Anatomie eines PC-Lüfters: Wie funktioniert er wirklich?

Computerlüfter sehen nicht gerade so aus, als hätten sie sich weiterentwickelt, oder? Abgesehen von dem inzwischen allgegenwärtigen RGB sehen sie im Grunde genauso aus wie vor 20 Jahren. Das ist jedoch nicht der Fall, denn jeder physische Aspekt eines Computerlüfters hat einen Einfluss auf die Leistung für den Endbenutzer. Wir haben uns daher gedacht, dass wir die wichtigsten Designelemente eines PC-Lüfters durchgehen, um zu verstehen, worum es hier wirklich geht.

Hier haben wir den auf den ersten Blick sichtbaren Teil eines Lüfters. Das sind die eigentlichen Teile, die die Luft auffangen und sie durch die Teile Ihres PCs drücken. Keine Flügel = kein Luftstrom.

Hier gibt es zwei Ziele: Im Idealfall wollen wir einen maximalen Luftstrom mit einem Minimum an Lärm und Turbulenzen. Ein Lüfter, der so viel Luftstrom wie ein Düsentriebwerk erzeugt, könnte alles kühlen, aber wenn er sich tatsächlich wie ein solches anhört, wären die Leistungsgewinne nutzlos, da die Menschen dazu neigen, nah an ihren Computern zu sitzen.

Hier gibt es mehr zu beachten, als man auf den ersten Blick sieht. Die Form, der Winkel und das eigentliche Design des Schaufelblatts tragen alle zu den oben genannten Zielen bei. Es ist nicht schwer, einen Ventilator dazu zu bringen, viel Luft zu befördern, aber es ist schwer, einen Ventilator dazu zu bringen, viel Luft zu befördern, während er für eine sinnvolle Zeitspanne hält und einen respektablen Geräuschpegel beibehält.

Eine Vergrößerung der Lüfterblätter könnte Abhilfe schaffen, aber PC-Gehäuse werden mit engen Toleranzen konstruiert, um mit bestimmten Lüftergrößen zu funktionieren, also lassen Sie uns darüber sprechen.

Der Radius der Lüfterblätter wirkt sich direkt auf die Menge der bewegten Luft aus. Größere Schaufeln bewegen (bei ansonsten gleichen Bedingungen) mehr Luft, so dass auch die Gesamtkonstruktion des Ventilators eine Rolle spielt.

Die Außenabmessungen eines 120-mm-PC-Lüfters werden immer 120 mm betragen, so dass das technische Leistungsrennen auch davon abhängt, das Gehäuse so zu konstruieren, dass so viel Platz wie möglich für die Lüfterblätter zur Verfügung steht. Dies stellt die Ingenieure vor die schwierige Aufgabe, die Kanten des Lüftergehäuses so dünn wie möglich zu gestalten, ohne dabei zu weit zu gehen und sie zu schwächen. Das bedeutet, dass die Wahl des Materials eine große Rolle spielt, genau wie bei den anderen Teilen eines Ventilators.

Das Material der Lüfterblätter ist hier wichtig. Dünnere Schaufeln sind leichter, was bedeutet, dass sie sich schneller drehen können, aber wenn Sie zu dünn sind, können Probleme auftreten.

In Szenarien, die einen hohen statischen Druck erfordern, ist die Wahl des Materials sogar noch wichtiger. Starke, steife Materialien sorgen dafür, dass sich die Schaufeln unter Druck nicht verbiegen und eine gleichbleibende Leistung gewährleisten. Wenn sich die Schaufel biegt oder verformt, kann dies zu zwei Problemen führen. Zum einen verringert sich die Effektivität beim Ansaugen und Fördern von Luft, da sich die Aerodynamik des Ventilators verändert, und zum anderen müssen die Toleranzen erhöht werden, wenn sich die Schaufeln bekanntermaßen verbiegen, um eine mögliche Kollision mit dem Gehäuse zu vermeiden. Größere Toleranzen verringern die Schaufelgröße, und wir sind wieder bei einem geringeren Wirkungsgrad angelangt. Sie beginnen wahrscheinlich zu verstehen, was für ein sorgfältiger Balanceakt das sein kann.

Natürlich ist es nur der Anfang, die Luft wirklich stark zu blasen. Der Zustand der Luft beim Durchströmen und Verlassen des Gebläses muss richtig sein. Wir haben bereits über Turbulenzen gesprochen, und das ist der Kernpunkt des nächsten Abschnitts.

Zunächst einmal kann man Turbulenzen hören. Die Turbulenz der Abluft trägt zum Lüftergeräusch bei. Wenn Sie also die Leistung von zwei Lüftern bei z. B. 40 dB vergleichen, muss derjenige mit der turbulenteren Abluft langsamer drehen, um die normierten Geräuschpegel zu erreichen.

Die Art und Weise, wie ein Lüfter die Luft befördert, kann auch die Interaktion mit den Kühlerlamellen beeinflussen. Ein Lüfter, der weniger Turbulenzen erzeugt und einen gut gestalteten Auslasskonus hat, kann die Kühlerlamellen effektiver abdecken, was die Kühlleistung verbessert und die Geräuschentwicklung reduziert.

Die Rotation des Lüfters erzeugt konstruktionsbedingt einen Trichter mit Turbulenzen. Aus diesem Grund finden Sie auf der Rückseite einiger Corsair-Lüfter AirGuide-Statorschaufeln. Diese lenken den Luftstrom in die entgegengesetzte Richtung zur Lüfterdrehung. Dadurch wird der breitere Kegel auf eine zylinderähnliche Form reduziert, wodurch die Abluft genauer dorthin gelenkt wird, wo sie hin soll.

Nehmen wir also an, Sie schaffen es, all dies zu erreichen. Der Luftstrom ist unwirklich, die Turbulenzen sind schlank, der Geräuschpegel ist erfreulich niedrig. Vielleicht sollten Sie jetzt das Lager des Lüfters überdenken. Das Lager ist das Herzstück des Lüfters und darf nicht übersehen werden.

Die Qualität eines Ventilatorlagers ist ein oft übersehener Aspekt der Konstruktion, aber er ist entscheidend. Hochwertige Lager reduzieren Taumeln und Geräusche und tragen so zu einer besseren Gesamtleistung bei.

Genau wie bei der oben beschriebenen Auswirkung des Turbulenzgeräuschs kann ein geräuscharmes Lager den Lüfter mit höherer Geschwindigkeit drehen und den gleichen Geräuschpegel erzeugen wie ein Lüfter, dessen Lager mehr zum Geräusch beiträgt. Wenn wir Lärm als Maß für die Unannehmlichkeiten verwenden, denen Sie bei der Nutzung des PCs ausgesetzt sind, liefert ein leiserer Lüfter bei gleichem Geräuschpegel mehr Leistung als ein lauter Lüfter.

Die Auswahl des idealen Lüfters für Ihren PC ist eine Mischung aus Kunst und Wissenschaft. Sie erfordert ein Verständnis der Luftstromdynamik, des mechanischen Designs und der Materialwissenschaft.

Aber ist das wichtig? Werden Sie große Veränderungen der CPU-Temperaturen feststellen, wenn Sie verschiedene Lüfter verwenden? Das kommt darauf an. Wenn Sie die Spitzenleistung von Flaggschiff-Lüftern führender Marken vergleichen, sind die Unterschiede relativ gering. Vielleicht nicht mathematisch klein, aber Unterschiede von 5 bis 10 % führen dazu, dass Ihre Kühlkurve einen Lüfter 10 % schneller antreibt als einen anderen. Und seien wir ehrlich, Sie können den Unterschied zwischen 900 und 1.000 Umdrehungen pro Minute in Ihrem Zuhause nicht wirklich hören.

Wenn Sie diese Hochleistungslüfter mit weniger leistungsstarken Lüftern auf dem Markt vergleichen (entweder weil die Ingenieure gezwungen waren, einen niedrigen Preis zu erzielen, oder weil bei der Konstruktion der Lüfter alles auf RGB und Design ausgerichtet war), dann können die Unterschiede in der Tat erheblich sein. Es ist nicht ungewöhnlich, dass die gemessene Kühlleistung um 30 % oder mehr abweicht. Und das ist der Punkt, an dem die Lüfter wirklich laut werden, nur um mit dem normalen PC-Betrieb Schritt zu halten.

Bei der Wahl des besten Lüfters für Sie geht es nicht nur um Zahlen; es muss ein Gleichgewicht zwischen dem Kühlbedarf Ihrer Komponenten und der Geräuschentwicklung gefunden werden, die Sie zu tolerieren bereit sind. Vielleicht muss er mit RGB in Ihrem Gehäuse gut aussehen, vielleicht muss er an einen RGB-Hub angeschlossen werden, den Sie in Ihrem alten PC haben, den Sie wieder aufbauen, und vielleicht muss er unter einem bestimmten Preis liegen. All diese anderen Faktoren liegen bei Ihnen, aber jetzt können Sie die Leistung mit einem sachkundigeren Auge beurteilen.

Selbst wenn diese kurze Lektion Ihren inneren Ingenieur nicht geweckt hat, können Sie natürlich auch einfach CORSAIR-Lüfter verwenden. Sie können davon ausgehen, dass unsere Mitarbeiter alles, was wir hier erwähnt haben, und noch viel mehr, auf der Suche nach einem erstklassigen Lüfterdesign durchdacht haben. Werfen Sie einfach einen Blick auf unsere iCUE LINK RX- und QX-Lüfter, wenn Sie sehen wollen, wie weit unsere Ingenieure zu gehen bereit sind.