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Immersionskühlflüssigkeiten im Vergleich: Kohlenwasserstoffe, Ester und fluorierte Flüssigkeiten

Sechs Flüssigkeitsfamilien werden für die Immersionskühlung eingesetzt. Der Vergleich zeigt, wo jede stark ist und worauf zu achten ist.

Aktualisiert am 9. November 2026 · Veröffentlicht von IsoTec

Die Flüssigkeitsfamilien

Mineralöle – raffinierte Erdöle, die ältesten dielektrischen Kühlmittel.
PAO (Polyalphaolefine) – synthetische Kohlenwasserstoffe mit enger Molekülverteilung.
GTL-Flüssigkeiten – synthetische Kohlenwasserstoffe aus Erdgas (Gas-to-Liquids).
Synthetische Ester – meist Polyolester aus Polyolen und Fettsäuren.
Natürliche Ester – raffinierte Pflanzenöle (Triglyceride), zum Beispiel aus Raps, Soja oder Sonnenblumen.
Fluorierte Flüssigkeiten – Fluorkohlenstoffe, Hydrofluorether und Fluorketone; überwiegend in zweiphasigen Systemen.

Vergleichstabelle

Eigenschaft	Mineralöl	PAO / GTL	Synthetischer Ester	Natürlicher Ester	Fluoriert
Relative Permittivität	ca. 2,2	ca. 2,1	ca. 3	ca. 3	meist ca. 1,8–2; einzelne Typen höher
Flamm- / Brennpunkt	Mittel	Steigt mit der Viskosität	Hoch; K-Klasse-Typen mit Brennpunkt über 300 °C	Sehr hoch	Meist nicht brennbar
Feuchtetoleranz	Gering	Gering	Hoch	Hoch	Geringe Wasserlöslichkeit
Oxidationsstabilität	Mittel	Hoch	Sehr hoch	Geringer – Antioxidantien und wenig Luftkontakt nötig	Sehr hoch
Wärmeübertragung	Gut	Gut; sehr niedrigviskose Typen verfügbar	Gut; höhere Wärmeleitfähigkeit und spezifische Wärme	Gut; höhere Wärmeleitfähigkeit, höhere Viskosität	Einphasig mittel; zweiphasig sehr hoch
Materialverträglichkeit	Gut, einige Elastomere quellen	Gut, einige Elastomere quellen	Polarer – Kunststoffe, Elastomere, TIM prüfen	Polarer – Kunststoffe, Elastomere, TIM prüfen	Gut; Herauslösen von Weichmachern möglich
Fluoriert / PFAS	Nein	Nein	Nein	Nein	Meist ja
Flüssigkeitskosten	Niedrig	Mittel	Mittel bis höher	Mittel	Hoch

Typische Werte der jeweiligen Familie; einzelne Produkte weichen ab. Maßgeblich ist das Datenblatt der konkreten Flüssigkeit.

Mineralöle

Mineralöle sind günstig und aus Transformatoren gut bekannt. Die OCP Immersion Requirements halten jedoch fest, dass Mineralöle vermieden und synthetische Öle, synthetische Ester oder aufbereitete natürliche Ester verwendet werden sollten. Typische Bedenken sind die schwankende Zusammensetzung, der Schwefelgehalt und niedrigere Flammpunkte bei niedriger Viskosität.

Synthetische Kohlenwasserstoffe (PAO und GTL)

PAO- und GTL-Flüssigkeiten sind rein, stabil und in sehr niedrigen Viskositäten erhältlich – das begünstigt Wärmeübertragung und Pumpleistung. Ihre niedrige Permittivität ist ein Vorteil für schnelle Signale. Der Kompromiss: Bei Kohlenwasserstoffen bedeutet niedrigere Viskosität meist einen niedrigeren Flammpunkt, und wegen der geringen Wasserlöslichkeit kann bei Feuchteeintrag schnell freies Wasser entstehen.

Synthetische Ester

Synthetische Polyolester erreichen hohe Flamm- und Brennpunkte, sind sehr oxidationsstabil und lösen deutlich mehr Wasser als Kohlenwasserstoffe, ohne an Durchschlagfestigkeit zu verlieren. Sie haben in der Regel eine höhere Wärmeleitfähigkeit und spezifische Wärmekapazität als Kohlenwasserstoffe vergleichbarer Viskosität. Ihre Polarität erfordert Verträglichkeitsprüfungen von Kunststoffen, Elastomeren und Wärmeleitmaterialien, und die Flüssigkeit muss trocken gehalten werden, um Hydrolyse zu vermeiden. Synthetische Ester eignen sich gut für Tanks mit Luftkontakt.

Natürliche Ester

Natürliche Ester werden aus raffinierten Pflanzenölen hergestellt. Sie haben sehr hohe Brennpunkte und eine hohe Feuchtetoleranz. Da ein Teil ihrer Fettsäuren ungesättigt ist, oxidieren sie bei Luftkontakt schneller und haben eine höhere Viskosität und einen höheren Pourpoint. In Immersionstanks brauchen sie dichte Deckel oder Schutzgas, geeignete Antioxidantien und regelmäßige Überwachung. Siehe natürlicher oder synthetischer Ester.

Fluorierte Flüssigkeiten

Fluorierte Flüssigkeiten sind nicht brennbar, und die meisten Typen haben eine niedrige Permittivität. Sie ermöglichen die zweiphasige Kühlung, sind aber teuer und meist PFAS. 3M hat angekündigt, die PFAS-Produktion bis Ende 2025 einzustellen, und die EU bereitet eine umfassende PFAS-Beschränkung vor. Siehe PFAS und Immersionskühlung.

So wählen Sie aus

Tankbauform (offen, abgedeckt, dicht) und Betriebstemperaturen festlegen.
Mindestwerte für den Brandschutz festlegen (OCP: Flammpunkt ≥ 150 °C; Anforderungen von Versicherer und Behörden).
Viskosität mit der Pumpen- und Strömungsauslegung abgleichen.
Verträglichkeit mit Ihren Komponenten prüfen.
Signalintegrität prüfen, wenn schnelle Schnittstellen eingetaucht werden.
Überwachung und Pflege der Flüssigkeit planen.

Der vollständige Ablauf: Immersionskühlflüssigkeit qualifizieren.

Häufige Fragen

Welche Immersionsflüssigkeit überträgt Wärme am besten?

Unter den einphasigen Flüssigkeiten haben Ester in der Regel eine höhere Wärmeleitfähigkeit und spezifische Wärme als Kohlenwasserstoffe vergleichbarer Viskosität. Eine niedrige Viskosität verbessert die Wärmeübertragung ebenfalls, was leichte Kohlenwasserstoffe begünstigt. Entscheidend ist die Kombination.

Warum haben Ester eine höhere Permittivität?

Estergruppen sind polar. Das hebt die relative Permittivität auf etwa 3, gegenüber etwa 2 bei Kohlenwasserstoffen.

Darf man verschiedene Immersionsflüssigkeiten mischen?

Nicht ohne Prüfung. Eine Mischung verändert Flammpunkt, Viskosität und Verträglichkeit, und die Gewährleistung für Flüssigkeit oder Hardware kann betroffen sein.

Quellen und weiterführende Literatur

Sie vergleichen Flüssigkeiten für Ihren Tank?

Senden Sie uns Ihre Anforderungen – wir vergleichen Ester-Optionen und prüfen sie mit Ihren Komponenten. IsoTec-Produkte liefern wir an Kunden außerhalb Deutschlands.