KI-Boom fordert neue Kühlkonzepte: Wie GIMAT mit ATAGO Inline-Refraktometern Direct-to-Chip-Systeme in Rechenzentren automatisiert

Risikofaktor Kühlmittel: Warum Glykol-Konzentrationen schwanken

In D2C-Systemen wälzt eine zentrale Kühlmittelverteilereinheit (Coolant Distribution Unit, CDU) Flüssigkeit über Spezialsicherheitsleitungen direkt zu den Hochleistungschips (CPUs/GPUs) mit extrem hoher Wärmestromdichte.

Als Kühlmedium kommt häufig eine präzise dosierte Mischung mit typischerweise etwa 25% Propylenglykol (PG) zum Einsatz. Die Stabilität dieser Kühlflüssigkeit ist jedoch im laufenden Betrieb kontinuierlich gefährdet:

• Physikalische und thermische Belastungen sowie Verdunstung verändern die Zusammensetzung.
• Wartungsarbeiten und das Nachfüllen von Flüssigkeit bergen das Risiko von Dosierfehlern.

Korrosion vs. Energiebedarf: Die Folgen falscher Propylenglykol-Dosierung

Eine Abweichung von der Soll-Konzentration hat gravierende Folgen für den Betrieb eines Rechenzentrums:

• Zu niedrige PG-Konzentration: Der Korrosionsschutz lässt nach und die Gefahr von mikrobiellem Befall (Biofilme, Verkeimung) steigt. Die Folgen sind Verstopfungen der feinen Kühlkanäle und schleichender Kühlleistungsverlust.
• Zu hohe PG-Konzentration: Die Viskosität des Kühlmittels nimmt zu, was den Wärmetransfer verschlechtert. Zudem steigt die mechanische Belastung der Kühlmittelpumpen, was den Energiebedarf des Gesamtsystems unnötig in die Höhe treibt.

Die Lösung: Wartungsfreie PG-Überwachung im Sekundentakt

Um die thermische Performance und die Anlagensicherheit dauerhaft zu garantieren, müssen Kühlmittel im Sekundentakt überwacht werden. ATAGO Inline-Refraktometer bieten hierfür eine automatisierte, wartungsfreie Lösung. Die Kompaktgeräte messen den Brechungsindex des Flüssigkeitsstroms kontinuierlich und übermitteln die genaue PG-Konzentration in Echtzeit – etwa über ein standardisiertes 4–20-mA-Signal – an das Gebäudeleitsystem (BMS/DCIM).

Dank integrierter Alarmfunktionen fungieren die Refraktometer als verlässliches Frühwarnsystem. Weicht die Konzentration vom Toleranzfenster ab, können automatische Nachdosierungen oder Alarme ausgelöst werden, bevor kritische Betriebszustände entstehen.

Messstellen im Kühlkreislauf

Die Integration der ATAGO Inline-Refraktometer in den Kühlmittelverteiler (CDU) bietet gleich an mehreren Stellen im Kreislauf entscheidende Vorteile:

1. Am Zulauf (Vorlauf): Stellt sicher, dass das Kühlmittel mit der exakten Soll-Konzentration zu den empfindlichen Chips gepumpt wird.
2. Am Rücklauf: Dient als sensibles Frühwarnsystem – plötzliche Konzentrationsschwankungen können hier frühzeitig auf Mikrolecks oder unzulässigen Fremdeintrag hinweisen.

Mit den Inline-Refraktometern von ATAGO erhalten Rechenzentrumsbetreiber eine einfache, hochaufgelöste und langlebige Lösung, um den Energieverbrauch der Pumpen zu minimieren, die Hardware vor Überhitzung zu schützen und die Verfügbarkeit hochdichter KI-Infrastrukturen langfristig abzusichern.

Inline-Refraktometer von ATAGO: Geräteprofile

• ATAGO CM-800a-PG (Prozessrefraktometer CM-800 α PG für Propylenglykol – GIMAT Liquid Monitoring)

Inline-Refraktometer zur direkten Integration in CDU-Leitungssysteme. Hohe Genauigkeit und zuverlässige Leistung für die kontinuierliche Datenerfassung in Standard-Rechenzentrumsumgebungen.

• ATAGO CM-BASEa-88S (Prozessrefraktometer CM-BASE α (Brix) – GIMAT Liquid Monitoring)

Noch kompakteres Inline-Refraktometer, ideal für beengte Platzverhältnisse zwischen Servern und Kühlmodulen.

CM-800a-PG

Messbereich: 0,0 bis 90,0%
Genauigkeit: ±0,4%
Gefrierpunkt: bis -50 °C
Temperaturbereich: -15 bis 160 °C

CM-BASEa-88S

Messbereich: 0,0 bis 90,0%
Genauigkeit: ±0,4%
Gefrierpunkt: bis -50 °C
Temperaturbereich: 10 bis 95 °C

Einfache mechanische Integration

Für RZ-Planer und TGA-Spezialisten ist die Integration in bestehende Rohrleitungssysteme minimalinvasiv gelöst. Die ATAGO-Kompaktgeräte lassen sich flexibel über standardisierte, leckagesichere Prozessanschlüsse direkt in den Haupt- oder Bypassstrom der Leitungen einbinden. Dies ermöglicht nicht nur eine schnelle Erstinstallation in der Kühlmittelverteilereinheit (CDU), sondern garantiert auch im laufenden Betrieb oder bei Revisionsarbeiten einen unkomplizierten Ein- und Ausbau ohne langen Anlagenstillstand.

Über GIMAT / ATAGO

Die ATAGO Co., Ltd. ist ein weltweit führender japanischer Entwickler und Hersteller von optischen Messgeräten. Seit Jahrzehnten stehen die Labor-, Prozess- und Handrefraktometer des Unternehmens für höchste Genauigkeit, Zuverlässigkeit und einfache Bedienung in Industrie und Forschung.

GIMAT GmbH Liquid Monitoring ist ATAGO Vertriebspartner und Service-Center. GIMAT unterstützt Kunden in allen Produktkategorien – bei Handrefraktometern genauso wie bei Prozessrefraktometern und Benchtop-Refraktometern.