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Concentrazione di glicole nel circuito di raffreddamento dei data center sempre sotto controllo


Il LiquiSonic® Il sensore determina la percentuale di glicole nella miscela acqua-glicole direttamente nella tubazione. Senza prelievo di campioni, senza finestra ottica, senza ricalibrazione.

Lo stesso sensore rileva le bolle di gas nel fluido e le segnala come variabile di disturbo. In questo modo, anche dopo interventi di manutenzione, è chiaro in quale stato operativo si trovi realmente il circuito.

Valore misurato ogni secondo

Concentrazione e temperatura monitorate continuamente, non solo durante l’intervallo di manutenzione

Nulla da pulire

Nessun prisma, nessuna membrana, nessuna parte soggetta a usura nel fluido

Bolle di gas visibili

L’ingresso d’aria dopo il riempimento e gli interventi di manutenzione viene segnalato come variabile di disturbo

Skid, tubazione, CDU

Installazione successiva su impianti esistenti oppure integrazione in fabbrica nel dispositivo

La concentrazione di glicole in un data center raffreddato a liquido può essere determinata con un LiquiSonic®sensore a ultrasuoni direttamente nella tubazione. Viene misurata la velocità del suono nella miscela acqua-glicole; l’influenza della temperatura viene rilevata e compensata. Da questa grandezza fisica si ricava in modo univoco la percentuale di glicole, senza campionamento, titolazione o liquido di riferimento.

Se il rapporto di miscelazione cambia, ad esempio per rabbocco con acqua pura, per ingresso di acqua estranea dallo scambiatore di calore o per un lotto differente, la tendenza lo mostra prima che la protezione antigelo e il trasferimento di calore escano dalle specifiche.


Tra due campionamenti, il circuito di raffreddamento è un punto cieco

Il raffreddamento direct-to-chip dissipa gran parte del calore dei server tramite una miscela acqua-glicole. La protezione antigelo protegge le tubazioni all’esterno, mentre il pacchetto di inibitori protegge rame e alluminio in canali inferiori a un millimetro. Entrambi dipendono dal rapporto di miscelazione, che può cambiare silenziosamente: per rabbocchi, per variazioni tra contenitori di fornitura, per degradazione del glicole a temperature di mandata costantemente elevate. Il problema diventa evidente solo quando le prestazioni calano.

Dove cambia la concentrazione

  • Il rabbocco con acqua pura diluisce la miscela senza essere notato
  • Variazioni di lotto tra contenitori e forniture
  • Acqua estranea attraverso uno scambiatore di calore non a tenuta
  • Evaporazione nei punti alti e nei vasi di espansione
  • Degradazione del glicole ad alta temperatura di esercizio

Cosa ne consegue

  • La protezione antigelo non è più verificabile
  • Il trasferimento di calore diminuisce, l’energia di pompaggio aumenta
  • Corrosione e biofilm nelle cold plate e negli scambiatori di calore
  • Scostamento dalla specifica del fluido del produttore hardware
  • Sostituzione del refrigerante in base al calendario invece che allo stato effettivo

Limiti dei controlli abituali

  • Rifrattometro manuale e lettura Brix: puntuali e dipendenti dalla temperatura
  • Campione di laboratorio e titolazione: risultato dopo giorni
  • La conducibilità dipende da sali e inibitori, non dalla percentuale di glicole
  • La misurazione basata sulla densità reagisce alle bolle di gas e alla posizione di installazione
  • Rifrattometro in linea: il prisma si riveste nel circuito

LiquiSonic® Sensore: ultrasuoni nel cuore del circuito

Viene impiegato un sensore della serie LiquiSonic® progettata per il monitoraggio dell’integrità del refrigerante e completamente priva di manutenzione. Due trasduttori a ultrasuoni sono montati a distanza fissa nella testa del sensore. Dal tempo di transito di un impulso e dal percorso di misura noto si ricava la velocità del suono e da questa la percentuale di glicole compensata in temperatura. Il valore è assoluto, non viene corretto rispetto a un riferimento.

Una grandezza diretta, non una grandezza sostitutiva
Colore, torbidità, colorante dell’inibitore e conducibilità non modificano il risultato della misura. Viene misurata una proprietà fisica della miscela stessa.

Temperatura inclusa
Ogni sensore rileva con elevata precisione la temperatura del fluido e ne compensa direttamente l’influenza. Le oscillazioni della temperatura di mandata non alterano il valore di concentrazione.

Le bolle di gas vengono segnalate
Il gas nel fluido modifica la forma del segnale ricevuto. Il sensore lo analizza e lo mette a disposizione come segnale separato, indipendentemente dalla concentrazione.

Lunghe distanze tra sensore e unità di analisi
La trasmissione è digitale e copre fino a 1.000 m. Il controller può essere installato nel locale tecnico anche se il punto di misura è lontano.

Cosa vede il personale operativo sul dispositivo

 Il controller è installato sul processo e mostra lo stato del circuito senza passare da un sistema di supervisione. È anche il punto centrale per registrazione dei trend, logbook e gestione dei valori limite.

Il valore principale senza conversione
La concentrazione è visualizzata in grande, nell’unità in cui è scritta la vostra specifica.

Intervallo consentito visualizzato come barra
Le scale a sinistra mostrano quanto concentrazione e temperatura siano distanti dai rispettivi limiti, senza dover confrontare numeri.

Il valore limite attiva un’azione
Se la concentrazione scende sotto l’intervallo consentito o aumenta la quota di gas, questo può essere assegnato a un’uscita digitale e la contromisura si avvia automaticamente.

I due eventi tipici nel trend

La concentrazione deriva

Non un salto, ma una deriva: nell’arco di alcune ore la percentuale di glicole scende dal 26,1% vol al 23,0% vol, scendendo sotto il minimo. Una misurazione manuale nell’intervallo di manutenzione non intercetta esattamente questi valori intermedi.

Cause possibili: rabbocco con acqua pura, acqua estranea attraverso uno scambiatore di calore non a tenuta, un lotto di fornitura differente.

Il gas entra nel circuito

La concentrazione resta al 26,1% vol, mentre il contenuto di gas sale al 2,7% vol entro un’ora e continua a oscillare. In questo periodo il misuratore di portata segnala un volume invariato.

Cause possibili: sfiato incompleto dopo il riempimento, interventi su raccordi rapidi, degassamento ad alta temperatura di mandata.

Entrambi gli andamenti provengono dallo stesso punto di misura. Ci

Due vie di accesso al circuito di raffreddamento

Il fatto che il sensore entri nell'unità di distribuzione del refrigerante presso il produttore del dispositivo o venga successivamente inserito nella tubazione esistente non modifica la misurazione. Cambia solo chi lo installa e dove vanno i valori.

Ex funziona nella CDU
Due punti di misura nel dispositivo, uno nel flusso del circuito dell'impianto e uno nel flusso del circuito del server. Il sensore si riferisce al controller CDU esistente, non è necessario un dispositivo di comando aggiuntivo. Realizziamo alloggiamenti, collegamenti e interfacce specifici del cliente anche in piccole serie.

Retrofit in cantiere
Sensore e controller sono posizionati all'esterno del dispositivo nella linea esistente. Il modo più semplice per iniziare è presso lo skid di riempimento e miscelazione: è qui che si verificano le deviazioni maggiori e non è necessario toccare nessun circolo produttivo.

Background tecnico

Dal tempo di corsa alla concentrazione
La velocità del suono di un liquido è determinata dalla sua composizione e dalla sua temperatura. Per le miscele acqua-glicole la relazione è monotona, quindi un valore misurato può essere assegnato ad una proporzione di glicole. Sono memorizzate ricette comuni per il glicole etilenico e propilenico e ne includeremo altre con il nome del tuo prodotto. Poiché la sezione di misurazione è fissata meccanicamente, il risultato non si discosta.

Bolle di gas come variabile di disturbo
Il gas nel mezzo non solo sposta la velocità del suono, ma cambia anche l'intera forma del segnale ricevuto. Questa valutazione avviene parallelamente alla misurazione della concentrazione e viene emessa come segnale aggiuntivo. Ciò dimostra che l'aria si muove nel circuito, anche se il flussometro continua a segnalare il volume in modo discreto.

Dimensioni correlate che spesso vengono intese
Densità, Brix, conduttività o punto di congelamento compaiono spesso nelle indagini come sinonimi di concentrazione. Il contenuto di glicole può essere determinato direttamente dalla misurazione ad ultrasuoni e da questo si può ricavare il punto di congelamento. I valori di densità e conducibilità rimangono variabili di misurazione proprie con le proprie influenze dirompenti; non sono un sostituto.

Beneficio economico

Meno lavoro manuale

✔ - Il campionamento e la misurazione manuale non sono necessari durante il normale funzionamento

✔ - Il liquido refrigerante viene sostituito in base alle condizioni, non in base al calendario

✔ - Nessuna pulizia, nessuna ricalibrazione durante il funzionamento

Evitare danni

✔ - Un guasto al raffreddamento evitato ripaga l'investimento

✔ - La protezione antigelo e la protezione inibitrice rimangono rilevabili

✔ - L'ingresso di aria è evidente prima che le pompe cavitino

Prova alla mano

✔ - Registrazione completa anziché campioni casuali durante tutto l'anno

✔ - Rilascio documentato dopo il riempimento e la manutenzione

✔ - Conformità dimostrabile con le specifiche del fluido

Disegni, connessioni e design

Sensore da immersione con flangia
Direttamente nel tubo o nel contenitore, in varie lunghezze di installazione.

Adattatore di flusso
Per tubi stretti e portate ridotte, di facile manutenzione.

Connessioni al processo
Dal clamp e adattatore a saldare fino alla flangia personalizzata.

Moduli per OEM
Sensore, elettronica e adattatore combinati ex novo, adatti al vostro dispositivo.

Opzioni di installazione

  • Lunghezze di installazione da 92 mm a 3.000 mm
  • Tutte le flange, filettature e connessioni clamp più comuni
  • Adattatori per sezioni di tubazione piccole e grandi

Materiali
Le miscele acqua-glicole con il consueto pacchetto di inibitori non pongono requisiti particolari; l'acciaio inox standard è sufficiente.

OEM e forme costruttive speciali
Realizziamo forme costruttive personalizzate, attacchi di processo e interfacce già a partire da circa 20 pezzi all'anno. Indicateci spazio di installazione, connessione e bus.

Panoramica breve

Campo di misura, precisione, temperatura, classe di pressione e materiale dipendono dalla versione e si influenzano reciprocamente. Per questo dimensioniamo il sensore insieme a voi e vi indichiamo i valori affidabili per il vostro circuito.

  • Principio di misura: Ultrasuoni, compensato in temperatura, inline
  • Variabili misurate: Concentrazione di glicole, temperatura del fluido, rilevamento delle grandezze di disturbo per bolle di gas
  • Installazione: Tubazione, serbatoio o bypass; lunghezza di installazione e connessione in base all'applicazione
  • Interfacce: Uscite analogiche e HART sul sensore, Modbus tramite RS485; sul controller inoltre uscite relè, trend e registro eventi
  • Manutenzione: esente da manutenzione, calibrazione unica in fabbrica

Esempi pratici e casi applicativi

Operatori e colocation

La disponibilità è garantita contrattualmente e il refrigerante oltrepassa il confine verso il cliente. Una misurazione continua trasforma una questione di responsabilità in un fatto documentato.

Produttori di CDU e skid

Potenza frigorifera, approach e perdita di carico sono garantiti, mentre il fluido è fornito dall'operatore. Come nucleo di misura integrato, il sensore fornisce una base a questa garanzia.

Progettazione specialistica e commissioning

La specifica di progetto indica concentrazione e limiti chimici. Sullo skid di riempimento e lavaggio il sensore attesta il primo riempimento e documenta che è stato mantenuto.

Impianti di refrigerazione e termici

Circuiti a salamoia e glicole nella produzione, nella refrigerazione alimentare e nelle reti di calore: la protezione antigelo resta verificabile, il rabbocco viene controllato invece che stimato.

35 anni di esperienza nella misurazione inline della concentrazione

SensoTech sviluppa dal 1990 strumenti di misura per liquidi nell'industria di processo. I nostri sistemi sono in funzione in tutto il mondo in condizioni impegnative, dalla chimica all'industria farmaceutica fino alla produzione di batterie.


35+

anni di esperienza

50+

Paesi nel mondo

ISO 9001

Certificato per la qualità


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Chiariremo insieme le condizioni al contorno e i possibili approcci alla soluzione.

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Dettagli

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Domande frequenti

Come mi accorgo che il mio circuito di raffreddamento è fuori specifica?

Di solito tardi. Una miscela leggermente diluita continua a raffreddare, ma trasferisce peggio il calore e la protezione antigelo si sposta senza che scatti alcun valore limite. Di solito diventa evidente nelle prestazioni o nel successivo campione di laboratorio. Una misurazione continua mostra questa variazione mentre il funzionamento è ancora normale.

Controlliamo con il rifrattometro portatile. Cosa aggiunge in più una misurazione inline?

Per un singolo valore, il rifrattometro è spesso sufficientemente preciso. Tuttavia fornisce solo un dato puntuale, dipende da chi lo legge e dalla temperatura del campione, e non produce alcuna registrazione. Una lenta deriva nel corso di giorni così come l'ingresso di aria dopo interventi di manutenzione risultano praticamente impossibili da individuare.

Si tratta di una misurazione della densità?

No. Si misura la velocità del suono nel fluido, non la sua densità. Entrambe sono grandezze del materiale correlate alla concentrazione, ma reagiscono in modo diverso ai disturbi: i metodi basati sulla densità sono particolarmente sensibili alle bolle di gas e alla posizione di montaggio, mentre per la misurazione a ultrasuoni le bolle di gas sono un'informazione valutabile.

Il sensore sostituisce l'analisi di laboratorio o la titolazione?

Per la concentrazione ne assume il compito durante il funzionamento. Parametri come pH, alcalinità residua, contenuto di inibitori, durezza o metalli disciolti restano parametri di laboratorio e continuano a essere controllati periodicamente. La misurazione inline colma il divario tra questi campioni.

Può sostituire la misurazione della conducibilità nella CDU?

In molti casi sì. Le grandezze a cui reagisce una misurazione della conducibilità, come sali introdotti, sostanze che causano durezza o un pacchetto di inibitori modificato, alterano anche la velocità del suono nel fluido. Una tale deviazione diventa quindi visibile come anomalia, oltre alla quota di glicole e al contenuto di gas. Se una misurazione della conducibilità nel circuito resti comunque utile dipende dai valori limite previsti dalla vostra chimica dell'acqua.

Funziona con il refrigerante del nostro produttore?

Sì. La curva della velocità del suono in funzione della concentrazione varia leggermente a seconda della formulazione, ma la relazione di base è sempre la stessa. Si distinguono etilenglicole e propilenglicole, i prodotti più comuni sono già memorizzati e possiamo aggiungerne altri. Comunicateci produttore e denominazione del prodotto.

Il sensore rileva bolle di gas nel circuito?

SÌ. Il gas nel mezzo modifica la forma del segnale ultrasonoro ricevuto. Questa valutazione avviene parallelamente alla misurazione della concentrazione e viene emessa come segnale separato. Ciò significa che dopo il primo riempimento o dopo il lavoro sugli innesti rapidi è possibile rilevare l'entrata d'aria, anche se la concentrazione stessa difficilmente si muove.

Il nostro circuito server funziona con acqua deionizzata anziché con glicole. Poi?

Quindi il rilevamento delle bolle di gas rimane nel circuito ed è indipendente dalla scelta del fluido. Il circuito dell'impianto con i tubi esterni continua normalmente a trasportare una miscela di glicole e la misurazione della concentrazione rimane invariata.

Come entrano i valori nel DCIM o nella tecnologia di gestione degli edifici?

Il sensore fornisce uscite analogiche e HART, Modbus è implementato tramite RS485. Se viene utilizzato anche un controller, vengono aggiunte le uscite relè per i valori limite, la registrazione dei trend e il registro. Chiariremo quale combinazione è adatta in base alla vostra tecnologia di controllo.

Il sensore è adatto alla nostra pipeline?

Nella maggior parte dei casi sì. Sono disponibili flange standard, filettature e attacchi Clamp, lunghezze di installazione da 92 mm a 3.000 mm, nonché adattatori per sezioni piccole e grandi. Non è necessario un bypass. Realizziamo versioni speciali secondo le vostre specifiche.

Quale manutenzione è necessaria?

Nessuna. Non ci sono parti meccaniche soggette a usura, nessuna guarnizione a contatto con il fluido e nessuna finestra ottica che possa sporcarsi. Non è prevista una ricalibrazione periodica; la calibrazione di fabbrica rimane stabile per anni. Questo è particolarmente importante nei data center, perché ogni intervento in un circuito operativo richiede una richiesta di modifica.

Conviene per quantitativi OEM?

Sì. Realizziamo versioni personalizzate, attacchi di processo e interfacce a partire da circa 20 pezzi all’anno. Per l’integrazione in una CDU o in uno skid di raffreddamento, spesso non è necessario un dispositivo di comando dedicato, poiché il sensore comunica direttamente con il vostro sistema di controllo.

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