Wie verhält sich eigentlich...

[Marauder]

Wie verhält sich eigentlich...

...der Luftrom, respektive der Luftdurchsatz eines Lüfters wenn man die Spannung verändert?
Der maximale Durchsatz wird bei Lüftern ja meist angegeben, aber wie verhält es sich bei den Szenarien von z.B. 100%/75%/50%/25% Drehzahl.
Ist das Ganze linear, oder verhält sich der Durchsatz anders?

 

[fisch@namenssuche]

AW: Wie verhält sich eigentlich...

Das ändert sich von Lüfter zu Lüfter... Generell kann man jedoch sagen, dass die Menge der beförderten Luft grob direkt mit Drehzahl zusammenhängt, diese aber nicht genau mit der Spannung skaliert. Zum Thema Herstellerangaben: Die kannst du vergessen. Meistens wird der aufgehängte (!!) Lüfter in einem schalltoten Raum zum Lautstärketest herangezogen, was in keinem Fall realistische Bedinungen sind. Dazu nimmt man meist die Lautstärke bei minimal möglicher Drehzahl, die beförderte Luft bei maximaler Drehzahl, um den Lüfter möglichst gut darzustellen.

 

[x-coffee]

AW: Wie verhält sich eigentlich...

der durchsatz verhält sich nicht linear, da der wirkungsgrad bei hohen drehzahlen meist abnimmt. in der regel verläuft der durchsatz bis zu einem 3/4 der drehzahl linear, die kurve wird mit zunehmender drehzahl aber immer flacher.

 

[Marauder]

AW: Wie verhält sich eigentlich...

Der Lautstärkeangabe laut Hersteller schenke ich sowieso keine Beachtung, da verlasse ich mich auf Tests.
Ich habe mich nur gefragt, ob es eine "effiziente" Drehzahl gibt -ja, auch unter Berücksichtigung der Lautstärke- bei der es keine Gründe mehr gibt, die Drehzahl zu erhöhen, weil Sie effektiv keinen Einfluß mehr auf die Temperatur oder die Delta-Temperatur hat.

 

[fisch@namenssuche]

AW: Wie verhält sich eigentlich...

Das ist dann von Kühlkörper zu Kühlkörper unterschiedlich - sind die Lamellenabstände des Kühlkörpers/Radiators eng, profitieren sie generell von hohem Druck und hohen Drehzahlen. Genauso muss man die maximale Transportleistung der Heatpipes beachten - was heute aber selten ein Problem sein sollte. Das letzte bekannte Beispiel, in dem die Heatpipes durchaus ein Limit darstellten, war der Thermaltake Sonic Tower...

 

[Marauder]

AW: Wie verhält sich eigentlich...

Ich erinnere mich auch wage an die Funktionsfähigkeit von Heatpipies, in Abhängigkeit der Einbaurichtung, speziell bei Mainboards. Liegend oder auf dem Kopf waren ja teilweise "dramatische" Temperaturen bei NB/SB zu beobachten.
Ich selbst habe ja noch den Scythe Mugen 1 in waagerechter Ausrichtung, dort dürften die Heatpipes ja auch nicht ideal funktionieren. (Wobei die Temperaturen trotz OC sehr anständig sind - Bewegen sich im IDLE bei ~+5°C zur Umgebungstemperatur und im LOAD bei CoreDamage bei ~+25°C)

Danke schonmal für die Denkanstöße! Wirklich beantworten lässt sich sowas anscheinend nur im umfangreichen Praxistest mit unzähligen Kombinationen an Hardware, denke ich...

 

[fisch@namenssuche]

AW: Wie verhält sich eigentlich...

Das mit der Richtung der Heatpipes auf dem Mainboard... ist mir nicht bekannt. Ich kann mich zwar an Tests erinnern, jedoch lag der Temperaturunterschied im Toleranzbereich von max. 3 Grad Celsius, Heatpipes funktionieren allgemein in jede Richtung... frag' dazu aber besser die Physiker im Forum . Generell gilt: Für Silent-Rechner und langsam drehende Lüfter sind große Lamellenabstände besser geeignet .

 

[Marauder]

AW: Wie verhält sich eigentlich...

Ja, wenn überhaupt, müsste ich auch erstmal stundenlang blättern, bevor ich den Artikel mit den Heatpipes wiederfinden würde.
Und, um es nochmal am Rande zu erwähnen. Bis auf leichte Vibrationen meines Gehäuses verdient mein Rechner absolut das Prädikat "Silent" trotz OC, alles andere würde mich nie zufriedenstellen.

 

[Stille]

AW: Wie verhält sich eigentlich...

Heatpipes leisten maximalen Wärmetransfer wenn sie gerade sind und sie von unten nach oben transportieren. Einfache Pipes verlieren deutlich an Leistungsfähigkeit wenn man sie dreht. Pipes mit aufwändiger Kapillarstruktur sind weniger lageabhängig.
In der Regel findet man auf Mainboards und in Kühlern einfache Röhren. Das man meist trotzdem keinen Unterschied bemerkt liegt daran das sie deutlich überdimensioniert sind und der eigentliche Knackpunkt der Wärmeübergang an Anfang und Ende ist.
Auf Boards sind sie oft lieblos mit einer Wärmekleistermasse in die Kühler gepresst und der klassische CPU Kühler hat hauchdünne Lamellen mit einem einfachen Loch durch das die Pipe gesteckt wird. Die Kontaktfläche ist da sehr bescheiden. Scythe hat vor langer Zeit gezeigt wie es besser geht. Leider war das wohl zu teuer in der Produktion. Jetzt wird geklotzt statt gekleckert. Keine CPU braucht derart viele Heatpipes wegen der Transportkapazität. Es wird einfach mehr Kontaktfläche zu den Lamellen geschaffen. Das ist offensichtlich billiger als einen verbesserten Wärmeübergang am Lamellenende zu schaffen.

Grüße
Florian

 

[Uter]

AW: Wie verhält sich eigentlich...

Ich fürchte da muss ich widersprechen!

Die Heatpipes, die in einem PC Anwendung finden (es gibt 2 Arten) sind ausschließlich die mit Kapillarstruktur und damit völlig lageunabhängig (werden auch in der Raumfahrt eingesetzt)... wär ja auch doof wenn alle Kühler im PC versagen würden wenn man ihn auf die Seite legt oder ein Gehäuse mit inverted ATX hat...

Außerdem: bei vielen Kühlern sind die heatpipes an die Lamellen angelötet (z.B. bei Noctua, Noiseblocker, Prolimatech). Viel besser kann man die Wärmeabgabe nicht machen (außer man würde zum Löten Kupfer verwenden oder Lamellen und Heatpipes aus einem Stück herstellen).

Der Trend geht nicht unbedingt zu mehr Heatpipes... viele Hersteller setzen aus Kostengründen auf weniger, aber dafür dickere Heatpipes (8mm statt 6mm).

Die Idee mit mehr Heatpipes einen größeren Kontakt zu den Lamellen herzustellen finde ich sinnvoll... ob die Anzahl notwendig ist weiß ich nicht aber afaik setzen alle Topkühler auf mindestens 5, meist sogar 6, 6mm Heatpipes oder 3 bis 5 8mm Heatpipes...

 

[Marauder]

AW: Wie verhält sich eigentlich...

Na... Es wird von Herstellerseite viel vom Fertigungsverfahren abhängen, wie gut Kühllamellen und Heatpipes verbunden sind, also was sich auch für den Hersteller rechnet.
Bei der Luftkühlung kann man sich fast glücklich schätzen, daß Towerkühlkörper und Heatpipes sich durchgesetzt haben und "günstig" zu fertigen sind...

Aber! Wenn einer von Euch Lust hat, seinen Kühler komplett ausinander zu nehmen und alle Lamellen einzeln anlöten möchte, nur zu, ich wäre auf einen Test gespannt. ;D

 

[Stille]

AW: Wie verhält sich eigentlich...

Ich habe bisher einmal ein Foto von einer aufgesägten Kühler-Pipe gesehen die tatsächlich Material inne hatte. Alle anderen waren bisher "leer". Sollte es inzwischen anders sein, auch gut - würde mich aber wundern.
Heatpipes sind grundsätzlich nie vollkommen lageunabhängig. Der Leistungsverlust ist nur unterschiedlich und bei den "lageunabhängigen" minimal. Wenn ich eine SB mit 7Watt mittels einer 6mm Pipe die vielleicht 30Watt schaffen würde verbinde ist das egal. Die Pipe macht ja nichts anderes als einen Wärmeausgleich an beiden Enden. Von daher ist es dann wieder egal wo oben und unten ist.
Eine feste Verbindung zwischen Lamelle und Pipe ist eine Möglichkeit einer Verbesserung, ändert aber nichts an der sehr kleinen Kontaktfläche. Mein Beispiel war der NCU. Die Lamellen waren L-förmig und das kurze Ende des L fest auf der Heatlane.
Heim-Löten an einer fertigen Pipe stelle ich mir problematisch vor.

 

[Uter]

AW: Wie verhält sich eigentlich...

Naja u.U. ist die Struktur auch ziemlich klein aber sie ist definitiv Vorhanden sonst würde sich die Flüssigkeit sich bei CPU-Kühlern an der tiefsten Stelle sammeln (wo jedoch nicht die CPU sondern Lamellen sind) und die Cpu folglich ziemlich schnell überhitzen...

Vielleicht wird die Kapillarwirkung durch die Erdanziehungskraft minimal verstärt/geschwächt aber ich bezweifel, dass der Effekt bei Computern messbar ist...

Ich hab nicht von Heimverlöten gesprochen (die heatpipe würde durch die zu hohe Temperatur wohl platzen), sondern davon, dass einige Hersteller ihre Produkte selbt verlöten (wie z.B. der Megahalms verlötet ist), andere Produkte sind dagegen nicht verlötet (z.B. der Accelero S1 Rev.2).

 

[Stille]

AW: Wie verhält sich eigentlich...

Es muss eben keine Struktur vorhanden sein. Ohne ist aber die Lage ein wichtiger Faktor. Wie oben schon geschrieben sinkt die Leistung dann ab, sie funktioniert aber trotzdem. Der Effekt der Lage ist natürlich messbar. Solange ich aber mehr Kapazität als benötigt habe wird man ihn nicht messen können.

 

[Uter]

AW: Wie verhält sich eigentlich...

hm also meine Logik sagt mir, dass ohne Struktur die Flüssigkeit immer zum tiefsten Punkt fließt und ohne Flüssigkeit über der Wärmequelle die ganze Heatpipe nichtmehr funktioniert (egal ob die Heatpipe bei optimaler Ausrichtung 1W oder 100W abtransportieren kann). Also entweder eine Heatpipe funktioniert in allen Lagen gleich gut oder nur in einer Lage...

 

[Stille]

AW: Wie verhält sich eigentlich...

Bei Quick-cool findest du allgemeine Infos. Hier kannst du in Regel 8 & 9 lesen

8. Bei Kapillar-Heatpipes (Heatpipes mit spezieller Innenbeschichtung) bester Qualität hat die Einbaulage nahezu keinen Einfluß auf den Wirkungsgrad.

9. Der Wirkungsgrad von Nicht-Kapillar-Heatpipes verringert sich mit der Abweichung von der vertikalen Einbaulage

http://www.quick-ohm.de/heatpipes/download/10-Regeln_Heatpipe.pdf

Im Meisterkühlerforum oder im SHW findest du Berichte von Uwe und Jürgen die beschreiben wie man aus einfachen Kupferröhren (aber auch aus Röhren mit Innenstruktur) basteln kann.

 

[fuSi0n]

AW: Wie verhält sich eigentlich...

Schon eine andere Beschichtung der Pipes von Innen kann die Kohäsion und damit die Kapillarität ändern. Interssant wären, da mal ein paar Innenansichten. Bei der Lage spielt nicht nur die veränderte Ausrichtung zum Schwerefeld der Erde eine Rolle, sondern auch der simple Fakt, dass Wärme nach oben steigt.

 

[Stille]

AW: Wie verhält sich eigentlich...

Bilder von verschiedenen Innenstrukturen gibt es hier:
Heatpipe Wick Structures Exposed: Sintered, Groove and Mesh - FrostyTech.com

Im PC-Bereich spielt das aber alles eigentlich keine Rolle. Da ist das Marketing wichtiger. Ein CPU Kühler mit 8mm Pipes ist halt männlicher, obwohl kleinere sinnvoller wären. Wie weiter oben schon geschrieben ist die Wärmetransportkapazität eh mehrfach überdimensioniert. Es geht viel eher darum die Wärme auf die Lamellen zu bekommen. Da ist "mehr" nunmal hilfreicher als "dicker". Das genaue Gegenteil sieht man bei Deltatronic. Die verbinden einen i7 mit dem Kühlkörper mittels einer einzigen Heatpipe (10 oder 12mm meine ich). Mein Referenzexperte hat mal eine vermessen und sie für nicht leistungsfähiger als Durchschnittsware bezeichnet. Das Beispiel zeigt gut das eben nicht die Pipes limitieren sondern letztlich der Wärmeübergang. Aus diesem Grund ist der NCU auch auf meiner ewigen Bestenliste weiterhin ganz vorne.
http://www.fan-x.de/pics/hardware/testkcpu004/ncu03big.jpg
Der gesamte Lamellenabstand ist hier Kontaktfläche. Die Kapazität der Heatlane dürfte gar nicht besonders hoch sein.

 

[Uter]

AW: Wie verhält sich eigentlich...

Den Aussagen hab ich gar nicht widersprochen. Im Gegenteil!
Auf jeden Fall würde eine Nicht-Kapillar-Heatpipe bei Drehung um 180° nicht mehr funktionieren, was jedoch bei allen Heatpipes in einem PC nicht der Fall ist, was wiederum beweist, dass dort nur Kapillar-Heatpipes verbaut sind, was meine 1. Aussage war und dann die Einbaulage praktisch keinen Einfluss hat (meine Aussage Nummer 2 (/Regel 8^^))

Zu deinem neueren Post:
Die Technik hinter dem Kühler ist interessant und villeicht auch nicht schlecht, doch sie führt zu dem 2. limitierenden Faktor: Die Fläche der Lamellen, die bei diesem Kühler sehr klein ist und ihm damit keine Höchstleistungen erlaubt.

 

[Stille]

AW: Wie verhält sich eigentlich...

Pipes mit Längsrillen funktionieren auch im Kampf mit der Schwerkraft. Aber sie verlieren eben mangels echter Kapillare deutlich an Leistung. Die klassischen "lageunabhängigen" Pipes sind die Modelle mit Powder bzw. Mesh.

Der NCU hatte immer im Vergleich weniger Fläche als andere damals aktuelle Modelle. Belüftet war er nie besonders stark. Vollpassiv aber besser als alle anderen verfügbaren Modelle. Der einzige "lebende" unterlegene Konkurrent ist der Ninja. Würde man mit der Technik einen Kühler in aktueller XXL Größe aufbauen würde er sicherlich immer noch passive Rekorde schlagen. Tatsache ist aber auch - und da hast du natürlich recht - belüftet würde er nie gegen Modelle mit mehr Lamellenfläche ankommen.

€:
hier war mal der Prototyp eines möglichen Nachfolgers zu sehen
http://www.madshrimps.be/?action=getarticle&number=2&artpage=1902&articID=464