Kreislauftemperatur, Reihenfolge der Komponenten usw.

Duke711

Lt. Commander
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Die Frage im Titel wird ja sehr oft gestellt, auch wird meist nach Rat bezüglich der Größe des Radiators etc. gefragt.
Wer noch nicht die nötige Erfahrung hat, weder die Möglichkeit hat alles nach zu messen oder sich einfach den Aufwand ersparen will, kann evtl. mit dieser Sheet seine Fragen beantworten.

Was kann diese Sheet?

Die Sheet berechnet Kreislauftemperaturen, sowie die Temperatur von CPU und GPU. Dabei lässt sich die Kreislaufreihenfolge frei definieren. Ebenso die Anzahl der CPUs und GPUs, sowie Radiatoren. Auch können unterschiedliche Radiatorgrößen ausgewählt werden. Die Lüftergeschwindigkeit, Raumtemperatur und Pumpendrehzahl ist ebenso parametriesiert. Es wird zugleich neben der Kreislauftemperatur auch der zu erreichende Durchfluss berechnet. Zur Auswahl der Pumpen stehen D5 und DDC. Man kann auch mehrere Pumpen seriell einbauen und vieles mehr.


Auf welche Komponenten basiert die Sheet:

- Intel 9900K; AMD 3700X, Alphacool XPX, D5, DDC, 2080 Ti; Lüfter Noctua F12

Da die Kühler sowie so alle sehr ähnlich sind, würde es keinen Mehrwert bieten noch andere Kühler zu integrieren.

Man kann unter den erweiterten Parametern (unten rechts)

2.jpg


Im gewissen Rahmen auch die Parameter so verändern, das man evtl. andere CPUs berechnen kann. Die Wärmestromdichte bezieht sich aber weiterhin an einem 9900K und 3700X.



Ein Kleine Anleitung:


++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
UPDATE:


Da die Iterative Berechnung langsam war und gelegentlich zu Fehlern geführt hat, wurde diese nun entfernt. Als Ersatz muss nun die Temperatur durch einfaches Copy und Paste der Tabelle händisch angepasst bzw. korrigiert werden:

Unbenannt.jpg



+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++



Alle rot markierten Felder sind Auswahlisten für die Komponentenauswahl:
2.jpg



Nach der Komponentenauswahl kann der Kreislauf nun frei gestaltet werden. Gesetzt sind lediglich AGB und Pumpe, man kann aber auch weitere Pumpen integrieren, die Pumpen müssen aber vom gleichen Typ sein:
21.jpg



Sollte dies erledigt sein, kann man nun die automatische Berechnung wieder aktvieren. Nun nun werden einige Iterationen durchlaufen. Die Kreislauftemperaturen
23.jpg



Die Berechnung erfolgt aber nicht vollkommen automatisiert, zu beachten ist hierbei das Kontrollfeld. Die Berechnung ist erst dann konvergiert bzw. richtig, wenn die Werte der zugeführten Leistung gleich der abgeführten Leistung ist. Toleranz 0,5 W. Hier scheint dann das Wort "OK". Die Temperatur muss händisch angepasst werden.

Eine obsolete Berechnung mit der entsprechenden Anweisung schaut wie folgt aus:
24.jpg


Die zugeführte Leistung ist nicht gleich der abgeführten Leistung. Im Feld steht die Anweisung "Temperatur erhöhen". Ebenso ist zu erkennen, dass die AGB Zulauftemperatur nicht indentisch ist: 31,15 zu 31,10 °C. Hier muss jetzt manuell die Temperatur "31,1 °C" solange erhöht werden, bis die Divergenz nicht mehr besteht. Bei einer Toleranz < 0,5 W Watt erscheint dann im Textfeld "OK".


Link wegen der Größe (75 MB) nur extern:
https://www.dropbox.com/scl/fi/hmqg...auf.xlsx?dl=0&rlkey=9dxbzdwiv3fwgbh6id82r654w
 

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Schöne Arbeit.
Jetzt das ganze bitte noch als simulink Modell.
Das kann man dann noch schön an seine eigenen Gegebenheiten anpassen ;)
 
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Also bei mir geht nichts unter einem richtigen 3D-CFD Modell, so hat man alles inkl. bunter Bilder und Stromlinien.
Spaß beiseite, ich finde das auch ganz schön beeindruckend. Ich hätte es gerne "mal schnell" geprüft, aber dafür ist das dann doch viel zu umfangreich.
Was mich auf den ersten Blick nur irritiert hat, waren die die ganzen α bei den erweiterten Eingaben. Mit α beschreibt man gewöhnlich einen Wärmeübergangskoeffizienten an ein anderes Medium (Konvektion), hier sind ja Wärmeleitfähigkeiten gemeint, die normalerweise mit λ beschrieben werden. Ist aber nur Geschmackssache.
Ich schaue es mir auf jeden Fall noch weiter an, ist spannend.
 
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Habe nochmal ein bisschen herumgestöbert. Einen Fehler habe ich schonmal gefunden, und zwar gibt es in mehreren Feldern einen Verweis auf einen fixen Ordner, was bei mir natürlich so nicht klappt. Das müsste ja eigentlich auch als "interner" Verweis funktionieren, oder?

1612537194968.png


PS: Ich hätte ja lieber was auf physikalischer Seite zu mopern gehabt, aber dazu bin ich noch nicht gekommen :)

PPS: Der Screenshot kommt übrigens aus der Mappe "Intel 9900K", verweist aber auf "AMD 3700 sek" anstatt auf "Intel 9900K sek". Ohne jetzt groß geprüft zu haben, was die Formeln machen, wird das wahrscheinlich nicht richtig sein.
 
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larrynator schrieb:
Habe nochmal ein bisschen herumgestöbert. Einen Fehler habe ich schonmal gefunden, und zwar gibt es in mehreren Feldern einen Verweis auf einen fixen Ordner, was bei mir natürlich so nicht klappt. Das müsste ja eigentlich auch als "interner" Verweis funktionieren, oder?

Anhang anzeigen 1037369

PS: Ich hätte ja lieber was auf physikalischer Seite zu mopern gehabt, aber dazu bin ich noch nicht gekommen :)

PPS: Der Screenshot kommt übrigens aus der Mappe "Intel 9900K", verweist aber auf "AMD 3700 sek" anstatt auf "Intel 9900K sek". Ohne jetzt groß geprüft zu haben, was die Formeln machen, wird das wahrscheinlich nicht richtig sein.

Danke für die Mitteilung, habe ich nun behoben und den Downloadlink aktualisiert.
 
Update:

- Schalldruckpegel und Lautstärke der Lüfter in Abhängigkeit der Anzahl und Drehzahl, bezieht sich auf einen F12

- Korrektur des Datensatzes von Mora und Nova

- Wärmeeintrag der Pumpe wird nun berücksichtigt, nur aber bis zum zweiten Slot nach der Pumpe 1.
 
Richtig gut! Vielen Dank für die Arbeit.

Von deiner Warte her: Kann man – natürlich mit einem gewissen Fehler – die Werte skalieren? Wenn z.B. eine CPU mit nur 30W Leistungsaufnahme (z.B. ein i3 der 9. Generation) hat und eine Grafikkarte mit 160W (z.B. eine RTX 2060). Oder driften die Werte dabei zu sehr ab?

Welche Werte müsse ich wählen, wenn ich auf eine Kombilösung aus Pumpe und AGB setzen würde? Reicht es einfach keinen Schlauch zwischen Pumpe und AGB vorzusehen und das AGB Volumen anzupassen?

Wie könnte ich sinnvoll X-Flow Radiatoren abbilden?

Und was wäre, wenn ich aus baulichen Gründen die Lüfter nur im reinen Pull-Modus verbauen könnte?

Vielen Dank!
 
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@spaboleo

Also bei der Vorlage; 2080 TI und 2080, sowie 9900 K kann man beliebige Leistungen eingeben.

Die 2060 hat eine DIE Größe von 445 mm². Bezüglich der 2080 sind es 556 mm². Im Prinzip reicht es die Wärmestromdichte in einem Verhältnis zu setzten. Bedeutet 200 Watt GPU bei der 2080 entsprechen 0,36 W/mm². Wenn ich jetzt die 0,36 m² mit 445 mm² multipliziere, dann entsprechen das 160 Watt GPU bezüglich der 2060. Die GPU Temperatur der 2060 wird bei 160 Watt genauso warm wie bei 200 Watt bezüglich der 2080. Das kann man z.B: in der erweiterten Eingabe der GPU über den "Pfaktor Core" berücksichtigen. Denn dieser Parameter multipliziert die eingegebene Kartenleistung mit den "Pfaktor Core" umd daraus die netto GPU Leistung zu berechnen. 556 mm² /445 mm² entspricht ein Verhältnis von 1,25. Um diesen Verhältnis kann man dann den "Pfaktor Core" anpassen. Also Pfaktor Core * Verhältnis.

Bei der CPU wird es ungenauer. Bzw. wenn man die tatsächliche DIE Größe der Rechenkerne über DIE Shoots:
1613418964514.png



Mit einander vergleicht und dann wieder die Wärmestromdichte miteinander in einem Verhältnis setzt, dann kann man die Abweichung sogar gering halten. Unter der erweiterten Eingabe "CPU" kann man ja einige Parameter verändern bzw. auf die jeweilige CPU anpassen:

  • "SDie" Dicke des DIE
  • "SHS" Dicke des Heatspreader

usw.


Zwischen AGB und der ersten Pumpe kann man ohne hin kein Schlauch setzen. Im Schlauch wird zwar die Abkühlung berücksichtigt. Aber genauso gut kann man die Schläuche auch alle zum Ende als Komponente setzen. Da die Abkühlung in den Schläuchen eher bei 0,0x K liegt und kaum eine Relevanz hat.

Die XFlow könnte man über ein Korrekturfkator der Leistung, unter "r1 - r4" ändern. Jeweils in der Spalte E7. Z.B. E7 = P8 * Korrekturfaktor. Da die XFlow nur eine Mehrleistung von 2- 8 % haben, ist es ohne in fraglich wie sinnvoll das ist. Viel genauer als +-10% bezüglich der Radiatorleistung ist die Sheet ohne hin nicht.
 
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Auch das ist durchweg schlüssig. Perfekt erklärt 👌
Ich werde die Tabelle mal ein wenig rechnen lassen. Danke Dir!

Hast du zufällig auch Vergleichswerte wie sich eine Pull-only Lüftermontage gegenüber einer Push-Variante verhält?
Der Bauraum ist leider stark begrenzt. Durch Pull-only ließen sich die Fittings neben den Lüftern verbauen, anstatt auf beiden Seiten des Radiators aufzutragen.
 
Nein habe solche Vergleichswerte nie erstellt, dürfte auch hier wieder nur bei einstelligen Prozenten bewegen. Da sollten sich aber entsprechende Test/Publikationen recherieren lassen. Ist immer die Frage wie relevant das ist. Ein bedeutend größerer Faktor ist da schon der Verschmutzungsgrad, wie Staub etc. Das ist gerade in der Industrie ein großes Thema und deshalb werden die Radiatoren deutlich größer ausgelegt.
 
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Mal ein Beispiel:

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Die CPU profitiert vom geringeren Volumenstrom und dem angeblich kälteren Wasserzulauf, eher wohl nicht.
 

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Update:

Fehler bezüglich Berechnung der Wärmekapazität behoben
 
Update:

Die iterative Berechnung wurde entfernt, siehe Anleitung.

Gandalf2210 schrieb:
Schöne Arbeit.
Jetzt das ganze bitte noch als simulink Modell.
Das kann man dann noch schön an seine eigenen Gegebenheiten anpassen ;)
Würde ja eigentlich nur Sinn machen wenn in Simulink die Komponenten zur Bibliothek aufgenommen werden, dann kann man sich den Kreislauf einfach zusammenstellen, auch mit paralleler Anordnung. Wenn Du das so umsetzen möchtest, kann ich Dich dabei gerne unterstützen. Alleine wäre mir das zuviel an Aufwand.
 
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