schwarzer Kühlkörper = bessere Kühlung?

[HWLuxxer-44-]

Hey Luxxer,


ich hatte gestern mit einem Kumpel eine Diskussion über CPU-Kühlkörper.
Wir haben gestern ein bisschen im Internet gestöbert und dabei ist uns dieser CPU-Kühler aufgefallen.
Der Kumpel meinte sofort, dass dieser besser kühlen würde, da er ja schwarz ist.

Ich sehe dass ganze jedoch anders,denn ansonsten würden ja Noctua und Co ebenfalls schwarze Kühlkörper herstellen,wenn diese besser kühlen würden.

Kann einer von euch was zu dieser Thematik sagen oder es irgendwie belegen, ob es nun besser ist oder nicht?

Danke

 

[IronAge]

Die Farbe hat sicher keinen Einfluss auf die Kühlleistung.

 

[HWLuxxer-44-]

eben genau der meinung bin ich auch
Macht es auch keinen Unterschied,wenn der Kühler schwarz eloxiert ist?

 

[IronAge]

Schutz vor Oxidation und veränderte Optik sind die Gründe.

 

[Kotzekatze]

laut wiki bringt das eloxieren was:

Relativ dicke Eloxal-Schichten (20–25 µm) werden vor allem als Korrosionsschutz in der Bauindustrie, aber auch für Automobilteile und Haushaltsgegenstände eingesetzt. Ungefärbte und gefärbte dünnere Schichten (8–20 µm) dienen vorwiegend dekorativen Zwecken (beispielsweise für die Oberflächen von MP3-Playern oder für Türbeschläge) als auch zur besseren Wärmeabstrahlung bei Kühlkörpern.

Eloxal-Verfahren

wusst ich auch noch nicht. aber ob das jetzt so viel bringt... vielleicht nicht mal 1°C. die top prolimatech teile sind ja auch alle nicht eloxiert.

 

[Buffo]

Was dein Kumpel meint ist die höhere Emisson bzw. Absorption von elektromagnetischer Strahlung bei schwarzen Oberflächen. Klar gibt ein schwarzer Kühlkörper mehr Strahlung ab als ein weißer, dafür nimmt er aber auch mehr auf!

Ganz abgesehen davon kühlt so ein Kühler fast ausschließlich über Wärmeleitung von Festkörper zu Festkörper, bzw. Festkörper zu Gas, sich da die dispersive Energiebilanz der Wärmestrahlung vom Kühlkörper zu Gehäuseinnerem und umgekehrt anzuschauen, bringt einen kaum weiter.

Kann sein, dass er tatsächlich minimal besser kühlt, je nach Temperatur bzw. Gehäusetemperatur und Beschaffenheit, das wirst du aber kaum messen können.

Der Kühler ist aus rein optischen Gründen schwarz ;-)

 

[HWLuxxer-44-]

die top prolimatech teile sind ja auch alle nicht eloxiert.

genau dies denke ich mir auch,denn wenn es echt messbar was bringen würde,dann würden Noctua,Prolimatech,EKL und Scythe auf jeden Fall sowas auf den Markt bringen.

Der Kumpel sagt, dass dies in der Produktion viel teurer wäre, dem entgegne ich in dem ich zu sage,dass es für alles Käufer gibt

 

[bawder]

vielleicht, weil sich die oberfläche vergrößert. allgemeint bekannt ist, schwarze körper absorbieren licht besser als weiße und heizen sich deswegen mehr auf.

 

[HWLuxxer-44-]

vielleicht, weil sich die oberfläche vergrößert. allgemeint bekannt ist, schwarze körper absorbieren licht und heizen sich deswegen auf.

jupp,aber normalerweise ist in nem Case kein Licht bzw keine Sonneneinstrahlung

 

[bawder]

"..weshalb die Oberflächen von Kühlkörpern im Elektronikbereich oft eloxiert werden (siehe schwarzer Körper). Dadurch erhöht sich im relevanten Wellenlängenbereich (um 10 µm) der Emissionsgrad auf nahe Eins. Die Farbe der Eloxierung spielt dabei entgegen der weit verbreiteten Annahme, dass Kühlkörper schwarz sein müssten, keine Rolle, da sie nur den sichtbaren Wellenlängenbereich betrifft."

ahaha, wiki ist so schlau
Kühlkörper

 

[IronAge]

Sag so was nicht - es gibt Leute die bauen sich da ein Solarium & Fenster rein.

Wenn es einen Effekt gibt dann liegt der sicher im Bereich der Messungenauigkeit.

 

[exa]

guckste hier:

Schwarzer Körper

es bringt also schon was, ob das Messbar ist, ist ne ganz andere Geschichte...

 

[HWLuxxer-44-]

Sag so was nicht - es gibt Leute die bauen sich da ein Solarium & Fenster rein.
.

ok dann danke ich für eure Antworten
und kann den Kumpel eines besseren Belehren

 

[Buffo]

Post #8, #9 und # 12# machen mir ein wenig Kopfschmerzen...

zu #8 (bawde):

Dass sich z.B. ein schwarzes Auto mehr aufheizt als ein weißes, ist eine urban legend, natürlich nimmt das schwarze das Sonnenlicht besser auf, strahlt aber auch umsomehr ab. Was auch aus dem Wikipediaeintrag aus

#12 (exa)

hervorgeht. Ob es also wirklich was bringt hängt von der Kühlertemperatur, der Gehäusetemperatur und Material ab. Im übrigen ist ein Kühlkörper, nur weil er schwarz ist, nicht automatisch ein schwarzer Körper ("schwarzer Körper" ist in der Physik ein feststehneder Begriff).

zu #9 (fatihyavuz42):

Es gibt auch elektromagnetische Stralung außerhalb des sichtbaren Lichts ,-)

 

[bawder]

von einem weißen körper werden doch alle drei RGB-farben(wo wir schon in einem PC forum sind) reflektiert, da weiß aus RGB besteht in der additiven farbmischung (lichtfarben).

der schwarze körper dagegen "schluckt" das licht, sendet keine farben mehr an das auge zurück und bleibt schwarz, somit muss sich das licht ja in wärme umwandeln.

oder ist da irgendwo ein denkfehler?
verhalten sich wellenlängen des sonnenlichts ausserhalb des sichtbaren bereichs anders?

edit:
die letzte frage ist natürlich blöd formuliert, da die wellenlängen je nach länge andere energien und eigenschaften haben, aber ich denke man versteht das ich mich aufs aufheizen beziehe.

 

[HWLuxxer-44-]

na da hab ich hier ja ne nette diskussion angeregt
aber immer gerne her mit den fakten jungs und mädels

 

[Buffo]

Ja, der eine oder andere.

Die Farbe, die du siehst, sagt nur ganz peripher etwas über die Gesamtheit aller absorbierter und emmitierter elektromagentischer Strahlung aus.

Es kann zum Beispiel sein, dass ein ganz matter weißer Körper im Sonnenlicht wärmer als ein sehr glatter (glänzender) schwarzer Körper ( nein, nicht der aus dem wikieintrag =) ) wird, da der weiße z.B. mehr UV Strahlung als der schwarze absorbiert (matt ist so wie schwarz auch ein Indiez für ein gute Absorptionsfähigkeit). Im übrigen sprechen wir die ganze Zeit nur von Oberflächeneffekten, die elektromagnetische Strahlung im Infrarotbereich (also Wäremstrahlung), die der Körper eh wegen seiner Temperatur besitzt spielt hier nicht rein. Was aber bei dem Wikipediaeintrag zu schwarzen Körpern egal ist, das ist quasi ein Kasten mit unendlichem kleinen Loch. Du siehst, da haperts schon die schwarze Körper-Theorie auf reale Probleme anzuwenden.

Im übrigen ist das mit dem Auto vor allem deshalb ein urban legend, weil sich der geringe Vorteil von schwarz zu weiß bei den ganzen Umweltbedingungen kaum messen, geschweigedenn fühlen lässt, und für den Innenraum des Autos eh keine Rolle spielt ( bei nem aktuellen Golf besteht allein eine Seitentür aus 50++ Einzelteilen, da sind so viele Wärmeübergänge mit dabei, da würden selbst 5°K keinen Unterschied machen).

Alles Schuld von schlechtem Physikunterricht und Galilieo =)

 

[zehFerris]

Es kann zum Beispiel sein, dass ein ganz matter weißer Körper im Sonnenlicht wärmer als ein sehr glatter (glänzender) schwarzer Körper ( nein, nicht der aus dem wikieintrag =) ) wird, da der weiße z.B. mehr UV Strahlung als der schwarze absorbiert (matt ist so wie schwarz auch ein Indiez für ein gute Absorptionsfähigkeit).

Die ganze Argumentation ist absurd. Ein "glänzender" Körper ist ein spiegelnder Körper. Er wirft also einen Teil, der auf ihn treffenden Strahlung (hier offensichtlich u.A. im Bereich des sichtbaren Lichtspektrums) zurück. Welch überraschung, dass er dann weniger Energie aufnimmt, als ein nicht spiegelnder Körper. *hust* Dies ist offensichtlich und sicher keinesfalls relevant für die eigentliche Frage.

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Die Wärmeabstrahlung lässt sich durch die Verwendung blanker Metalloberflächen verringern (Beispiele: Metallschichten an Rettungsdecken und Isoliertaschen, Verspiegelung in Thermoskannen und Superisolation).
Um die Wärmeabstrahlung eines metallischen Körpers zu erhöhen, kann man ihn mit einer im relevanten Wellenlängenbereich „dunklen“, matten Beschichtung versehen:
Lackierung von Heizkörpern mit Farbe, die im Infrarotbereich gut Strahlung emittiert.
Schwarze Eloxierung von Aluminiumkühlkörpern.
Emaillierung von Ofenrohren und Metallöfen
Dunkle Abstrahlflächen bei Nuklearstromquellen von Satelliten
Die Farbe solcher Schichten gilt nur für den relativ schmalen Bereich des sichtbaren Lichtes und ist für die Wärmestrahlung ohne Bedeutung.

Wenn man bedenkt, dass diese Art von Oberflächenbehandlung wirklich seit 100 Jahren (Emailierung von Ofenrohren) flächendeckend üblich ist, dann kann man ganz ganz ganz sicher sein, dass der Effekt weit über den Bereich des Meßfehlers hinaus geht.

/Edit: Eigentlich sieht man an dem Beispiel Heizung auch, dass die "Farbe"völlig egal ist. Die meisten Heizkörper sind einfach weiß ..... ist aber irrelevant, weil es ja darum geht Infrarotstrahlung zu emitieren.

 

[HWLuxxer-44-]

Ja,aber die Frage ist, ob es im PC-Bereich messbar ist.
Ein Ofenrohr und ein PC-Gehäuse sind ja zwei verschiedene Welten.
Im Ofenrohr soll ja die Hitze möglichst gespeichert werden.
In einem PC-Case soll Sie bestmöglich abgeführt werden.

 

[LowRider]

Die Farbe hat sehr wohl einen Einfluss, allerdings nur bei der Wärmestrahlung!

(Wärmestrahlung)

Epsilon ist nur für schwarze Körper = 1
Emissionsgrad

Man beachte aber die Temperatur, welche in 4. Potenz steht, d.h. es ist vor allem für sehr hohe Temperaturen wirklich wichtig. Darüberhinaus hat die Wärmestrahlung bei der Kühlung im PC keine wirklich dominante Rolle.

 

[Buffo]

Die ganze Argumentation ist absurd. Ein "glänzender" Körper ist ein spiegelnder Körper. Er wirft also einen Teil, der auf ihn treffenden Strahlung (hier offensichtlich u.A. im Bereich des sichtbaren Lichtspektrums) zurück. Welch überraschung, dass er dann weniger Energie aufnimmt, als ein nicht spiegelnder Körper. *hust* Dies ist offensichtlich und sicher keinesfalls relevant für die eigentliche Frage.

Lustigerweise fand mein Physikprofessor die Argumentation damals in der Prüfung nicht absurd Vll. willst du ihn mal kontaktieren, der kann bestimmt von dir noch etwas lernen.

Zufällig hat der Kühlkörper um den es hier geht auch ein spiegelnde Oberfläche. Das hat also sehr wohl Relevanz.

Und übrigens danke, dass du meine Gedanken im folgenden nochmals ausformulierst. Bis auf das kleine Detail, dass dunkle Gegenstände auch mehr Strahlung absorbieren. Bei einer Thermoskanne kommt es übrigens nicht darauf an, dass spiegelnde Oberflächen weniger emittieren, sonderen vor allem weniger absorbieren, sodass die Infrarotstrahlung zwischen den gegenüberliegenden spiegelnden Flächen hin und her geworfen wird.

Mit deinem Edit widersprichst du dir. Denn schwarz emittiert im Infrarotbereich immer besser als weiß. D.h. wenns wirklich helfen würde, wären alle Heizkörper schwarz.

"Die Farbe solcher Schichten gilt nur für den relativ schmalen Bereich des sichtbaren Lichtes und ist für die Wärmestrahlung ohne Bedeutung.
"

"Wenn man bedenkt, dass diese Art von Oberflächenbehandlung wirklich seit 100 Jahren (Emailierung von Ofenrohren) flächendeckend üblich ist, dann kann man ganz ganz ganz sicher sein, dass der Effekt weit über den Bereich des Meßfehlers hinaus geht."

---> starker Effekt oder ohne Bedeutung, irgendwie gibt dein Beitrag auf den zweiten Blick keinen Sinn

Edit: "Wenn man bedenkt, dass diese Art von Oberflächenbehandlung wirklich seit 100 Jahren (Emailierung von Ofenrohren) flächendeckend üblich ist, dann kann man ganz ganz ganz sicher sein, dass der Effekt weit über den Bereich des Meßfehlers hinaus geht."

Emaillierung (mit Doppel "l") ist selbst Hitze- und Korrossionsbeständig und besitzt, absurder Weise, seine Wärmeisolationseigenschaften wegen die glatte Oberfläche und schelchten Stoffwärmeleitfähigkeit.

 

[pajaa]

[...] die top prolimatech teile sind ja auch alle nicht eloxiert.

Aluminium hat die Eigenschaft, bei Kontakt mit Sauerstoff eine schützende Oxidschicht auszubilden und sofern Prolimatech seine Kühler poliert und dann sofort mit einem Lack überzieht, ist das Alu schon oxidiert. Ob das nun in in einem Eloxalverfahren geschieht, ist unerheblich.

Ich halte darüber hinaus fest, das das Schwarz industriell hergestellter Passiv-Kühler in erster Linie bei hohen Eigentemperaturen zum Tragen kommt, da sich der Emissionsgrad im ultravioletten Spektrum erhöht. Dies hat im PC-Bereich aber einen höchstens messbaren, aber keinen praxisrelevanten Einfluss, da die notwendigen Temperaturen nicht erreicht werden.
Über die Lamellenform und -Abstände leicht dich die Leistung sicherlich stärker erhöhen als über die Farbe.

 

[Kotzekatze]

@buffo
ein schwarzes auto heizt sich auf jeden fall stärker auf. viel größeren einfluss haben die fenster, aber es macht auf jeden fall beim aufheizen einen unterschied ob man ein weißes oder schwarzes auto hat, das ist keine legende die auf theoretischem denken, sondern auf praxiserfahrung beruht. hab selber bisher 2 schwarze und 1 weißes auto gehabt.

es gibt auch test im netz die das bestätigen.
wenn du sagst, dass ein schwarzes auto mehr wärme abstrahlt, muss es ja auch heißer sein.

 

[Buffo]

Nein, es geht um die Energiebilanz. Wenn ein Körper mehr Abstrahlt als er Aufnimmt, verliert er z.B. Energie. Das was du meinst ist wieder was anderes.

 

[Moo Rhy]

Ihr müsst beachten, in welchem Frequenzbereich sich die Strahlungsgeschichte abspielt. Beim Auto geht es vor allem um sichtbares Licht und beim Kühlkörper um Infrarot und wie die Oberflächen das Licht in dem jeweiligen Spektrum emittieren und absorbieren.

Die Bezeichnung „schwarzer“ Körper kann zur irrigen Annahme führen, dass generell alle schwarz aussehenden Materialien einen hohen Absorptions- bzw. Emissionsgrad auch im infraroten Wellenlängenbereich haben. Das „schwarz“ in „schwarzer Körper“ bezieht sich jedoch als verallgemeinerter Begriff auf das gesamte elektromagnetische Spektrum, nicht auf einen Schwarzeindruck im Bereich des für Menschen sichtbaren Lichts. Das bedeutet konkret:

* Jeder (kalte) schwarze Körper erscheint schwarz, weil er auch im sichtbaren Wellenlängenbereich effektiv Strahlung absorbiert.
* Nicht jeder schwarze Gegenstand ist auch ein schwarzer Körper im Sinne des physikalischen Fachbegriffs, da er zwar im sichtbaren Wellenlängenbereich Strahlung gut, im Infraroten aber schlecht absorbieren könnte. Materialien, die diese Eigenschaft haben, werden beispielsweise zur Beschichtung von Sonnenkollektoren verwendet.
* Ein nicht schwarzer Gegenstand könnte trotzdem im infraroten Wellenlängenbereich Strahlung gut absorbieren und emittieren. Zum Beispiel ist die Farbe eines eloxierten Kühlkörpers nicht relevant für dessen Wärmeabgabe.

Das schwarze Auto absorbiert zwar stärker sichtbares Licht als das weiße Auto. Es wird aber nur dann auch wärmer, wenn es weniger Energie abstrahlt. Das aber passiert im unsichtbaren infraroten Spektrum. Es kann auch sein, dass das weiße Auto wärmer wird als das schwarze. Nämlich dann, wenn es zwar weniger Strahlung absorbiert, aber noch weniger emittiert. Welcher Fall eintritt hängt vom Material und nicht von der Farbe ab.

Die Eloxalschicht emittiert stärker als blankes Aluminium. Welche Farbe sie hat ist egal, weil sich die Emission im Infrarotspektrum abspielt. Erst wenn die Temperaturen so hoch werden, dass auch sichtbares Licht abgestrahlt wird, spielt die Farbe eine Rolle.

 

[HWLuxxer-44-]

OK,aber hat denn irgendeiner von euch einen Beleg,dass es einen messbaren Unterschied zwischen schwarzen CPU-Kühlkörpern und normalen CPU-Kühlkörpern gibt?

 

[Xmd5a]

Wir sollten ersteinmal zwischen der Wärmeabgabe durch Strahlung und der Abfuhr durch den Luftstrom unterscheiden. Bei der Wärmestrahlung wurde ja schon gesagt das ein wie auch immer beschichteter Körper mehr Energie abgibt. Der wesentlich größere Teil der Wärmeenergie dürfte aber durch den Luftstrom abgeführt werden. Dazu kommt noch das die Lamellen für ein Effektives Abstrahlen zu eng aneinander liegen. Hierfür sollte der Kühlkörper viel offener gebaut sein damit die Strahlung nicht durch die Nächste Lamelle gleich wieder aufgenommen wird.
Meine Meinung ist also das es im Pc Bereich bei Zwangskühlung durch Luftstrom eher irrelevant ist und vernachlässigt werden kann.
Will nicht mal jemand seinen Kühlkörper lackiern und eine Messung vornehmen?

 

[Moo Rhy]

Dann musst du aber auch den isolierenden Effekt des Lacks berücksichtigen. Außerdem wäre dann der Lack das strahlende Material. Du willst aber den Unterschied zwischen silbernem und schwarzem Aluminium untersuchen.

 

[Palomino2000]

OK,aber hat denn irgendeiner von euch einen Beleg,dass es einen messbaren Unterschied zwischen schwarzen CPU-Kühlkörpern und normalen CPU-Kühlkörpern gibt?

Nein, weil der Anteil an Wärmestrahlung vernachlässigbar ist gegenüber der direkten Abgabe an die Umgebungsluft.

mfg

 

[Buffo]

Danke Moo Rhy, Xmd5a und Palomino, mir ist es fast zu blöd geworden.

Ich hab leider nur einmal Messung bei bestimmter Temperatur durchgeführt, wie sich allein durch die Oberflächenbeschaffenheit die Intensität und Wellenlänge der Wärmestrahlung ändert. Wenn ich bei diesen schon etwas höheren Temperaturen von ca. 500K+ die niedrigen Unterschiede betrachte, kann es auf ein Auto gar keinen Unterschied haben (und erst recht nicht bei einem CPU-Kühler). Bei einem Auto wird viel wichtiger sein, wie gut der UV-Filter der Scheiben ist, oder wenn dann schon der Innenraum.

Ich bin auch schon in mehreren weißen und schwarzen Autos gefahren, habe keinen Unterschied feststellen können. Aber es gibt ja auch Leute, die Wasseradern suchen, ihr Bett in Richtung der Feldlinien des Erdmagnetfeldes aufstellen oder nachts ihren TV abdecken damit sie nicht durch die Strahlung beim Schlafen gestört werden.

Alles aus gefährlichem Halbwissen, Aberglaube und Pseudowissenschaftssendungen im TV und eben solchen Artikeln im Internet entstanden.