120-mm-Lüfter vs. 140-mm-Lüfter: PC-Lüftergrößen erklärt

Einführung

Beim Zusammenbau eines neuen PCs werden Gehäuselüfter oft vernachlässigt. Sie werden meist als rein ästhetisches Detail betrachtet. Dabei hängt die optimale PC-Leistung maßgeblich von der Wahl des richtigen Lüfters ab. Dessen Qualität beeinflusst die Lautstärke, die Lebensdauer der Komponenten und die Leistung der Gaming-Hardware. Zudem verringert sie das Risiko von Überhitzung und wirkt sich positiv auf den Stromverbrauch aus.

Wenn Sie sich endlich für den Kauf eines PC-Gehäuselüfters entschieden haben, sollten Sie als Erstes die Größe berücksichtigen. Es gibt Lüftergrößen von 80 mm bis 200 mm. Zwei Größen, 120 mm und 140 mm, sind jedoch aufgrund ihrer Kompatibilität mit den meisten PC-Gehäusen am weitesten verbreitet. Zwar lassen sich beide Größen in den meisten PC-Gehäusen verbauen, doch die Wahl der richtigen Größe kann sich tatsächlich auf die Energieeffizienz Ihrer Hardware und die gesamte Kühlleistung auswirken. In diesem Artikel werden beide Größen getestet und ihre Auswirkungen auf die PC-Hardware im praktischen Einsatz detailliert analysiert.

Direkter Vergleich: 120-mm- vs. 140-mm-Lüfter

Luftstrom und Kühlleistung

Beim Vergleich zweier gängiger Größen fällt zunächst der Platzbedarf und der Luftdurchsatz auf. Hierbei hat der 140-mm-Lüfter einen deutlichen Vorteil. Seine Oberfläche ist 36 % größer als die des 120-mm-Lüfters. Das bedeutet, dass der größere Lüfter bei gleicher Drehzahl ein deutlich höheres Luftvolumen fördert.

Der Luftdurchsatz ist der entscheidende Parameter bei PC-Lüftern. Ein 140-mm-Lüfter kann bis zu 97 CFM (Kubikfuß pro Minute) fördern, während ein 120-mm-Lüfter maximal 74 CFM erreicht. Da sie größer sind, verteilen sie die Luft effizienter. Das bedeutet, dass die kühle Luft mehr Komponenten wie RAM und VRM-Module erreicht. Falls ein gezielter Luftstrom benötigt wird, bietet der 120-mm-Lüfter eine bessere Leistung. PC-Nutzer können den 120-mm-Lüfter direkt vor der M.2 NVMe SSD montieren, um diese zu kühlen und thermisches Throttling zu verhindern. Alternativ können sie sich auf die Grafikkarte konzentrieren.

In Praxistests zeigte sich, dass drei 140-mm-Lüfter die Luftzirkulation deutlich verbessern. Selbst unter Volllast mit einer High-End-Grafikkarte und -CPU erreicht das System oft eine stabile Temperatur von 78 °C. Diese Ergebnisse wurden unter durchschnittlichen Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen erzielt.

Vergleichstabelle für Luftstrom und Größe

Lärmpegel und Akustik

Größere Lüfter benötigen im Vergleich zu kleineren Lüftern eine geringere Drehzahl, um die gleiche Luftmenge zu bewegen. Das Ergebnis ist ein deutlich leiserer Computer. Analysiert man die Geräuschquelle, zeigt sich, dass die Lüfterblätter die Luft mit einer bestimmten Geschwindigkeit durchschneiden. Eine höhere Geschwindigkeit führt zu einem höheren, pfeifenden Geräusch. Anstatt dem rauen, lauten Geräusch von 120-mm-Lüftern zuzuhören, bevorzugen die meisten Nutzer das gleichmäßige Summen eines größeren Lüfters.

Durch die Verwendung hochwertiger Konstruktionsmaterialien können die Lüfterblätter eines 120-mm-Lüfters im Vergleich zu minderwertigen Lüftern eine bessere Leistung erbringen. Die geräuschverursachenden Turbulenzen werden reduziert, wodurch das dröhnende Geräusch kleiner Lüfter verringert wird. Ein hochwertiger 120-mm-Lüfter, der mit 1100 U/min dreht, erzeugt etwa 17,2 dBA. Im Vergleich dazu erreicht ein minderwertiger 140-mm-Lüfter, der mit 950 U/min läuft, 28,5 dBA.

Der entscheidende Unterschied liegt in der Verwendung von Silikon-Stoßdämpfern und Dämpfungselementen. Diese verhindern, dass das gesamte PC-Gehäuse zu Klappergeräuschen beiträgt. Moderne Lüfter mit 4-Pin-Anschluss ermöglichen eine präzise Drehzahlregelung per Pulsweitenmodulation (PWM). So lässt sich die Drehzahl bedarfsgerecht anpassen, um den Geräuschpegel zu reduzieren.

Statischer Druck und Widerstand

Einer der wichtigsten Faktoren für den Geräuschpegel ist der statische Druck. Er beschreibt die Fähigkeit des Lüfters, einen Druckunterschied zu erzeugen, der den Luftstrom über alle Hindernisse im PC-Gehäuse hinweg in Gang setzt. Die Maßeinheit ist mmH₂O. Kleinere Lüfter weisen im Vergleich zu größeren einen höheren statischen Druck auf.

• 120-mm-Lüfter: 4,38 mm H₂O
• 140-mm-Lüfter: 3,79 mm H₂O

Ein höherer statischer Druck bedeutet, dass der Lüfter bei niedrigerer Drehzahl ein größeres Luftvolumen fördert. 120-mm-Lüfter eignen sich daher besonders für Kühlaufgaben, die einen hohen Luftdruck erfordern. Sie sind besonders nützlich, um Luft über einen dichten Flüssigkeitskühlungsradiator in AIO-Systemen zu leiten. Sie können mehr Luft bei niedrigerer Drehzahl durchlassen. Beispielsweise kann ein 360-mm-AIO-System bei gleichem Geräuschpegel sogar eine bessere Leistung erbringen und die CPU-Kühlung um 4 °C senken als 140-mm-Alternativen.

Technische Faktoren, die die Leistung beeinflussen

Drehzahl und Rotationsdynamik

Der kleinere 120-mm-Lüfter ist für hohe Drehzahlen ausgelegt. Typischerweise erreicht er Drehzahlen zwischen 1200 und 2000 Umdrehungen pro Minute (U/min). Im Vergleich dazu startet der 140-mm-Lüfter mit 600 U/min und erreicht bei maximaler Drehzahl 1200 U/min. Größere Lüfter weisen tendenziell eine höhere Zentrifugalkraft auf, da die Abmessungen des 140-mm-Lüfters vom Zentrum nach außen reichen. Dies führt zu einer höheren Materialbelastung. Daher betreiben Ingenieure sie mit niedrigeren Drehzahlen, um die dynamische Stabilität zu gewährleisten.

Kleinere 120-mm-Lüfter erzeugen einen höheren statischen Druckgradienten. Dadurch können sie Luft in das PC-Gehäuse pressen. Die Druckluft versucht, durch kleinste Spalten ohne Filter zu entweichen. Da die Luft durch diese Spalten nach außen strömt, ist das Eindringen von Staub ins Gehäuse praktisch ausgeschlossen. Moderne PWM-Lüfter passen ihre Drehzahl zudem anhand von Temperatursensoren an. Sobald die Temperatur sinkt, reduzieren sie ihre Drehzahl.

Lagertechnologie und Langlebigkeit

Eines der wichtigsten Bauteile eines jeden PC-Lüfters ist das Lager. Es bestimmt direkt die Lebensdauer des Lüfters. Hier sind einige wichtige Merkmale, die Sie beachten sollten:

• Ölgelagerte Lüfter: Lüfter mit flüssigkeitsgelagerten Lagern, auch bekannt als hydraulische oder fluiddynamische Lager, gelten als Premiumprodukte. Zwischen den beweglichen Teilen befindet sich ein mikroskopisch dünner Ölfilm.
• Widerstand minimieren: Entscheidend ist die Konstruktion eines Lagers mit minimalem Innenwiderstand. Die Welle von Lüfter und Motor muss so gestützt werden, dass ihre Rotationskräfte nicht behindert werden.
• Lebensdauer: Dank der außergewöhnlichen Leistungsfähigkeit von FDB können sie mehr als 30.000 bis 40.000 Stunden ohne Ausfall halten.
• Materialwahl: Hochwertige Ventilatoren sind oft mit Wellen aus Kupferlegierung und wärmeableitenden Stahlplatten ausgestattet. Der kühlere Betrieb verlängert die Lebensdauer des Ventilatormotors um 10 Jahre.
• Magnetlager: Die absolute Spitze der Ingenieurskunst sind Magnetantriebe und sogenannte „Maglev“-Lager. Sie nutzen Magnetkräfte, um die Welle in der Nabe zu halten. Dadurch wird jegliche Reibung eliminiert. Diese Lüfter sind absolute Spitzenklasse und nur für einen speziellen Anwendungsbereich geeignet.

Hinweis: Die Lebensdauer der Lüfterlager hängt von der Betriebstemperatur ab, welche wiederum von der Umgebungstemperatur beeinflusst wird.

Stromverbrauch und Effizienz

Die meisten Nutzer halten den Stromverbrauch von Lüftern für vernachlässigbar. Bei großen PC-Gehäusen wie Full-Towern sollte man den Stromverbrauch jedoch berücksichtigen. Große Lüfterblätter sind schwer und benötigen daher mehr Strom. Sie verbrauchen etwa 3,6 W, im Vergleich zu den 1,8 W eines 120-mm-Lüfters. Die Effizienz lässt sich jedoch nicht allein anhand des Stromverbrauchs beurteilen.

Bei Computern bieten 140-mm-Lüfter im Vergleich zu 120-mm-Lüftern eine höhere Energieeffizienz, da sie pro verbrauchter Energieeinheit ein größeres Luftvolumen fördern. Die 140-mm-Lüfter erreichen einen Wirkungsgrad von 18 %. Moderne Lüfter sind in Reihe schaltbar, sodass mehrere Lüfter mit nur einem Kabel verbunden werden können. Dies vereinfacht den Zusammenbau erheblich.

Abschluss

Falls Sie bezüglich der Lüftergröße noch skeptisch sind, fassen wir die gesamte Diskussion in präzisen Stichpunkten zusammen. Dies wird Ihnen eine schnelle und klare Entscheidungsfindung ermöglichen.

• Wählen Sie 120 mm, wenn Sie einen hohen statischen Druck und ein Gehäuse mit Überdruck benötigen. Sie eignen sich hervorragend für Radiatoren und dicht bestückte PC-Gehäuse mit vielen Kabeln.
• Entscheiden Sie sich für 140 mm, wenn Sie Wert auf geringe Geräuschentwicklung legen und ein PC-Gehäuse mit hohem Luftdurchsatz besitzen.

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