Testpraxis - Lüftertests im Windkanal

Aussagekräftige Lüftertests sind eine besondere Herausforderung. Um Unterschiede zwischen einzelnen Modellen besser erkennen und einordnen zu können, können wir dank der Unterstützung von Corsair in Zukunft Messungen in einem Mini-Windkanal vornehmen. In diesem Artikel wollen wir die verschiedenen Herausforderungen für Lüftertests und das Testprozedere im Windkanal vorstellen. Wir nutzen die Gelegenheit auch, um einige Lüfter noch einmal nachzutesten und damit ein Testfeld für zukünftige Lüftertests vorzubereiten.

2016 haben wir nach langer Pause wieder Lüfter getestet - die Corsair ML120 Pro und ML140 Pro mit Magnetlager und vier verschiedene be quiet! SilentWings 3-Modelle. Das Testszenario war praxisorientiert: Die Lüfter wurden in einem Testsystem als Prozessorlüfter auf einem Prozessorkühler getestet. Erkennbar waren vor allem Kühlleistungsunterschiede zwischen 120- und 140-mm-Modellen und zwischen unterschiedlichen Drehzahlstufen. Bei gleicher Drehzahl und gleichem Durchmesser waren noch am ehesten im Grenzbereich bei geringer Umdrehungsgeschwindigkeit leichte Unterschiede erkennbar:

Dieses praxisnahe Testszenario lässt aber nicht nur wegen den geringen Kühlleistungsdifferenzen zu wünschen offen: Vor allem ist es nicht beliebig übertragbar. Denn je nach Einsatz kann mal der eine, mal der andere Lüfter besser abschneiden. Ein Lüfter, der als Gehäuselüfter überzeugt, muss noch längst kein guter CPU- oder gar Radiatorlüfter sein. Um die Ursache dafür verstehen zu können, müssen wir den Zusammenhang zwischen statischem Druck und Volumenstrom (dem Luftdurchsatz) erklären und damit einen Theorieabsatz einschieben. Beides sind Angaben, die man für fast alle Lüfter erhält - und in aller Regel sind die gemachten Angaben trotzdem wenig aussagekräftig. Das liegt nicht nur daran, dass die Angaben je nach Messszenario schwanken können und deshalb nicht direkt vergleichbar sind. Es werden zudem Maximalwerte angegeben, die mit der Praxis wenig zu tun haben. Das wird am besten mit Blick auf Lüfterkennlinien deutlich. Diese Kennlinien können zwar für jeden Lüfter erstellt werden, sie werden aber nur von wenigen Herstellern zur Verfügung gestellt. Als Beispiel können wir die Kennlinie eines Corsair ML140 Pro einbinden:

Eine Lüfterkennlinie zeigt das Verhältnis zwischen statischem Druck und Volumenstrom für bestimmte Lüfter und fixe Umdrehungszahlen. Lüfter arbeiten in der Praxis gegen einen Strömungswiderstand an - und sei es nur, weil ein Lüftergitter überwunden werden muss. Um den Strömungswiderstand zu überwinden, erzeugen sie einen Überdruck bzw. eine Druckerhöhung - meist als statischer Druck angegeben. Doch diese Druckerhöhung und der Volumenstrom sind voneinander abhängig. Die von den Herstellern genutzten Maximalwerte erreichen beide Größen jeweils, wenn der andere Wert bei Null liegt - und damit genau in den beiden Fällen, die für die Praxis keine Rolle spielen. Die Kennlinie kann zudem je nach Lüfter ganz unterschiedlich verlaufen.

Um ausgehend von dieser Theorie den perfekten Lüfter zu finden, müsste man die Lüfterkennlinien der verschiedenen Lüfter und zusätzlich auch noch die Anlagenlinie des jeweiligen PC-Systems ermitteln - denn im Endeffekt ist es der Schnittpunkt aus diesen beiden Linien, der Auskunft über den konkreten Arbeitspunkt der Lüfter gibt. Spätestens an dieser Stelle überschreiten wir die Grenze dessen, was ein Testbericht leisten kann. Schließlich können wir unmöglich die Systeme des einzelnen Nutzers abbilden und müssten mit groben Vereinfachungen arbeiten, z.B. wie Anandtech Areale mit hohem, mittlerem und niedrigem Strömungswiderstand markieren.

Dazu ist schon die Ermittlung von Lüfterkennlinien eine Herausforderung. Welchen Aufwand man dafür betreiben kann, erklärt Corsair in einem Video den Kollegen von Gamers Nexus (ab 4:47):

Nun wäre es für unsere Testzwecke aber völlig übertrieben, eine 75.000 Dollar teure Messstation in Betrieb zu nehmen und auch noch jährlich einen Techniker aus Taiwan zur Kalibrierung einzufliegen. Corsair hat deshalb mit dem Mini Wind Tunnel ein Kit entwickelt, das Hardwareredaktionen zumindest eine Möglichkeit gibt, Lüfter etwas fundierter als nur durch Temperaturmessungen zu testen. Wir möchten die Gelegenheit nutzen und uns bei Corsair für die Bereitstellung des Mini Wind Tunnels bedanken.