MeisterKühler

MK-Prüfstation

Der Meisterkühler-Kühlerprüfstand

  1. Intro
  2. Einleitung
  3. Elektronik
  4. Das Netzteil
  5. Grundgerüst und Gehäuse
  6. Wasserkreislauf
  7. Die Halterungsmodule
  8. Software und Auswertungen
  9. Ablauf der Messungen
  10. Eigenbaukühler
  11. Schlusswort und Fazit
  12. Danksagung und Sponsoren




 

Der Wasserkreislauf

Die Pumpe

Als Pumpe für die MK-Kühlerprüfstation haben wir uns für eine Laing DDC-1T entschieden die zur Laing DDC-1Plus umgelötet wurde.

In unserem Artikel: Laing DDC-Pumpe, ein Erfahrungsbericht (link fehlt) haben wir die Laing-Wasserpumpe näher testen können.

Weitere Informationen findet sind im Forenbeitrag gleichen Namens zu finden:
Laing DDC-Pumpe, ein Erfahrungsbericht (link fehlt)

Zur Pumpe selbst muss wohl zusätzlich nicht mehr viel geschrieben werden, da sie seit mehreren Jahren auf dem Markt ist und eine sehr hohe Pumpleistung bereit stellt. Die von uns eingesetzte Ultra-Ausführung (Laing DDC-1Plus mit Custom Deckel) gehört zu den stärksten aber auch zu den lautesten 12-Volt-Pumpen die in PC-Wasserkühlungen im Einsatz sind. Für einen Prüfstand wie den unseren wollten wir die Möglichkeit haben ein breites Spektrum an Testkriterien abzudecken. Dazu zählt auch die Frage wie sich der Wasserdurchsatz auf die Testergebnisse auswirkt. Mit einer starken Pumpe wie der Laing DDC-1Plus lassen sich sowohl sehr hohe Durchflusswerte einstellen, wie sie eher selten in realen Setups anzutreffen sind, aber auch niedrigere Volumenströme sind realisierbar. Die Lautheit der Pumpe spielt für den Prüfstand keine Rolle.

Der ursprünglich verwendete Alphacool-Deckel aus Plexiglas wurde zugunsten eines Delrin-Deckels von EK Waterblocks ersetzt (EK-DDC X-Top Laing DDC V2). Delrin (POM) ist auf Dauer bruchsicherer und der neue Deckel erzeugt durch seine strömungsoptimierte Innenkontur noch weniger Verluste.

 

Nach dem Umbau weist unsere Wasserpumpe die folgenden Leistungsdaten auf:

Technische Daten Laing DDC-Pumpe 12V Ultra

[*]Abmaße: (BxTxH) 62x62x38 Millimeter (Ohne Anschlüsse)
[*]Abmaße Delrin-Deckel: 67×62×20 Millimeter (Ohne Anschlüsse)
[*]Motorbauart: Elektronisch kommutierter Kugelmotor
[*]Nennspannung: 12 Volt DC Gleichspannung
[*]Gewicht: 400 Gramm
[*]Spannungsbereich 6 bis 13,2 Volt
[*]Förderhöhe bei 12V: 4,7 Meter
[*]max. Förderleistung: 600 L/h

Sensoren

Die Wassertemperatur wird im MK-Kühlerprüfstand über einen der DS18(S)20-Sensoren ermittelt. Dieser ist einem handelsüblichen Verschlussstopfen untergebracht, welchen wir aufgebohrt und den Sensor darin passend versenkt haben. Der Sensor ist im Ausgleichsbehälter (Aquatube Delrin) des Systems untergebracht. Die Position ist schwer einzusehen, weshalb wir uns an dieser Stelle kein Bildmaterial zur Verfügung stellen können.
Der Delrin-Körper des Ausgleichsgefässes bietet jedenfalls Schutz vor thermischen Schwankungen. Zusätzlich wurde der Sensor von außen mit einer zehn Millimeter starken Kaiflexmatte bedeckt um Beeinflussungen durch Zugluft zu vermeiden.

Der Durchflusssensor

Bei den Tests können wir auf die Daten unseres GMR Durchflusssensors zurück greifen, den uns Aquatuning freundlicherweise zur Verfügung stellte.

Der GMR-Sensor basiert auf der üblichen Messtechnik mit einem Flügelrad im Wasserstrom, dessen Umdrehungsgeschwindigkeit berührungslos über einen sogenannten Hallsensor abgegriffen wird. Das so erzeugte Impuls-Signal wird direkt an die WPS-Elektronik zur Auswertung weitergeleitet.

Bei unseren Messungen werden die zu prüfenden Wasserkühler jeweils bei drei Volumenströmen getestet.
Zunächst wird beim jeweiligen Maximaldurchfluss des Wasserkühlers geprüft. Das bedeutet, dass der Kühler neben dem konstanten Widerstand des Kreislaufs den einzigen Widerstand darstellt.
Anschließend werden für zwei weitere Durchläufe noch zwei konstante Volumenströme künstlich über einen Kugelhahn eingestellt. Wir haben uns dabei auf die Werte 150 L/h und 60 L/h festgelegt, da diese das übliche Durchfluss-Spektrum vieler Wakü-Systeme beinhalten und ein weites Feld aufspannen in dem sich mögliche Durchflussabhängigkeiten zeigen müssten, so sie denn vorhanden sind.

Wir drosseln zu diesem Zweck nicht wie vielfach üblich die Pumpe sondern nutzen einen Kugelhahn, um möglichst alle kreislaufspezifischen Parameter konstant zu halten. Der Kugelhahn fungiert dabei lediglich als zusätzlicher Widerstand zum Prüfling selbst.
Sollte ein Wasserkühler derart restriktiv aufgebaut sein, dass 150 L/h auch ohne zusätzliche Querschnittverengung per Kugelhahn nicht möglich sind so wird zusätzlich zum Maximalwert nur mit 60 L/h gemessen.

Die Mittelwerte des Prüfzeitraums mit maximal möglichem Durchfluss fließen später in das Auswertungsblatt eines jeden Kühlers ein. Die Ergebnisse mit gedrosseltem Durchfluss können unseren Kühlercharts entnommen werden.

 

Das Auslitern des DFM

Zum sogenannten Auslitern des gesamten Systems bedienten wir uns eines industriell genutzten mechanischen Schwebekörper-Durchflussmessers. Der Durchflussmesser wird an seinem unteren Anschluss vom Wasser durchströmt und hebt die inliegende Stahlkugel in Abhängigkeit des Wasserdrucks auf ein entsprechendes Niveau. Dieses Niveau ist auf einer außen angebrachten Skala abzulesen. Nach Ermittlung der Durchflussmenge ist die entsprechende Pulsrate in der WPS-Software eingestellt worden.

Manometer (optionales Zubehör)

Optional, jedoch nicht im Standard-Prüfkreislauf integriert, stehen uns zwei Manometer zur Verfügung mit denen wir den Druckabfall zwischen Kühlereingang und -ausgang ermitteln können.
Diese Werte dienen jedoch lediglich internen Zwecken. Sie werden nicht in der Auswertung oder in den Kühlerchartblättern aufgeführt, da die Manometer nicht Bestandteil des Standard-Aufbaus sind.

Der Radiator

Bei der Planung des MK-Teststandes haben wir uns für den weit verarbeiteten MagiCool XTREME Tripple 360 Radiator entschieden, da dieser die von uns eingespeiste Wärmeleistung gut abführen kann und als widerstandsarm gilt. Dass der Radiator nicht das Nonplusultra für langsam drehende Lüfter darstellt soll uns beim Prüfstand nicht stören. Die Lüfter dürfen hier ruhig etwas schneller drehen.
Der Radiator ist ein klassischer sogeannnter Netzradiator, wie die meisten Radiatoren die in Wakü-Setups anzutreffen sind. Die parallel durchströmten flachen Kupferkanäle mit großem Gesamtquerschnitt sorgen bei Netzradiatoren für einen geringen Strömungswiderstand bei gleichzeitig großer Wärmeabgabefläche.

Technische Daten MagiCool XTREME Tripple 360 Radiator:

[*]Material: Kupferlamellen, Vorkammern aus Messing
[*]Abmaße: (L x B x H): 398x122x45 Millimeter
[*]Anschlüsse: G1/4″
[*]Gewicht: ca. 1.750 Gramm
[*]Montierbarkeit: 12x M3-Gewinde oben (für 3×120-Millimeter-Lüfter),12x M3-Gewinde unten (für 3×120-Millimeter-Lüfter)
[*]Druckgetestet: 8 Bar
[*]Anschluss: 2x Gewinde G 1/4 Zoll

Rückwärtige Ansicht:
MagiCool XTREME Tripple 360 Radiator mit Lüftern und Staubfiltern:

Die Radiatorlüfter

Der Radiator wird durch drei besonders langlebige und qualitativ sehr hochwertige Papst 4412 F/2 GLL Lüfter (120mm-Variante) mit Luft versorgt. Diese sorgen für eine gleichmäßige und gleichbleibende Frischluftzufuhr zur Kühlung des Radiators.
Die zusätzlich montierten Staubfilter werden regelmäßig gereinigt und sollen verhindern, dass sich die Kühlleistung des Radiators aufgrund von Staubablagerungen mit der Zeit verändert.

An den drei Lüftern liegt eine analog geregelte Spannung von 7 Volt an. Die WPS-Steuersoftware gibt dabei eine Drehzahl der Lüfter von ca. 900 U/min aus. Die Lüfterdrehzahl wird während der Tests aufgezeichnet und in den Kühlerdatenblättern als Mittelwert dokumentiert.

Technische Daten Papst 4412 F/2 GLL

[*]Abmaße : 120 x 120 x 25 Millimeter
[*]Gewicht : 175 Gramm
[*]Anschluss : 3-pin-Molex
[*]max. Luftstrom : 94 m³/h
[*]Lüftertyp : Sintec
[*]max. Drehgeschwindigkeit : 1600 U/min
[*]Geräuschentwicklung : 26 dBA
[*]Leistungsaufnahme : 1,25 Watt
[*]Nennspannung : 12 Volt
[*]Betriebsspannung im Prüfstand: 7 Volt

Der Ausgleichsbehälter

Nach mehreren Umbaumaßnahmen wird in der MK-Kühlerprüfstation letztendlich eine Aquatube in der Delrin-Ausführung mit G1/4″-Gewinden von AquaComputer verwendet, die uns freundlicherweise von Aquatuning zur Verfügung gestellt wurde.

 

Der Ausgleichsbehälter wurde mit der Öffnung nach oben in der Arbeitsplatte des Prüfstand-Unterbaus integriert, um die Kühlmittelverluste beim Kühlerwechsel einfach ausgleichen zu können.

 

Als Wasserzusatz benutzen wir demineralisiertes Wasser mit Glysantin G48 in einem Verhältnis von ca. 1:15.

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Comments

  1. Vielen Dank für die Beschreibung. Jetzt kann das “Wasserkühler” testen los gehen ! 😉

  2. Ist es ja schon, genaugenommen.

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