novocain]

Och Details....

 

[PAT3x]

Sehr geräumige Gehäuse sind nicht immer besser. Denn: je geringer der Abstand zwischen Front und Graka bzw. Front und CPU, desto fokussierter kann der Airflow ohne Leistungsverlust direkt in deren Kühlkörper geleitet werden.

Das kann ich nur bestätigen und genau aus diesem Grund habe ich meine Lüfter in der Seite montiert.

PS: Ich hatte in meinem Beitrag vergessen zu erwähnen, dass meine beiden System "auf dem Kopf stehen"
(also das ATX Mainboard 🙃)
Dies kam besonders der GraKa zugute.

 

[Novocain]

Naja Lüfter an der Seite haben nur in den seltensten Fällen Vorteile, am besten ist halt einen relativ gerichteten Luftstrom von vorne nach hinten geführt. Wenn nun was von der Seite rein kommt erzeugt das in der Regel erstmal deutlich mehr turbolenzen, was in Endeffekt wieder eine höhere Lautstärke nach sich zieht.

 

[Der Kabelbinder]

Na dann frag mal, was die durchschnittliche Grafikkarte im Axialdesign davon hält.