Lüfter-Tutorial: Wissenswertes über Lüfter in PCs

Im Bereich Computer-Lüfter gibt es eine große Auswahl und man findet die unterschiedlichsten Formen und Größen. Hier fassen wir zusammen, worauf man achten sollte und in welchen Bereichen welche Ventilatoren von Vorteil sind.

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Oder häufiger unter den englischen Begriffen „Airflow“ und „Static Pressure“ zu finden. Diese Werte sind für fast alle Ventilatoren angegeben, aber was bedeuten sie eigentlich? Werfen wir zunächst einen Blick auf typische Vertreter jedes Genres und wie man sie erkennt.

Airflow-Lüfter haben eher wenige Lüfterblätter, meist sieben, die relativ schmal sind und viel Platz zwischen sich haben. Dadurch können sie die Luft schnell beschleunigen und die im Luftstrom mitgerissene Luft nicht verlangsamen.

Druckoptimierte Lüfter hingegen haben eher große Lüfterblätter, die eher flach ausgerichtet sind und kaum einen Durchblick erlauben. Sie drücken die Luft etwas langsamer durch, lassen ihr aber wenig Spielraum, sich entgegen der Druckrichtung zu bewegen.

Der Trend geht in den letzten Jahren stark in den Bereich der Allround-Lüfter. Diese vereinen Besonderheiten beider Designs. In den meisten Fällen liegen die Lüfterblätter größenmäßig zwischen den Sonderformen, der Abstand zwischen ihnen wird jedoch durch die Erhöhung der Anzahl der Lüfterblätter kleiner. Oft findet man neun Lüfterblätter. Diese Lüfter sind weniger spezialisiert, bieten aber in jeder Position eine solide Leistung und man kann sie nicht in einer falschen Position verwenden.

Allrounder kommen, wie der Name schon sagt, in jedem Bereich zurecht und sind keine „Spezialisten“. Man kann sie also guten Gewissens in jeder Position nutzen, allerdings bieten sie in keinem Bereich die höchstmöglichen Werte. Daher werde ich im weiteren Verlauf dieses Artikels nicht weiter auf diese Gattung eingehen.

Für einen Vergleich zwischen den drei Konzepten werfen wir einen Blick auf das Portfolio von Noctua, das in jedem Bereich etwas zu bieten hat. Im Vergleich finden sich drei 120-mm-Lüfter. Der Noctua NF-S12A PWM kommt als Airflow-Lüfter in den Vergleich, der Noctua NF-F12 PWM als statischer Drucklüfter und der Noctua NF-A12x25 als Allround-Lüfter:

Selbst bei nur 1200 U/min bewegt der NF-S12A mehr Luft als der NF-A12x25 bei 2000 U/min, und der NF-F12 sorgt bei 1500 U/min für mehr Druck, ist aber bei der transportierten Luftmenge unzureichend. Der beliebte NF-A12x25 kommt den Spezialisten bei beiden Werten nahe – auf Kosten der benötigten höheren Drehzahl.

Welche Lüfter setzen Sie in das Gehäuse ein und in welcher Position? Das hängt wirklich vom Gehäuse und seinem Design ab. Generell gilt: Je geringer der Widerstand, desto besser ist der Luftstrom der Ventilatoren. Das Problem dabei ist, dass man an den meisten Stellen auf Widerstand stößt, was die Effizienz im Vergleich zu druckoptimierten Ventilatoren verringert. In vielen Gehäusen älterer Bauart findet man hinter den Frontlüftern Festplattenkäfige. Dies ist offensichtlich eine Belastung, insbesondere wenn Festplatten installiert sind. Aber es gibt noch andere Hindernisse: Staubfilter in der Front? Widerstand! Enges Netz? Widerstand!

In der Praxis sieht es also so aus, als würden die meisten Gehäuse von druckoptimierten Lüftern an der Vorderseite profitieren. Auch Gehäuse mit einer sehr offenen Front, wie das Fractal Design North, funktionieren sehr gut mit Airflow-Lüftern. Vor allem ohne Staubfilter.

Als Faustregel gilt: Wenn Sie den Lüfter von beiden Seiten direkt sehen können (und auch unbeleuchtet und nicht durch Glas), sind Airflow-Lüfter in Ordnung. Wenn sie von einer oder mehreren Seiten weitgehend verdeckt sind, sollten Sie sich für Ventilatoren mit statischem Druck entscheiden.

Auf der Rückseite sieht es etwas anders aus. Hier findet man oft einen recht offenen Kühlergrill, der nicht so viel Widerstand bietet. Meistens sitzt dieser einfach da, damit man nicht versehentlich in den laufenden Lüfter greifen kann. Daher sind diese Orte gut für einen Luftstromventilator geeignet.

Heizkörper sind das Paradebeispiel für eine dichte Bauweise und einen hohen Luftwiderstand. Hier sollten eindeutig Ventilatoren mit einem hohen statischen Druck eingesetzt werden. Es gibt jedoch noch weitere Eigenschaften, die für eine möglichst effektive Nutzung erforderlich sind. Beispielsweise sollte darauf geachtet werden, dass Luft durch Umlenkung nicht seitlich oder nach vorne entweichen kann. Das heißt, Lücken sind problematisch und verringern die Effizienz. Aus diesem Grund setzt be quiet! zum Beispiel beim Silent Wings Pro 4 auf einen quadratischen Rahmen. Als Faustregel gilt: Je weniger Sicht man auf die Lamellen auf der Lüfterseite hat, desto weniger Gelegenheit hat die Luft entkommen, bevor es durch den Kühler gelangt.

Noctua geht sogar so weit, für seine Lüfter sogar Dichtungsringe anzubieten, die selbst kleinste Lücken verhindern sollen.

Bei Luftkühlern muss zunächst zwischen zwei verschiedenen Bauformen unterschieden werden. Die meisten kompakten Luftkühler bzw. Dual-Tower-Kühler sind, ähnlich wie Radiatoren, sehr dicht aufgebaut und so findet man bei 120-mm-Kühlern nicht selten rund 50 Lamellen. Beispiele hierfür sind die Kühler der AK-Serie von DeepCool, beispielsweise der AK400. Oder auch der Endorfy Fortis 5 Dual Fan. Diese Kühler haben an den Seiten „geschlossene“ Rippen, die so gebogen sind, dass Luft nur vorne und hinten durchgelassen wird, um den Druck aufrechtzuerhalten. Dementsprechend sind statische Druckventilatoren hier deutlich im Vorteil. Diese Kühler machen realistischerweise den Großteil der verfügbaren Auswahl aus.

Es gibt jedoch auch andere Ausführungen. Werfen wir einen Blick auf die be quiet! Beim Shadow Rock 3 oder dem Scythe Mugen 5 fällt uns zum Beispiel auf, dass sie weniger Flossen haben, weiter auseinander stehen und mehr Oberfläche bieten. Außerdem sind diese Kühler zu den Seiten hin offen. Daher stellen Kühlkörper dieser Bauart einen geringeren Widerstand dar und sind auch für Airflow-Lüfter geeignet.

Wenn Sie einen Luftkühler um einen zweiten Lüfter erweitern möchten, sollten Sie darauf achten, dass diese nicht gegeneinander arbeiten. Sie sollten die Luft gemeinsam in einer Richtung durch den Kühlkörper bewegen und nicht von beiden Seiten einblasen. Denn dadurch würde es zu einem Luft- und Wärmestau im Kühler kommen. Sie sollten also eines von hinten und eines von vorne sehen. Und auch der Gehäuselüfter auf der Rückseite soll die Richtung des Luftstroms – aus dem Gehäuse heraus – fördern.

Typische Lüftergrößen im PC-Bereich sind 80, 92, 120 und 140 mm, wobei sich in der Neuzeit vor allem die letzten beiden Größen durchsetzen. In kleineren Computern und auf kleineren Luftkühlern findet man noch vereinzelt 92-mm-Lüfter. 80-mm-Lüfter waren bis etwa 2006 noch weit verbreitet und heute nur noch selten zu finden. Gelegentlich sind Lüfter bis zu gewaltigen 200 mm zu finden – diese sind jedoch die Ausnahme.

Doch welche Vor- und Nachteile hat welche Größe? Grundsätzlich bewegen größere Ventilatoren mehr Luft bei niedrigeren Drehzahlen. Niedrigere Geschwindigkeiten wiederum sorgen für eine geringere Geräuschentwicklung. Daraus folgt: Größere Lüfter können leiser sein. Das ist allerdings nur die halbe Wahrheit, denn es setzt voraus, dass man die Lüfter tatsächlich langsamer drehen lässt. Denn bei gleicher Drehzahl sind größere Lüfter lauter als kleinere Lüfter. Gleichwertige Technologie vorausgesetzt.

Die geringere Drehzahl größerer Lüfter hat jedoch nicht nur den Vorteil einer geringeren Geräuschentwicklung bei gutem Luftstrom. Es gibt aber auch einen Nachteil: Der entstehende Druck nimmt aufgrund geringerer Geschwindigkeiten ab. Vergleichen wir zum Beispiel die Allrounder-Serie von Noctua. Der 140-mm-Lüfter Noctua NF-A14 mit dem Modell in 120 mm, dem Noctua NF-A12x25, und 80-mm, dem Noctua NF-A8:

Und selbst in diesem Beispiel liegen die Drehzahlen immer noch so nah beieinander, dass die größeren Lüfter nicht leiser laufen als die kleineren. Würde man also die Geschwindigkeiten volumenmäßig angleichen, wären die Unterschiede im statischen Druck größer. Die bewegte Luftmenge würde etwas näher zusammenrücken, sich aber dennoch deutlich unterscheiden. Da er in den Lautstärkebereich passt, setze ich auch das größte Modell der Serie, den 200-mm-Lüfter Noctua NF-A20, in den Vergleich:

Dies erklärt, warum auch alte Computer mit wenigen Luftöffnungen und kleinen Lüftern nicht vollständig verstopft waren. Es wurde weniger Luft bewegt, dafür aber lebhafter.

Insbesondere in der 120-mm-Größe finden Sie eine riesige Auswahl an RGB-beleuchteten Lüftern. In anderen Größen ist die Auswahl etwas kleiner, aber auch zu finden. Beeinflussen diese tatsächlich die Leistung? Nun ja – im Allgemeinen, nicht direkt. Aber es kommt natürlich immer darauf an, wie die Beleuchtung installiert wird. Wenn der Rahmen beispielsweise beleuchtet ist, ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass er etwas dicker sein muss als bei Lüftern ohne Rahmenbeleuchtung. Da man dafür aus Kompatibilitätsgründen die Breite des Lüfters nicht vergrößern kann, ist die Wahrscheinlichkeit größer, dass die Lüfterblätter verkleinert werden, was letztendlich etwas Leistung kostet. Und wenn man die Lüfterflügel beleuchtet, ist man bei der Materialauswahl etwas eingeschränkter.

Wenn jedoch die RGB-Beleuchtung selbst keinen Einfluss auf die Leistung hat, ist es durchaus möglich, dass sie zu Kompromissen beim Lüfterdesign führt. Allerdings erhöht die Beleuchtung natürlich die Ventilatorkosten und den Stromverbrauch. Dennoch gibt es durchaus sehr gute RGB-Lüfter, die neben der beeindruckenden Optik auch eine sehr hohe Leistung bieten.