Glykolkonzentration im Kühlkreis von Rechenzentren dauerhaft im Blick
Der LiquiSonic® Sensor bestimmt den Glykolanteil im Wasser‑Glykol‑Gemisch direkt in der Leitung. Ohne Probenzug, ohne optisches Fenster, ohne Nachkalibrierung.
Derselbe Sensor erkennt Gasblasen im Medium und gibt sie als Störgröße aus. Damit steht auch nach Servicearbeiten fest, in welchem Zustand der Kreislauf wirklich läuft.
Messwert im Sekundentakt
Konzentration und Temperatur laufend, nicht erst im Serviceintervall
Nichts zu reinigen
Kein Prisma, keine Membran, keine Verschleißteile im Medium
Gasblasen sichtbar
Lufteintrag nach Befüllung und Servicearbeiten wird als Störgröße ausgegeben
Skid, Rohrleitung, CDU
Nachrüstung im Bestand oder ab Werk im Gerät verbaut
Die Glykolkonzentration in einem flüssiggekühlten Rechenzentrum lässt sich mit einem LiquiSonic®‑Ultraschallsensor unmittelbar in der Rohrleitung bestimmen. Gemessen wird die Schallgeschwindigkeit im Wasser‑Glykol‑Gemisch; der Temperatureinfluss wird mitgemessen und herausgerechnet. Aus dieser physikalischen Größe folgt der Glykolanteil eindeutig, ohne Probenahme, Titration oder Referenzflüssigkeit.
Verschiebt sich das Mischungsverhältnis, etwa durch Nachspeisung mit Reinwasser, durch Fremdwasser aus dem Wärmetauscher oder durch eine abweichende Charge, ist das im Trend zu sehen, bevor Frostschutz und Wärmeübergang die Spezifikation verlassen.
Zwischen zwei Proben ist der Kühlkreis ein blinder Fleck
Direct‑to‑Chip‑Kühlung führt den Großteil der Serverabwärme über ein Wasser‑Glykol‑Gemisch ab. Der Frostschutz sichert die Leitungen im Freien, das Inhibitorpaket schützt Kupfer und Aluminium in Kanälen unter einem Millimeter. Beides hängt am Mischungsverhältnis, und das verschiebt sich leise: durch Nachspeisen, durch Streuung zwischen Liefergebinden, durch Glykolabbau bei dauerhaft hoher Vorlauftemperatur. Auffällig wird es erst, wenn Leistung fehlt.
Wo die Konzentration wandert
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Nachspeisen mit Reinwasser verdünnt das Gemisch unbemerkt
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Chargenstreuung zwischen Gebinden und Lieferungen
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Fremdwasser über einen undichten Wärmetauscher
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Verdampfung an Hochpunkten und Ausdehnungsgefäßen
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Glykolabbau bei hoher Betriebstemperatur
Was daraus folgt
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Der Frostschutz ist nicht mehr belegbar
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Wärmeübergang sinkt, Pumpenergie steigt
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Korrosion und Biofilm in Cold Plates und Wärmetauschern
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Abweichung von der Fluidspezifikation des Hardwareherstellers
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Kühlmittelwechsel nach Kalender statt nach Zustand
Grenzen der üblichen Prüfung
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Handrefraktometer und Brix‑Ablesung: punktuell und temperaturabhängig
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Laborprobe und Titration: Ergebnis Tage später
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Leitfähigkeit folgt Salzen und Inhibitor, nicht dem Glykolanteil
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Dichtebasierte Messung reagiert auf Gasblasen und Einbaulage
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Inline‑Refraktometer: das Prisma belegt sich im Kreislauf
LiquiSonic® Sensor: Ultraschall mitten im Kreislauf
Zum Einsatz kommt ein Sensor der LiquiSonic® Baureihe, ausgelegt auf die Überwachung der Kühlmittelintegrität und dabei ohne jede Wartung. Zwei Ultraschallwandler sitzen in festem Abstand im Sensorkopf. Aus der Laufzeit eines Pulses und der bekannten Messstrecke ergibt sich die Schallgeschwindigkeit, aus ihr der temperaturkompensierte Glykolanteil. Der Wert ist absolut, er wird nicht gegen eine Referenz nachgezogen.

Eine Stoffgröße, keine Ersatzgröße
Farbe, Trübung, Inhibitorfarbstoff und Leitfähigkeit ändern das Messergebnis nicht. Gemessen wird eine physikalische Eigenschaft des Gemisches selbst.
Temperatur inbegriffen
Jeder Sensor erfasst die Medientemperatur hochgenau und rechnet ihren Einfluss direkt heraus. Schwankende Vorlauftemperaturen verschieben den Konzentrationswert nicht.
Gasblasen werden ausgegeben
Gas im Medium verändert die Form des empfangenen Signals. Der Sensor wertet das aus und stellt es als eigenes Signal bereit, unabhängig von der Konzentration.
Weite Wege zwischen Sensor und Auswertung
Die Übertragung ist digital und trägt bis zu 1.000 m. Der Controller darf im Technikraum stehen, auch wenn die Messstelle weit entfernt liegt.
Was das Betriebspersonal am Gerät sieht
Der Controller steht am Prozess und zeigt den Zustand des Kreislaufs ohne Umweg über ein Leitsystem. Für Trendaufzeichnung, Logbuch und Grenzwertverwaltung ist er ebenfalls die Instanz, in der alles zusammenläuft.
Der Hauptwert ohne Umrechnung
Die Konzentration steht groß im Bild, in der Einheit, in der Ihre Spezifikation geschrieben ist.
Zulässiges Band als Balken
Die Skalen links zeigen, wie weit Konzentration und Temperatur von ihren Grenzen entfernt sind, ohne dass man Zahlen vergleichen muss.
Grenzwert wird zur Aktion
Unterschreitet die Konzentration das Band oder steigt der Gasanteil, lässt sich das auf einen digitalen Ausgang legen und die Gegenmaßnahme startet automatisch.

Die beiden typischen Ereignisse im Trend

Die Konzentration driftet weg
Kein Sprung, sondern eine Drift: über einige Stunden sinkt der Glykolanteil von 26,1 vol% auf 23,0 vol% und unterschreitet dabei das Minimum. Eine Handmessung im Serviceintervall trifft genau die Zwischenwerte nicht.
Mögliche Ursachen: Nachspeisen mit Reinwasser, Fremdwasser über einen undichten Wärmetauscher, eine abweichende Liefercharge.

Gas kommt in den Kreislauf
Die Konzentration bleibt bei 26,1 vol%, während der Gasgehalt binnen einer Stunde auf 2,7 vol% steigt und weiter schwankt. Der Durchflussmesser meldet in dieser Zeit unverändert Volumen.
Mögliche Ursachen: unvollständige Entlüftung nach der Befüllung, Arbeiten an Schnellkupplungen, Ausgasung bei hoher Vorlauftemperatur.
Beide Verläufe stammen von derselben Messstelle. Was sie unterscheidet, ist die Größe, die sich bewegt. Einmal die Konzentration, einmal der Gasgehalt, bei unveränderter Konzentration (schematische Verläufe zur Veranschaulichung).
Zwei Wege in den Kühlkreis
Ob der Sensor beim Gerätehersteller in die Coolant Distribution Unit wandert oder später in die vorhandene Rohrleitung gesetzt wird, ändert an der Messung nichts. Es ändert nur, wer ihn einbaut und wohin die Werte gehen.

Ab Werk in der CDU
Zwei Messstellen im Gerät, eine im Vorlauf des Facility‑Kreises und eine im Vorlauf des Serverkreises. Der Sensor meldet an den vorhandenen CDU‑Controller, ein zusätzliches Bediengerät entfällt. Kundenspezifische Gehäuse, Anschlüsse und Schnittstellen setzen wir bereits ab kleinen Serien um.

Nachgerüstet in der Rohrleitung
Sensor und Controller werden außerhalb des Geräts in die bestehende Leitung gesetzt. Der einfachste Einstieg liegt am Füll‑ und Mischskid: dort entstehen die größten Abweichungen, und kein produktiver Kreis muss angefasst werden.
Technischer Hintergrund
Von der Laufzeit zur Konzentration
Die Schallgeschwindigkeit einer Flüssigkeit ist durch Zusammensetzung und Temperatur festgelegt. Für Wasser‑Glykol‑Gemische verläuft der Zusammenhang monoton, ein gemessener Wert lässt sich also einem Glykolanteil zuordnen. Gängige Rezepturen von Ethylen‑ und Propylenglykol sind hinterlegt, weitere nehmen wir mit Ihrer Produktbezeichnung auf. Weil die Messstrecke mechanisch festliegt, driftet das Ergebnis nicht.
Gasblasen als Störgröße
Gas im Medium verschiebt nicht nur die Schallgeschwindigkeit, es verändert die gesamte Form des empfangenen Signals. Diese Auswertung läuft parallel zur Konzentrationsmessung und wird als zusätzliches Signal ausgegeben. Damit ist erkennbar, dass Luft im Kreislauf unterwegs ist, auch wenn der Durchflussmesser weiter unauffällig Volumen meldet.
Verwandte Größen, die oft gemeint sind
In Anfragen tauchen Dichte, Brix, Leitfähigkeit oder Gefrierpunkt häufig als Synonym für Konzentration auf. Aus der Ultraschallmessung lässt sich der Glykolanteil direkt bestimmen und daraus der Gefrierpunkt ableiten. Dichte‑ und Leitfähigkeitswerte bleiben eigene Messgrößen mit eigenen Störeinflüssen, sie sind kein Ersatz.

Wirtschaftlicher Nutzen
✔ - Probenzug und Handmessung entfallen im Regelbetrieb
✔ - Kühlmittel wird nach Zustand getauscht, nicht nach Kalender
✔ - Keine Reinigung, keine Nachkalibrierung im Betrieb
✔ - Ein vermiedener Kühlungsausfall trägt die Investition
✔ - Frostschutz und Inhibitorschutz bleiben nachweisbar
✔ - Lufteintrag fällt auf, bevor Pumpen kavitieren
✔ - Lückenlose Aufzeichnung statt Stichprobe im Jahr
✔ - Dokumentierte Freigabe nach Befüllung und Service
✔ - Belegbare Einhaltung der Fluidspezifikation
Bauformen, Anschlüsse und Auslegung

Tauchsensor mit Flansch
Direkt in Rohr oder Behälter, in verschiedenen Einbaulängen.


Prozessanschlüsse
Von Clamp und Einschweißadapter bis zum kundenspezifischen Flansch.

Bausteine für OEM
Sensor, Elektronik und Adapter neu kombiniert, passend zu Ihrem Gerät.
Einbauoptionen
- Einbaulängen von 92 mm bis 3.000 mm
- Alle gängigen Flansche, Gewinde und Clamp‑Anschlüsse
- Adapter für kleine und große Leitungsquerschnitte
Werkstoffe
Wasser‑Glykol‑Gemische mit üblichem Inhibitorpaket stellen keine besonderen Anforderungen, Standard‑Edelstahl genügt.
OEM und Sonderbauformen
Kundenspezifische Bauformen, Prozessanschlüsse und Schnittstellen realisieren wir bereits ab etwa 20 Stück pro Jahr. Nennen Sie uns Bauraum, Anschluss und Bus.
Kurzüberblick
Messbereich, Genauigkeit, Temperatur, Druckstufe und Werkstoff hängen von der Ausführung ab und beeinflussen sich gegenseitig. Wir legen den Sensor deshalb gemeinsam mit Ihnen aus und nennen die belastbaren Werte für Ihren Kreislauf.
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Messprinzip: Ultraschall, temperaturkompensiert, inline
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Messgrößen: Glykolkonzentration, Medientemperatur, Störgrößenerkennung für Gasblasen
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Einbau: Rohrleitung, Behälter oder Bypass; Einbaulänge und Anschluss nach Applikation
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Schnittstellen: Analogausgänge und HART am Sensor, Modbus über RS485; am Controller zusätzlich Relaisausgänge, Trend und Logbuch
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Wartung: wartungsfrei, einmalige Werkskalibrierung
Praxisbeispiele und Anwendungsfälle
Verfügbarkeit ist vertraglich zugesichert, das Kühlmittel überschreitet dabei die Grenze zum Kunden. Eine laufende Messung macht aus einer Zuständigkeitsfrage einen dokumentierten Sachverhalt.
Kühlleistung, Approach und Druckverlust sind zugesagt, das Fluid liefert der Betreiber. Als verbauter Messkern gibt der Sensor dieser Zusage eine Grundlage.
Die Projektspezifikation nennt Konzentration und Chemiegrenzen. Am Füll‑ und Flushskid belegt der Sensor die Erstfüllung und dokumentiert, dass sie gehalten hat.
Sole‑ und Glykolkreise in Produktion, Lebensmittelkühlung und Wärmenetzen: Frostschutz bleibt belegbar, Nachspeisung wird kontrolliert statt geschätzt.
35 Jahre Erfahrung in der Inline‑Konzentrationsmessung
SensoTech entwickelt seit 1990 Messtechnik für Flüssigkeiten in der Prozessindustrie. Unsere Systeme laufen weltweit unter anspruchsvollen Bedingungen, von der Chemie über die Pharmaindustrie bis in die Batteriefertigung.
35+
50+
ISO 9001
Qualitätszertifiziert
Häufig gestellte Fragen
In der Regel spät. Ein leicht verdünntes Gemisch kühlt weiter, überträgt aber schlechter Wärme, und der Frostschutz verschiebt sich, ohne dass irgendein Grenzwert anspringt. Sichtbar wird es meist an der Leistung oder in der nächsten Laborprobe. Eine kontinuierliche Messung zeigt die Verschiebung, während der Betrieb noch normal läuft.
Für einen einzelnen Wert ist das Refraktometer oft ausreichend genau. Es liefert aber nur einen Zeitpunkt, hängt am Ablesenden und an der Temperatur der Probe, und es erzeugt keine Aufzeichnung. Eine langsame Drift über Tage sowie Lufteintrag nach Servicearbeiten sind damit praktisch nicht zu finden.
Nein. Gemessen wird die Schallgeschwindigkeit im Medium, nicht seine Dichte. Beides sind Stoffgrößen, die mit der Konzentration zusammenhängen, aber unterschiedlich empfindlich auf Störungen reagieren: dichtebasierte Verfahren stören Gasblasen und Einbaulage besonders, für die Ultraschallmessung sind Gasblasen eine auswertbare Information.
Für die Konzentration übernimmt er die Aufgabe im laufenden Betrieb. Parameter wie pH, Reservealkalität, Inhibitorgehalt, Härte oder gelöste Metalle bleiben Laborparameter und werden weiter periodisch geprüft. Die Inline‑Messung schließt die Lücke zwischen diesen Proben.
In vielen Fällen ja. Die Größen, auf die eine Leitfähigkeitsmessung anspringt, etwa eingetragene Salze, Härtebildner oder ein verändertes Inhibitorpaket, verschieben auch die Schallgeschwindigkeit im Medium. Eine solche Abweichung wird deshalb ebenfalls als Auffälligkeit sichtbar, zusätzlich zum Glykolanteil und zum Gasgehalt. Ob eine Leitfähigkeitsmessung im Kreislauf trotzdem sinnvoll bleibt, hängt davon ab, welche Grenzwerte Ihre Wasserchemie vorgibt.
Ja. Die Kurve Schallgeschwindigkeit über Konzentration verläuft je nach Rezeptur leicht anders, der Grundzusammenhang ist immer derselbe. Ethylen‑ und Propylenglykol werden unterschieden, gängige Produkte sind hinterlegt und weitere nehmen wir auf. Nennen Sie uns Hersteller und Produktbezeichnung.
Ja. Für ein bekanntes Glykolprodukt ergibt sich der Gefrierpunkt rechnerisch aus Konzentration und Temperatur. Der Frostschutz muss damit nicht mehr über eine Umrechnungstabelle geschätzt werden.
Ja. Gas im Medium verändert die Form des empfangenen Ultraschallsignals. Diese Auswertung läuft neben der Konzentrationsmessung und wird als eigenes Signal ausgegeben. So ist Lufteintrag nach Erstfüllung oder nach Arbeiten an Schnellkupplungen erkennbar, auch wenn sich die Konzentration selbst kaum bewegt.
Dann bleibt die Erkennung von Gasblasen im Kreislauf, sie ist von der Fluidwahl unabhängig. Der Facility‑Kreis mit den Leitungen im Freien führt in der Regel weiterhin ein Glykolgemisch, dort trägt die Konzentrationsmessung unverändert.
Der Sensor liefert Analogausgänge und HART, Modbus wird über RS485 umgesetzt. Wird zusätzlich ein Controller eingesetzt, kommen Relaisausgänge für Grenzwerte sowie Trendaufzeichnung und Logbuch hinzu. Welche Kombination passt, klären wir anhand Ihrer Leittechnik.
Meistens ja. Verfügbar sind Standardflansche, Gewinde und Clamp‑Anschlüsse, Einbaulängen von 92 mm bis 3.000 mm sowie Adapter für kleine und große Querschnitte. Ein Bypass ist nicht erforderlich. Sonderbauformen fertigen wir nach Ihren Vorgaben.
Keine. Es gibt keine mechanischen Verschleißteile, keine Dichtungen im Medium und kein optisches Fenster, das sich belegen könnte. Eine regelmäßige Nachkalibrierung ist nicht vorgesehen, die Werkskalibrierung bleibt über Jahre stabil. Gerade in Rechenzentren zählt das doppelt, weil jeder Eingriff in einen produktiven Kreis ein Änderungsantrag ist.
Ja. Kundenspezifische Bauformen, Prozessanschlüsse und Schnittstellen setzen wir ab etwa 20 Stück pro Jahr um. Für den Einbau in eine CDU oder ein Kühlskid entfällt dabei häufig das eigene Bediengerät, weil der Sensor direkt an Ihre Steuerung meldet.




































