Warum klickt eigentlich nie jemand die Artikel an, die ich verlinke? Wofür die Arbeit?
Ganz unabhängig von der Lüfterleistung und der ab zu leitenden Verlustwärme;
müßte doch der Temperaturunterschied zwischen KühlerIN und KühlerOUT eine Bemessungsgrenze für die nötige Durchflussmenge sein. Genauso wieder der Temperaturunterschied zwischen RadiatorIN und RadiatorOUT, ne Bemessungsgrenze für die nötige Durchflussmenge im Radiator sein sollte.
Ja, in einem vereinfachten Kreislauf mit einem Kühler und einem Radiator ist das auch so, lässt man die persönliche Zielsetzung für die Wakü außer Acht, die das alles kippen kann. In einem etwas aufwändigeren Kreislauf mit CPU, GPU und 2 Radiatoren betrachtet man die Summe der Differenzen, in der Regel also einfach die Differenz zwischen der wärmsten und der kältesten Stelle.
Ein sinnvolles Optimum sind da 3K. Eine geringere Differenz wird da aber einen weiteren - je nach persönlichem Enthusiasmus marginalen - Vorteil bringen. Das Optimum sind 0,0000000001K zwischen warm und kalt.
Nötig, nun, das ist eine ganz andere Geschichte. Da braucht es verdammt wenig und nahezu jeder PC kann mit weniger als 20l/h betrieben werden.
Es gibt in der Wakü nicht wirklich harte Grenzen, wo man sagen kann, hiernach ist es wirklich für die Katz. Das sind alles fließende Übergänge und jegliche Optimalwerte und Empfehlungen sind eher Richtlinien, an denen man sich grob orientieren kann. Bei schlechteren Werten wird die Wakü immer noch funktionieren und bei besseren wird sie immer besser funktionieren.
Die Aussage entzieht sich meinem logischen Verständnis.
Ich nehme mal an, du wolltest eigentlich mich zitieren?
Ich denke es ist unbestritten, dass Radiatoren um so effektiver arbeiten, desto größer das Delta zwischen Luft und Wasser ist.
Ja.
Jetzt ist es aber genau so, dass bei geringerem Durchfluß das Wasser viel wärmer am Radiator ankommt (da die Kühler in der gleichen Zeit eine viel größere Wärmemenge ans Wasser abgeben können).
Das zeigt sich auch dadurch dass bei geringerem Durchfluß die deltaT (Radi1-in RadiX-out) um Welten größer ist als bei hohem Durchfluß - bei mir teils ~3°K zu ~0,5°K.
Ah.
Direkter Link, falls er denn gelesen wird.
Ich verstehe schon, wie du darauf kommst. Es ist auch erstmal nicht falsch.
Durch welchen Effekt sollte der Radiator bei hohem Durchfluß effizienter werden?
Generell beeinflusst der Durchfluss faktisch 2 Dinge: Einmal strömungsmechanische Eigenschaften, einmal die Verweildauer des Wassers. Ich spare mir dabei physikalische Fachbegriffe und versuche, es verständlich zu halten.
Ich fange hinten an, mit der Verweildauer. Niedriger Durchfluss bedeutet, das Wasser bleibt länger im Radiator. Natürlich wird es dann besser heruntergekühlt, das ist logisch. Sagen wir also, unter Wasser wird im Radi um 4K gekühlt, wenn wir 60l/h haben. Jetzt halbieren wir den Durchfluss. Dann wird das Wasser sogar um (vereinfacht!) 8K gekühlt. Verdoppeln wir den Durchfluss, sind es 2K.
Wo liegt jetzt das Problem? In der Zeit. Eine hohe Verweildauer ist scheinbar gut, aber vor allem eine Illusion. Es ist richtig, das Wasser ist bei hohem Durchfluss viel kürzer im Radiator. Aber: Bei einem Durchlauf, einer Periode, sozusagen. Ein höherer Durchfluss erhöht auch die Frequenz, mit der das Wasser den ganzen Kreislauf passiert, und da das Volumen der Komponenten gleich bleibt, wird das Wasser auf einen längeren Zeitraum gerechnet immer den gleichen Zeitanteil im Radiator verbringen. In einer Stunde befindet sich ein Wasserteilchen also praktisch immer bspw. 30% der Zeit im Radiator und gibt Wärme ab.
Kommen wir jetzt zu unserem Beispiel zurück. Angenommen, der Kreislauf mit 60l/h braucht 1 Minute für einen Durchlauf und während dieses Durchlaufs wird das Wasser einmal um 4K im Radi abgekühlt und um 4K im Block erwärmt. Wie sieht das bei 120l/h aus? Da wird das Wasser zweimal um 2K abgekühlt und zweimal um 2K erwärmt. Wird es langsam klarer?
Jetzt erzeugt die lange Verweildauer und die starke Abkühlung noch ein Problem. Nähern wir uns da einem Extrem an, damit es klarer wird. Angenommen, wir haben einen im Verhältnis zur Abwärme der Hardware völlig übertriebenen Kreislauf, der es schafft, das Wasser in den Radiatoren nahe an die Raumtemperatur abzukühlen (wir wissen ja, eine Abkühlung ganz auf Raumtemperatur geht nicht, nur sehr nahe ran, und einen solchen Kreislauf denken wir uns). Jetzt haben wir so viel Durchfluss, dass das Wasser in der Hardware um 4K erwärmt wird. So weit so gut, es wird ja wieder um genau die 4K abgekühlt, wir gehen ja immer von einem gesättigten Kreislauf aus.
Jetzt halbieren wir den Durchfluss. Das Wasser wird immer noch nahe an die Raumtemperatur gekühlt. Klar, immerhin ist die Verweildauer jetzt doppelt so groß. Aber gleichzeitig erwärmt es sich in der Hardware um 8K und das hat natürlich Auswirkungen. Der Kühler arbeitet mit dem Wasser, was er hat, und da das nicht mitten im Kühler auf magische Weise von einem Punkt auf den nächsten um 8K wärmer wird, hat ein Teil des Kühlers dann wärmeres Wasser zur Verfügung. Jetzt verdoppeln wir mal unseren initialen Durchfluss. Das Wasser wird durch die völlig übertriebene Radiatorfläche noch immer nahe an die Raumtemperatur gekühlt. In der Hardware wird es aber nur um 2K erwärmt. Das bedeutet, die Kühler arbeiten im Durchschnitt mit 3K kühlerem Wasser.
In der Realität ist der Effekt davon natürlich nicht so groß. Nur wenige Kreisläufe kommen nahe an die Raumtemperatur und unter 5K (am kältesten Punkt) wird es absurd schwer, noch eine Verbesserung um nur 1K zu erreichen. Gleichzeitig kommen da aber ein paar andere Effekte zum Tragen. Nehmen wir mal an, unser Kreislauf kommt auf Standarddurchfluss auf etwa 4K über Raumtemperatur. Auf halbem Durchfluss wird er aber nicht auf 2K an die Raumtemperatur rankommen, sondern vielleicht 2,5. Wieso? Weil der hintere Teil des Kreislaufs, der sich nahe an der Raumtemperatur befindet, sehr ineffizient arbeitet. Da ist kaum eine Temperaturdifferenz vorhanden, mit der die Radiatoren arbeiten können, ganz egal, wie effizient der vordere Teil arbeitet. Mit doppeltem Durchfluss jedoch hält man auch im hinteren Teil eine für die Wärmeabfuhr effizientere Temperaturdifferenz, verbessert den Gesamtwirkungsgrad der Radiatoren und reduziert so die durchschnittliche Wassertemperatur im Kreislauf und damit auch die durchschnittliche Temperatur des Wassers, mit dem die Kühler arbeiten.
Kommen wir jetzt zu den (wesentlich einfacher abgebackenen) strömungsmechanischen Eigenschaften.
Ein Wasserfluss in einem Rohr/Kanal findet weitgehend in der Mitte statt. In der Natur kann man das an jedem Bach oder Fluss beobachten, wo aufgrund des Uferbewuchses und dergleichen am Ufer kaum was fließt und das Wasser praktisch steht, wenn es nicht von Wellen aufgewirbelt wird. In der Wakü ist es ähnlich, wenn auch in viel kleinerem Maßstab. Der Hauptteil des Wasserflusses findet in der Mitte statt, an den Rändern steht das Wasser quasi und zwischen der Mitte und den Rändern gibt es eine dünne Übergangsschicht, wo das bewegte Wasser mit dem stehenden Wasser verwirbelt wird.
Gut für minimalen Druckverlust und damit maximalen Durchfluss, schlecht für die Wärmeabfuhr. Gehen wir jetzt mal von einem Wasserblock aus. Das Wasser am Rand wird durch das Metall des Kühlers erwärmt, aber kaum mit dem Hauptstrom der Wakü durchmischt. Es ist offensichtlich, dass das ineffizient ist. Der Hauptstrom fließt einfach weiter und das Wasser am Rand wird heiß.
Schlaue Leute kamen dann auf die Idee, das zu ändern. Indem man dafür sorgt, dass der Hauptwasserstrom stärker verwirbelt wird, wird die Durchmischung mit dem Wasser am Rand verbessert. Das verbessert den Wärmeübergang vom Kühler ans Wasser deutlich. In der Praxis übernimmt das die Jetplate, welcher einerseits das Wasser in steilem Winkel auf das Metall des Kühlers treffen lässt, andererseits den lokalen Durchfluss deutlich erhöht.
Nur, wie macht der Durchfluss das? Wie ein Wasserstrom in der Natur. Umso höher die Strömungsgeschwindigkeit, umso leichter kann ein Wasserstrom in der Natur Dreck vom Boden und vom Ufer aufwirbeln und sogar Steine mitreißen. Auch sieht man häufig Strudel und zusammenprallende Strömungen. Das liegt daran, dass durch den höheren Durchfluss das Wasser bis ganz nah an den Rand des Kanals in Bewegung gerät und gut durchmischt wird. Wieder zurück zum Kühler, ist das wünschenswert, weil so das erhitzte Wasser am Metall abtransportiert und frisches, kühles Wasser herangeführt wird.
Das ist im Kühler so und sorgt für ganz erhebliche Performancegewinne durch erhöhten Durchfluss. Bei meiner 4090 waren durch den Sprung von 75 auf 300l/h fast 10K drin gewesen. Nun, ein Kühler nimmt viel Wärme auf kleinem Raum auf. Da merkt man es deutlich. Ein Radiator hingegen ist wesentlich größer, aber funktioniert ähnlich, nur umgekehrt. Dort wird die Wärme vom Wasser eben ans Metall des Radiators abgegen. Der Effekt ist natürlich weit geringer, jedoch ist es einer der Gründe, warum HwLabs Radiatoren so restriktiv und gleichzeitig etwas performanter sind als viele Mitbewerber.
Zusammen macht es einen durchaus messbaren Unterschied in der Performance aus, wenn auch nicht so groß wie bei Kühlern. Und auch hier gilt, umso höher die Wärmemenge, umso deutlicher wird das messbar. Deshalb testen wir ja auch im Idealfall mit so viel Verbrauch wie möglich, halten den konstant und warten auf einen gesättigten Kreislauf, um die Auflösung des Tests zu verbessern und Messfehler zu minimieren. Gerade wenn man mit Consumerprodukten misst, muss man schon aufpassen.