Radiator mir warmer Luft kühlen?

[rosaEnte]

Hey,

ich habe echt keine Ahnung was Kühlung angeht und beschäftige mich da gerade bisschen mit.
Habe mir gerade ein Video zum Einbau der NZXT Kraken M22 angeschaut und mir ist aufgefallen, dass er den Radiator hinten einbaut. Das ist doch schwachsinnig oder etwa nicht? Er "kühlt" den Radiator nun schließlich mit der warmen Luft, welche sich im Gehäuse befindet. Hab ich einen Denkfehler? Klärt mich bitte auf ^^

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[Cardhu]

Ansonsten bläst du halt warme Luft ins Gehäuse und zu deiner Grafikkarte?!
Und falls du gerade vorhaben solltest dir eine AiO zu kaufen, nimmt keine 120er, sondern wengistens ne 240er.

 

[Stormfirebird]

Hab ich einen Denkfehler?

Nein. Warme Luft ins Gehäuse pusten damit dann die Graka schlechter Kühlt ist aber auch nicht unbedingt die bessere option, kommt immer drauf an. Beide Varianten sind in Ordnung, da störe ich mich eher noch an dem vorhaben auf eine 120mm AIO zu setzen.

 

[Baal Netbeck]

Entweder du kühlst die CPU mit angewärmter Luft und hast etwas höhere CPU Temperaturen, oder du baust ihn so ein, dass die AiO warme Luft ins Gehäuse pustet und du hast höhere Temperaturen für GPU, Ram, VRam.

Ist eine Frage was schlimmer ist.

 

[rosaEnte]

Ansonsten bläst du halt warme Luft ins Gehäuse und zu deiner Grafikkarte?!
Und falls du gerade vorhaben solltest dir eine AiO zu kaufen, nimmt keine 120er, sondern wengistens ne 240er.

Vorab: Nein, möchte mir keine Wasserkühlung zulegen, einfach nur damit beschäftigen. Okay, das das ist natürlich ein Punkt, jedoch soll die Luft den Radiator doch abkühlen, bzw. so viel warme Luft abgeben wie möglich? Wenn der Radiator nun mit der warmen Luft gekühlt wird, kann die WaKu doch den Prozessor nicht so effizient kühlen, nicht?

 

[Himbaer]

Stichwort: Erzwungene Konvektion.
Außerdem ist die Luft ja kälter als die heißen elekttronischen Bauteile, welche sie kühlen soll bzw. Radiator.

 

[Cardhu]

Logischerweise kühlt es etwas schlechter, wenn man warme Luft durch die Lamellen bläst.
Ist halt immer der Kompromiss, ob die Grakakühlung oder die CPU Kühlung wichtiger ist.

 

[rosaEnte]

Entweder du kühlst die CPU mit angewärmter Luft und hast etwas höhere CPU Temperaturen, oder du baust ihn so ein, dass die AiO warme Luft ins Gehäuse pustet und du hast höhere Temperaturen für GPU, Ram, VRam.

Ist eine Frage was schlimmer ist.

Okay, verstehe. Ist es aber nicht meistens doch sinnvoller, den kühleren Prozessor zu wählen, da die Grafikkarte ja immer schon eine Kühlung hat?

 

[Cardhu]

???
Eine CPU hat auch "immer schon eine Kühlung".
Logik ist bei der Aussage wohl irgendwie abgesoffen

 

[rosaEnte]

???
Eine CPU hat auch "immer schon eine Kühlung".
Logik ist bei der Aussage wohl irgendwie abgesoffen

Beziehe es auf diesen Fall mit Wasserkühlung. Wieso kaufe ich mir eine WaKu für den Prozessor, wenn ich diese dann zum Nachteil des Prozessors verbaue? Das erschließt sich mir nicht ganz, da die Graka ja weiterhin eine Kühlung hat

 

[Stormfirebird]

Wieso kaufe ich mir eine WaKu für den Prozessor, wenn ich diese dann zum Nachteil des Prozessors verbaue?

Wieso zum Nachteil? Das Teil Kühlt doch trotzdem. Luftkühler sind in der Hinsicht ja immer betroffen. Keine direkte Frischluft und die Abluft auch nicht direkt aus dem Gehäuse raus. Dass man bei dem Platz eine 120mm AIO verbaut wundert micht eher, da kann mans auch direkt lassen.

Was du dir da im Zusammenhang mit dem Graka Kühler denkst erschließt sich mir nicht so ganz.
Aktuelle Grakas boosten eig. immer auch Temperaturabhängig. Wenn man hier hingeht und das Case mit der einblasenden AIO aufheizt hat man am Ende auch nicht unbedingt was gewonnen.

 

[Himbaer]

Wenn delta T kleiner wird, weil warme Luft, kannst Du über die Strömungsgeschwindigkeit genau den gleichen Wärmeübergang erreichen, wie bei größeren delta T und anderer Strömungsgeschwindigkeit. Dann hast Du noch Effekte wegen laminarer oder turbolenter Strömung.
Wärmelehre --> erzwungene Konvektion
Da muss Du Dich dann schon mit Thermodynamik auseinander setzen.

Solange ein Temperaturunterschied ist, wird immer auch ein Wärmeübergang da sein. Ist immer nur die Frage wie groß und obs dann ausreicht.

 

[Baal Netbeck]

Wieso kaufe ich mir eine WaKu für den Prozessor, wenn ich diese dann zum Nachteil des Prozessors verbaue? Das erschließt sich mir nicht ganz, da die Graka ja weiterhin eine Kühlung hat

Egal ob Wasserkühlung oder Luftkühlung....am Ende kühlen beide mit der durchströmenden Luft und sie schaffen(bei fester Lüftergeschwindigkeit) einen gewissen Temperaturunterschied von Chiptemperatur zu Lufttemperatur zu halten.

Ist die Luft im Gehäuse(mit AiO nach außen gerichtet) 26°C, außerhalb 21°C, kannst du die CPU Temperatur um 5°C senken wenn du die Lüfter der AiO umdrehst.

Andererseits kann die Temperatur im Gehäuse dadurch auch um einige °C ansteigen und dann sind die anderen Komponenten eben dementsprechend wärmer.

Die Grafikkarte hat ihre eigene Kühlung, wird aber entweder heißer laufen und daher weniger hoch Boosten....das würde dich etwas GPU Leistung kosten....oder die wärmere Gehäusetemperatur mit schnelleren und damit lauteren Lüftern ausgleichen....in der Regel wohl eher eine Mischung aus beidem.

Man kann nicht sagen, was davon universell besser ist.

Wenn die Gehäusebelüftung insgesamt gut ist, sollte der Unterschied eh sehr gering sein.....dann ist es egal.
Ist sie das nicht, und dein Ziel ist ein super leises System, musst du halt ausprobieren, was die leisere Kombi ist.

 

[Vindoriel]

Der CPU-Kühler würde doch auch nur mit angewärmter Luft kühlen, von daher ist das doch quasi der Normalfall, wenn man die AiO hinten (oder oben, wenn oben Gitter) reinbaut und rauspusten lässt.

Vorne rein und reinblasend bringt zwar für ein einziges(!) Bauteil (CPU) niedrigere Temperaturen, aber der Rest wird wärmer, also ist reinblasend schlechter.

 

[Himbaer]

Ist die Luft im Gehäuse(mit AiO nach außen gerichtet) 26°C, außerhalb 21°C, kannst du die CPU Temperatur um 5°C senken wenn du die Lüfter der AiO umdrehst.

Stimmt mit der Begründung nicht.
Die resultierende Temperatur der CPU hängt vom vorliegenden Wärmestrom ab.
vereinfacht:
alpha*A*dT = alpha2*A2*dT2
Nur weil auf der einen Seite ein dT 5°C steht, muss das auf der anderen Seite nicht auch so sein...
Wenn links die CPU ist, kann mit A2>>A und gleichen alpha ein viel größerer Temperaturunterschied erreicht werden.

 

[Baal Netbeck]

Stimmt mit der Begründung nicht.

War von mir sicherlich stark vereinfacht, aber in dem Bereich von ein paar Kelvin(und für den Fall einer AiO), denke ich dass man das so grob abschätzen kann.

Der Wärmestrom ist in dem Bereich von dem wir hier reden ziemlich konstant....5K mehr CPU Temperatur wird deren Verbrauch nicht nennenswert ändern.

Du kannst die Situation einer Wasserkühlung sowieso nicht so einfach beschreiben, wie du es gemacht hast.
Das dT am Radiator ist zwischen Anfang und Ende massiv anders(AiO Kühlungen haben selten starke Pumpen).

Ist die Radiatorfläche und der Luftdurchsatz der Verlustleistung entsprechend dimensioniert, endest du am Ausgang wenige Kelvin über der Raumtemperatur, denn nahe dem Eingang des Radi findet ein Großteil des Wärmeübetrags statt und um so mehr sich das Wasser abkühlt, um so kleiner wird dT und auch wenn du die Raumtemperatur nie erreichst, kommt man relativ nah ran......ist A schon groß genug, ist es nur noch von geringem Vorteil, ob ich es verdopple oder verdreifache.

Deine eine Seite der Gleichung wird also fast irrelevant, da die Endtemperatur weniger vom Wärmestrom und eher von der Lufttemperatur abhängt.

Damit ist dein dT auf der CPU Seite fast linear abhängig von der Lufttemperatur.
Ob da jetzt 5 K mehr, nur zu 4 K mehr CPU Temperatur führen, ist doch Haarspalterei.

Und wie ich schon schrieb ist die Gehäusebelüftung(und natürlich die Hardware) extrem ausschlaggebend dafür, ob es überhaupt eine Rolle spielt.


Wenn die Radiatorfläche unterdimensioniert ist, dann stimme ich dir tendenziell zu.
Dann bleibt die Wassertemperatur immer deutlich über der Raumtemperatur und die CPU Temperatur wird nicht linear mit der Lufttemperatur laufen....aber auch da wäre deine Rechnung nicht ausreichend um den echten Sachverhalt darzustellen.

 

[Himbaer]

Du hast nicht verstanden, worauf ich raus will...
Und natürlich wird der Wärmeübergang so beschrieben. Die Frage ist nur wo das Alpha jeweils herkommt und da reden wir von Re, Pr und der Nu-Zahl.
Wenn Du die CPU um 5°C kühlen willst in deinem Szenario, hast Du da eine fixe Fläche und das zugehörige Alpha bzw. den Gesamtwiderstand. Das gleiche gilt am Radiator.
Bilanziert wird stationär...
Wenn 5° sowohl an der CPU als auch am Übergang Radiator-Umgebung sein sollen, müssen alpha und A auf beiden Seiten der Gleichung auch exakt gleich sein, was sie aber nicht sind. Und abhängig davon können es <5°C oder >5°C werden. Bzw. auch deutlich mehr als 5°C.

Deine eine Seite der Gleichung wird also fast irrelevant, da die Endtemperatur weniger vom Wärmestrom und eher von der Lufttemperatur abhängt.

Einfach falsch...

 

[Baal Netbeck]

Und natürlich wird der Wärmeübergang so beschrieben.

Ich habe nicht gesagt, dass die Formel grundsätzlich falsch ist, nur dass du sie nicht auf diese Situation anwenden kannst.

Das soll denn A und dT am Radiator sein? Die 5cm² mit ca 20K nahe des Radiatoreinlasses(wenn das Wasser z.B. über 40°C ist) oder die 3-5 Kelvin auf den letzten 5cm²?

Ich bin durchaus dafür sich an physikalischen Gesetzen zu orientieren, aber reale Prozesse lassen sich nur selten mit so simplen Zusammenhängen beschreiben.

Du müsstest schon eine Simulation nutzen, um die Temperaturkurve beim durchfließen des Radiators zu simulieren, und da fließen so viele Unbekannte und Annahmen rein, dass ich der Simulation nur glauben würde, wenn sie für verschiedene Durchflüsse, Lüfter und Temperaturen experimentelle Ergebnisse vorhersagen kann.

Also ließ dir nochmal durch, was ich geschrieben hatte und eventuell hast du ja sachbezogene Argumente, die mich überzeugen....

Ich spreche da auch aus Erfahrung mit meiner Wasserkühlung und im Winter habe ich für einen Benchmarkwettbewerb den Raum von den üblichen 22°C auf 10-12°C runtergekühlt.....das hat grob 9K bessere Temperaturen gebracht....nach mehr OC war es dann wieder heißer, aber die Fausformel passte schon ganz gut.

Jetzt gilt das erstmal nur für meine custom Wasserkühlung, die viele Radiatoren und für den Benchmark auch maximale Lüftergeschwindigkeiten hatte....Wie ich schon sagte passt es nicht, sobald die Wasserkühlung mit der Verlustleistung überfordert ist...
Aber auch da würde eine Vorhersage über deine Rechnung kein korrektes Ergebnis ergeben, da du fälschlicherweise davon ausgehst, die komplette Radiatorfläche hätte eine gleichmäßige Temperatur.

Du müsstest aber sowas wie eine abklingende exponentialfunktion nutzen....irgendwas wie f(x)=m*e^(-n*x)+T, wo x der zurückgelegte Weg des Wassers im Radi ist....und darüber könntest du dann deine Formel auf die infinitesimalen Flächen anwenden und integrieren.....
Das wird aber nicht linear mit A laufen....zumindest nicht, wenn du realistische Werte einsetzt.

 

[0-8-15 User]

Du hast nicht verstanden, worauf ich raus will...

Hab ich ehrlich gesagt auch nicht.

Wie ich schon sagte passt es nicht, sobald die Wasserkühlung mit der Verlustleistung überfordert ist...

Da bin ich nicht von überzeugt. Im stationären Zustand sinkt die Wassertemperatur an jeder Stelle des Kühlkreislaufs (also auch an den Ein- und Auslässen der Radiatoren) um 1 K wenn die Raumtemperatur um 1 K sinkt.

Wie stark über oder unterdimensioniert das Kühlsystem ist, spielt in der Hinsicht überhaupt keine Rolle.

 

[Himbaer]

Völlig unerheblich, ob Anfang oder Ende des Radiators...
In der Thermodynamik kommt es auf die Bilanzgrenzen an.
Die legt man sich so, dass man komplizierte Zusammenhänge möglichst einfach beschreiben kann...

Was hat man denn hier?
Übergang von CPU auf Metall auf Wasser und dann von Wasser auf Metall auf Luft.
Im Prinzip ist das nix anderes als ein normaler CPU-Kühler, nur dass hier die Wärmemenge erst noch durch das Wasser an einen anderen Ort zu einem größeren Luftkühler transportiert wird.

Und wie stark die CPU Temperatur sinkt, ist durch die Wärmemenge definiert, die letztendlich an die Umgebung abgeführt werden kann.
Und dabei maßgeblich ist der Wärmeübergang auf die Luft und die Fläche. Das ergibt Wärmemenge X, welche gleich der Wärmemenge ist, welche an der CPU abgeführt wird. Und Wärme =/= Temperatur...
An der CPU musst eben X = alpha2 * A2 * dT2 nach dT2 auflösen und dann weißt Du welche Temperaturdifferenz da resultiert. Und Das Alpha hier ist Metall auf Wasser (also deutlich anders) und die Fläche ist auch eine andere.
Die Wärmemenge wird gleichgesetzt und nicht die Temperatur.

Und nochmal. Die Bilanzgrenzen zieht man so, dass es einfach zu beschreiben ist. Und dann muss ich garnicht wissen, wie hoch die Wärmestromdichte an jedem einzelnen Abschnitt des Radiators ist...
Die Fläche ist bekannt und alpha wird oft experimentell ermittelt und damit ist das komplett beschreibbar.
Die Bilanzgrenze legt man um den kompletten Radiator und dann gibt es einen Wärmestrom über die Bilanzgrenze an die Umgebung.
Die Bestimmung des alphas ist das Anspruchsvolle in der Praxis...

Simulation für sowas simples....

Aber auch da würde eine Vorhersage über deine Rechnung kein korrektes Ergebnis ergeben, da du fälschlicherweise davon ausgehst, die komplette Radiatorfläche hätte eine gleichmäßige Temperatur.

Die mittlere Temperatur wird sogar berechnet und anschließend mit Alpha und A der Wärmestrom berechnet.
Ich gehe fälschlicherweise von garnix aus.
Und einen riesigen Raum zu kühlen, statt Alpha zu erhöhen oder einfach A heißt doch, dass Du nix verstanden hast...

9K / 12K =0,75 , d.h. Du liegts mit Deiner Faustformel 25% daneben.
Selbst wenn es nur 9K / 11K sind... 18% daneben.

Wärme =/= Temperatur

Es gilt Energieerhaltung --> Q1 = Q2 und nicht Temperaturerhaltung dT1 = dT2.