So wählen Sie die besten Gehäuselüfter für Ihren individuellen PC aus

Wir kümmern uns um alles, von Lagertypen und Lüftergeometrie bis hin zu Aerodynamik und Druckoptimierung, um Ihren maßgeschneiderten PC wie ein Profi zu kühlen.

Ihre CPU und GPU sind mit Kühlventilatoren ausgestattet, die jedoch nichts kühlen, wenn die Umgebungstemperatur in Ihrem PC-Gehäuse besorgniserregend hoch ist.

Deshalb brauchen Sie Gehäuselüfter.

Maßgeschneiderte PCs werden typischerweise in modernen Gehäusen gebaut, die nur über einen lausigen Lüfter verfügen. Dabei geht es nicht darum, dass der Hersteller ein paar Cent knausert, sondern dass es dem Benutzer überlassen wird, die Konfiguration des Gehäuselüfters auszuwählen.

Und dies richtig zu machen, ist entscheidend, um sowohl optimale Leistung als auch langfristige Zuverlässigkeit Ihres individuellen PCs zu gewährleisten. So wählen Sie die besten Gehäuselüfter für Ihren PC aus.

Die kurze Antwort lautet: Ein einzelner Gehäuselüfter reicht bei weitem nicht aus, um eine Überhitzung Ihres Computers zu verhindern.

Allerdings ist die Kühlung eines PC-Gehäuses etwas komplizierter. Der Gehäusehersteller überlässt diese Aufgabe Ihnen, da kundenspezifische PCs nicht nur völlig unterschiedliche Komponentenkonfigurationen aufweisen, sondern auch die physische Ausrichtung der Kühlventilatoren von Bau zu Bau unterschiedlich ist.

Die Rechenleistung ist direkt proportional zur Wattzahl, die Sie durch die CPU und GPU leiten können. Ein Großteil dieser Leistung wird als Wärme abgegeben. Die Gesamtleistung des PCs wird stark eingeschränkt, wenn Sie diese Wärme nicht effizient von den Komponenten abführen können.

Das ist ein Problem, denn ein PC mit einem einzigen Gehäuselüfter ist funktionell nicht von einem Backofen zu unterscheiden.

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Daher hat die Wahl der richtigen Gehäuselüfterkonfiguration für Ihr glänzendes Gaming- oder Videobearbeitungsgerät einen erheblichen Einfluss auf den verfügbaren thermischen Spielraum. Ein PC, der kühl läuft, ermöglicht es der CPU und der GPU, höhere Turbo-Taktgeschwindigkeiten zu erreichen und diese gleichzeitig länger aufrechtzuerhalten.

Das ist eine kostenlose Leistungssteigerung, ohne dass Sie sich in die Welt der Übertaktung wagen müssen.

Wenn Sie den Grundaufbau eines typischen PC-Gehäuselüfters kennen, können Sie die Spezifikationen leicht verstehen und feststellen, welche für Ihren Anwendungsfall ideal sind. Computerlüfter verwenden entweder ein Axial- oder Zentrifugaldesign. Axialventilatoren saugen Luft entlang der Rotationsachse der Flügel an und blasen sie ab, während Radialventilatoren die Luft senkrecht zur Rotationsachse absaugen.

Da Desktop-Computer ausschließlich Axialventilatoren verwenden, werden wir uns nicht mit der anderen Art befassen. Ein typischer Axialventilator besteht aus drei Hauptteilen: der Nabe, den Flügeln und dem Rahmen. Bei der Klinge und dem Rahmen handelt es sich um einfache Kunststoffteile, doch in der Nabe sind die teuersten und wichtigsten Komponenten wie Motor, Lager und Elektronik untergebracht.

Ein Axialventilator erzeugt einen Luftstrom, indem er den Motor antreibt, die Flügel mit hoher Geschwindigkeit zu drehen. Das erzeugte Luftstromvolumen hängt von der Motordrehzahl/dem Motordrehmoment, der aerodynamischen Effizienz der Rotorblätter und mehreren anderen Faktoren ab.

Wenn Sie auf der Suche nach einem Gehäuselüfter sind, sollten Sie wissen, welchen Einfluss diese Komponenten auf deren Kosten und Qualität haben.

Werfen wir einen Blick auf die verschiedenen Spezifikationen zur Lüfterleistung.

Die Lüfterleistung wird durch zwei sich gegenseitig ausschließende Messgrößen Luftstrom und statischer Druck bestimmt. Ersteres misst die Luftmenge, die ein Ventilator in einer bestimmten Zeit bewegt, normalerweise ausgedrückt in Kubikfuß pro Minute (CFM). Je höher der Luftstrom eines Lüfters ist, desto mehr Luft kann er bewegen, was sich positiv auf die Kühlleistung auswirkt.

Ein Lüfter mit höherem Luftstrom ist ideal, wenn Sie heiße Luft aus dem Gehäuse abführen. Der Weg der Luft beim Austritt aus dem Gehäuse ist in dieser Konfiguration völlig frei von Hindernissen. Stellen Sie sich nun den gleichen Ventilator vor, der kalte Luft durch einen flüssigkeitsgekühlten Kühler drückt. Der dicke Kühler mit seiner dichten Rippenstruktur stellt einen erheblichen Widerstand gegen den Luftstrom dar.

Derselbe Lüfter mit hohem Luftdurchsatz schneidet in dieser Funktion deutlich ab, da das restriktive Kühlernetz einen Lüfter erfordert, der einen höheren statischen Druck erzeugt, um Luft durch ihn zu drücken. Solche Ventilatoren verfügen über spezielle Flügelgeometrien, die darauf ausgelegt sind, den Luftstrom zu opfern, um den statischen Druck zu verbessern, gemessen in Pascal (pa) oder Millimeter Wassersäule (mm H2O).

Aufgrund ihrer Beschaffenheit eignen sich statisch druckoptimierte Lüfter besser als Ansaugventilatoren in restriktiven Gehäusen mit höherer interner Komponentendichte, die typischerweise bei kleinen Formfaktor-Builds wie Mini-ITX-PCs zu finden ist. Diese Lüfter sind ideal, um Luft durch dicke Kühler und CPU-Luftkühler mit dichten Lamellenstapeln zu schieben.

Die Größe eines Axialventilators wird in Millimetern angegeben und entspricht in etwa der Länge des Rahmens oder dem Durchmesser der Ventilatorflügel. Sie wirkt sich auf die von einem Ventilator geförderte Luftmenge aus, die wiederum von zwei Hauptfaktoren abhängt: der Oberfläche der Flügel und der Geschwindigkeit, mit der sie sich drehen.

Größere Lüfter sollten aufgrund der größeren Oberfläche der Flügel technisch gesehen mehr Luftstrom erzeugen, aber das zusätzliche Gewicht und der Luftwiderstand erhöhen auch die Stromaufnahme und den Stromverbrauch. Aus diesem Grund sind größere Lüfter so konzipiert, dass sie sich langsamer drehen, um ungefähr den gleichen Luftstrom zu liefern wie ein kleinerer Lüfter bei ähnlichem Stromverbrauch.

Da die meisten PC-Gehäuselüfter unabhängig von ihrer physischen Größe darauf ausgelegt sind, die Leistungsaufnahme eines Standard-Motherboard-Lüfteranschlusses zu maximieren, bleibt die Gesamtwattzahl über das gesamte Lüftergrößenspektrum mehr oder weniger konstant. Es überrascht nicht, dass sich ein typischer 200-mm-Lüfter mit maximal 800 U/min dreht und damit nahezu die gleiche Menge Luftstrom liefert wie ein 120-mm-Lüfter, der bei 2000 U/min läuft.

Als Faustregel gilt, dass größere Lüfter aufgrund niedrigerer Drehzahlen tendenziell leiser sind als ihre kleineren Verwandten. Es gibt spezielle Lüfter, die mit höheren Geschwindigkeiten arbeiten, aber diese verbrauchen mehr Strom und erfordern spezielle Lüftersteuerungen mit einer stärkeren Leistungsabgabe.

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Die ebenfalls in Millimetern ausgedrückte Lüfterdicke ist die zweite Zahlenreihe neben der Lüftergröße. Im Desktop-PC-Bereich liegt die Lüfterdicke typischerweise zwischen 10 mm und 40 mm. Aus mehreren Gründen liefert ein dickerer Lüfter im Vergleich zu seinem dünneren Gegenstück gleicher Größe einen höheren Luftstrom.

Dickere Lüfter ermöglichen es, Flügel mit einem steileren Anstellwinkel zu konstruieren, wodurch sie pro Umdrehung eine größere Luftmenge aufnehmen können. Die größere Tiefe vergrößert nicht nur die Oberfläche des Flügels, sondern der verdickte Rahmen verbessert auch die inhärente Saugwirkung des Lüfters, die sich in einem höheren statischen Druck niederschlägt.

Der in einem Gehäuselüfter verwendete Lagertyp bestimmt dessen Kosten, Lebensdauer und Betriebsgeräusch.

Die billigsten Ventilatoren verwenden Gleitlager, bei denen sich eine Stahlwelle in einer weicheren Messinghülse dreht. Diese Lager sind beim ersten Gebrauch leiser, werden aber mit der Zeit lauter. Sie neigen auch dazu, früher und abrupter zu scheitern. Gleitlagerventilatoren können nur in vertikaler Ausrichtung verwendet werden. Eine horizontale Montage in der oberen oder unteren Ausrichtung führt zu einem vorzeitigen Ausfall.

Doppelt kugelgelagerte Lüfter verwenden herkömmliche Kugellager am vorderen und hinteren Ende der Welle. Dieses Design reduziert die Reibung erheblich, verlängert die Lebensdauer und ermöglicht die Verwendung des Lüfters in jeder Ausrichtung. Der einzige Nachteil hierbei ist der leicht erhöhte Geräuschpegel im Vergleich zu Gleitlagern. Ihre Einzellagervarianten verwenden ein Gleitlager für das andere Ende der Welle und sind nicht so zuverlässig wie die Variante mit Doppelkugellager.

Fluiddynamische Lager kombinieren die Zuverlässigkeit der Kugellagerkonstruktion mit der Geräuscharmut der Gleitlagertechnologie. Es handelt sich im Wesentlichen um ein modifiziertes Gleitlager mit Rillen, die in einem Fischgrätenmuster geschnitten sind, um den Schmierstoff effizient über die rotierenden Oberflächen zu leiten. Das Design kombiniert die inhärenten Rotationskräfte des Lüfters und die hydrostatische Wirkung des Schmiermittels, um ein Druckfeld zu erzeugen, das die beweglichen Teile stabilisiert und Reibung beseitigt. Solche Ventilatoren halten am längsten und unterstützen alle Ausrichtungen. Der einzige Nachteil ist ihr hoher Preis.

Fluiddynamische Lager sind jedoch nicht die einzigen Hybridkonstruktionen, die auf Gleitlagern basieren. Auch die Maglev-Lager von Sunon und die SSO-Lager von Noctua verbessern das Design durch den Einbau von Magneten zur Stabilisierung und Reduzierung der Reibung. Beide Lager sind für ihre lange Lebensdauer und ihren geringen Geräuschpegel bekannt.

Die intelligente mikroprozessorbasierte Drehzahlregelung ist ein großer Vorteil beim Anschluss von Lüftern an leistungsstarke PC-Motherboards. Im Gegensatz zu normalen Gleichstromlüftern, die nur zwei Drähte verwenden – einen für VCC (Strom) und einen für Masse – verfügen die einfachsten PC-Gehäuselüfter über einen zusätzlichen Draht für das Tachometersignal, das die Drehzahl des Lüfters mithilfe eines integrierten Hall-Effekt-Sensors weiterleitet.

Diese dreipoligen Gehäuselüfter ermöglichen es dem Computer, die Lüftergeschwindigkeit zu erkennen und sie zu modulieren, um ein gesundes Gleichgewicht zwischen Kühlung und leisem Betrieb zu erreichen. Die Lüftergeschwindigkeit wird bei solchen Konstruktionen durch Variation der Spannung moduliert. Während dies bei höheren Geschwindigkeiten gut funktioniert, wirkt sich eine deutliche Reduzierung der Spannung zur Erreichung niedrigerer Lüftergeschwindigkeiten negativ auf die Leistung aus.

Teurere Lüfter umgehen dieses Problem, indem sie ein zusätzliches Kabel für das PWM-Signal (Pulsweitenmodulation) hinzufügen. Solche Lüfter halten eine konstante Spannung aufrecht, die Drehzahl wird jedoch durch schnelles Ein- und Ausschalten des Lüfters mehrmals pro Sekunde mithilfe von Hochfrequenz-Schaltkreisen variiert. Die zusätzliche Komplexität und die zusätzlichen Komponenten sind natürlich mit höheren Kosten verbunden.

Nachdem wir nun herausgefunden haben, wie man die richtigen Lüfter auswählt, finden Sie hier einige Hinweise zur richtigen Platzierung der Lüfter im Gehäuse. Die grundlegendste Regel, die Sie beachten sollten, besteht darin, sicherzustellen, dass der Luftstrom von einem Punkt zum anderen durch das Gehäuse geleitet wird.

Die Richtung spielt keine Rolle. Sie können die Luft an der Rückseite des Gehäuses ansaugen und an der Vorderseite ablassen, und das funktioniert, solange Sie beim Spielen nichts dagegen haben, wenn Ihnen das Gesicht voller heißer Luft ist. Die einzige Ausnahme besteht, wenn die Luft vertikal geleitet wird. Heiße Luft steigt auf natürliche Weise auf, daher macht es keinen Sinn, den natürlichen Prozess der Konvektion zu bekämpfen.

Was jedoch nicht funktioniert, ist, die Fans auf der anderen Seite des Falles dazu zu zwingen, gegeneinander zu arbeiten. Bei Abluftventilatoren ist das nicht so schlimm, aber wenn man zwei Ansaugventilatoren an den gegenüberliegenden Enden des Gehäuses anbringt, kommt es zu Konflikten zwischen den entgegengesetzten Luftströmen. Die daraus resultierende turbulente Strömung führt dazu, dass die heiße Luft eingeschlossen und im Gehäuse rezirkuliert wird.

Wie bereits erläutert, verwenden Sie statisch druckoptimierte Lüfter, um Luft durch einen Kühler zu drücken oder zu ziehen. Wenn Ihr Gehäuse nicht gut belüftet ist (Glasfront oder solide Front) oder sonst klein und/oder innen voll ist, ist es besser, für den statischen Druck optimierte Lüfter für die Lufteinlasspunkte zu verwenden. Leicht zu atmende Gehäuse mit Mesh-Frontabdeckungen können mit Luftstrom-optimierten Lüftern für die Ansaugung auskommen, aber das ist selten optimal, es sei denn, Sie haben genügend Abluftventilatoren.

Wir empfehlen die Verwendung von mindestens drei Gehäuselüftern, bei Anwendungen mit hoher Belastung sind mehr erforderlich. Wie viele davon Sie für den Auslass und den Einlass verwenden, bestimmt, ob Ihr Gehäuse eine positive oder negative Luftdruckkonfiguration hat.

In einem Gehäuse mit mehr Ansaug- als Abluftventilatoren entsteht ein positiver interner Luftdruck, einfach weil mehr Luft hineingedrückt als herausgenommen wird. Der überschüssige Luftdruck führt dazu, dass die Luft aus allen Ecken und Winkeln gedrückt wird, wodurch eine natürliche Barriere gegen Staub entsteht. Dies ist eine äußerst wünschenswerte Eigenschaft.

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Allerdings ist es nicht immer möglich, einen Überdruckaufbau zu erreichen. Konzentrieren Sie sich besser darauf, die Wärme aus Gehäusen mit schlechter Belüftung abzuleiten. Dies erfordert mehr Abluftventilatoren, was zu einem Unterdruck führt. Obwohl dies mehr Staub anzieht, ist es überhitzten Komponenten deutlich überlegen.

Übertreiben Sie es einfach nicht mit der Unter- oder Überdruckoptimierung. Idealerweise möchten Sie die Anzahl der Ansaugventilatoren mit einer leichten Ausrichtung auf die Ansaugung ausbalancieren, um einen positiven Druck aufrechtzuerhalten. Letztendlich ist es wichtiger, einen stromlinienförmigen Luftstrom innerhalb des Gehäuses zu gewährleisten.

Die Entscheidung für PC-Gehäusefans kann überwältigend sein. Es gibt zweifellos eine Menge Informationen zu berücksichtigen. Denken Sie daran, dass es am wichtigsten ist, die kühle Luft in eine Richtung strömen zu lassen, und sonst werden Sie nicht viel falsch machen.

Nachiket hat im Laufe seiner 15-jährigen Karriere verschiedene Technologiethemen abgedeckt, von Videospielen und PC-Hardware bis hin zu Smartphones und Heimwerken. Manche sagen, dass seine DIY-Artikel als Vorwand dienen, seinen 3D-Drucker, seine maßgeschneiderte Tastatur und seine RC-Sucht als „Geschäftskosten“ für seine Frau auszugeben.