Cooling Distribution Units: Vloeistofkoelingsinfrastructuur voor AI-Datacenters
Bijgewerkt op 11 december 2025
Update december 2025: De markt voor vloeistofkoeling bereikt $5,5 miljard in 2025, met een prognose van $15,8 miljard in 2030 (23% CAGR). H200 GPU's met 700W TDP vereisen vloeistofkoeling op schaal. NVIDIA Kyber-rack (2027) zal 600kW-1MW per rack nodig hebben. Supermicro brengt 250kW CDU's uit die de vorige capaciteit verdubbelen. CDU's bereiken 99,999% beschikbaarheid met drievoudig redundante architectuur en 100ms failover.
2025 markeert het jaar waarin vloeistofkoeling van experimenteel naar standaard is verschoven. Niet langer beperkt tot experimentele implementaties, functioneert vloeistofkoeling nu als een kritische enabler voor AI-infrastructuur.¹ Datacenteroperators die NVIDIA H200 GPU's implementeren, worden geconfronteerd met thermische belastingen van 700W per apparaat die luchtkoeling niet kosteneffectief op schaal kan afvoeren.² De trend intensiveert naarmate NVIDIA's Kyber-rack, verwacht in 2027, aanvankelijk 600kW zal vereisen en zal opschalen naar 1MW per rack, wat vloeistofkoelingsinfrastructuur vereist die ongekende warmtebelastingen kan afvoeren.³
De markt voor vloeistofkoeling in datacenters bereikte $5,52 miljard in 2025 met prognoses tot $15,75 miljard in 2030 bij 23,31% CAGR.⁴ Alternatieve analyses projecteren groei van $2,84 miljard in 2025 naar $21,15 miljard in 2032 bij 33,2% CAGR.⁵ Cooling Distribution Units (CDU's) vormen de centrale infrastructuur die deze transitie mogelijk maakt, door koelvloeistofcirculatie te beheren tussen faciliteitwatersystemen en IT-apparatuur terwijl de precieze temperaturen worden gehandhaafd die AI-hardware vereist.
Hoe CDU's vloeistofkoeling op schaal mogelijk maken
Coolant Distribution Units dienen als interface tussen de koelinfrastructuur van de faciliteit en vloeistofkoelsystemen op rackniveau. CDU's beheren warmteoverdracht van het secundaire circuit dat IT-apparatuur bedient naar het primaire circuit dat verbonden is met faciliteitchillers of koeltorens.
Warmtewisselingsarchitectuur maakt gebruik van 316 roestvrijstalen platenwarmtewisselaars die compatibel zijn met verschillende koelvloeistoffen.⁶ De warmtewisselaar isoleert IT-koelcircuits van faciliteitwater, voorkomt verontreiniging en maakt efficiënte thermische overdracht mogelijk. Maximale doorstroomsnelheden bereiken 3.600 liter per minuut voor snelle warmteopname en -overdracht.⁷
Temperatuurregeling handhaaft precieze condities. CDU's bereiken temperatuurbereiken van -20°C tot +70°C afhankelijk van toepassingsvereisten.⁸ Nauwkeurige temperatuurregeling voorkomt thermische throttling in GPU's en handhaaft consistente rekenprestaties.
Drukbeheer biedt flexibiliteit in installatie. Meer dan 50 psi opvoerhoogte maakt langere leidingtrajecten tussen CDU en serverracks mogelijk.⁹ Dubbele pompen met variabele toerentalregeling (VSD) bieden dynamische respons op koelvraag terwijl energie-efficiëntie wordt verbeterd.¹⁰
Betrouwbaarheidskenmerken garanderen beschikbaarheid. Moderne CDU's gebruiken drievoudig redundante architectuur met 1:1 hot standby voor kritieke componenten.¹¹ Bij uitval van de hoofdmodule schakelen back-upsystemen naadloos over binnen 100 milliseconden, waarmee 99,999% systeembeschikbaarheid wordt bereikt.¹²
Energie-efficiëntie levert operationele besparingen. Vergeleken met luchtkoelingsunits verbruiken CDU's 20-30% minder elektriciteit voor equivalente koelcapaciteit.¹³ De efficiëntiewinsten cumuleren over grote AI-implementaties waar koeling een significant deel van het totale stroomverbruik vertegenwoordigt.
CDU-capaciteit voor AI-workloads
De stroomdichtheid van AI-servers bepaalt de CDU-dimensioneringsvereisten. Een enkele NVIDIA GB200 GPU heeft een TDP van 1,2kW. Een typische GB200 NVL72-server met 8 GPU's en 2 CPU's bereikt 10kW totale TDP.¹⁴ CDU-capaciteit moet schalen om hele rackpopulaties van deze systemen te matchen.
Instapniveau configuraties adresseren matige dichtheden. Boyd's 10U Liquid-to-Air CDU biedt tot 15kW capaciteit afhankelijk van warmtebelasting en benaderingtemperatuurvereisten.¹⁵ Dergelijke units zijn geschikt voor edge-implementaties of colocatieomgevingen met lagere dichtheid.
Middensegment systemen ondersteunen high-density racks. Chilldyne's CF-CDU300 koelt tot 300kW aan servers.¹⁶ Binnen een standaard 42U-rack maken systemen die 50kW serverclusterkoeling bereiken substantiële AI-workloadconsolidatie mogelijk.¹⁷
High-capacity platforms bedienen hyperscale-implementaties. Motivair's CDU's bieden zes standaardmodellen en aangepaste OEM-configuraties die opschalen tot 2,3MW IT-belasting.¹⁸ Supermicro bracht in juni 2025 NVIDIA Blackwell rack-scale oplossingen uit met 250kW CDU's die de vorige capaciteit verdubbelen.¹⁹
Enterprise-scale systemen adresseren datacenter-brede vereisten. Trane's next-generation CDU levert tot 10MW koelcapaciteit voor direct-to-chip vloeistofkoeling in hyperscale- en colocatieomgevingen.²⁰
Installatieplanning vereist aandacht voor fysieke beperkingen. De ideale afstand tussen CDU en racks mag niet meer dan 20 meter bedragen.²¹ Vloerbelastingscapaciteit moet 800kg/m² bereiken aangezien gevulde CDU's tot 3 ton kunnen wegen.²² Onderhoudsruimtevereisten omvatten 1,2 meter aan voor- en achterkant plus 0,6 meter aan de bovenkant voor leidingaansluitingen.²³
Rear door heat exchangers voor brownfield-upgrades
Rear Door Heat Exchangers (RDHx) worden gemonteerd op de achterkant van serverracks en verwijderen warmte uit uitlaatlucht voordat deze de datacenteromgeving binnenkomt.²⁴ De technologie maakt vloeistofkoelingsvoordelen mogelijk zonder bestaande luchtgekoelde servers te vervangen.
Koelefficiëntie overtreft lucht-only benaderingen aanzienlijk. Traditionele luchtkoeling werkt 30-60% minder efficiënt dan RDHx-configuraties.²⁵ De verbetering cumuleert in high-density omgevingen waar luchtkoeling moeite heeft om temperaturen te handhaven.
Capaciteitsevolutie adresseert toenemende rackdichtheden. Motivair's ChilledDoor koelt tot 72kW per rack.²⁶ OptiCool Technologies lanceerde in september 2025 de hoogste capaciteit RDHx van de industrie met 120kW, speciaal gebouwd voor next-generation AI- en HPC-workloads.²⁷
Propriëtaire koelingbenaderingen verleggen prestatiegrenzo. OptiCool's tweefasig koelmiddelontwerp maakt gebruik van faseovergang-thermodynamica, verwijdert warmte uit racks en retourneert lucht op kamerneutrale omgevingstemperatuur.²⁸ De benadering bereikt hogere thermische overdrachtsefficiëntie dan enkelfasige vloeistofsystemen.
Actieve versus passieve ontwerpen bieden verschillende afwegingen. Passieve RDHx vertrouwt uitsluitend op serverventilatieluchtstroom en biedt energie-efficiëntie en eenvoud.²⁹ Actieve RDHx incorporeert ingebouwde ventilatoren voor hogere thermische dichtheden, verbruikt meer stroom maar biedt grotere flexibiliteit voor high-performance computing-omgevingen.³⁰
Compatibiliteit met legacy-infrastructuur maakt RDHx aantrekkelijk voor brownfield-implementaties. Het retrofittten van bestaande luchtgekoelde serverracks kost minder en veroorzaakt minder verstoring dan de overgang naar vloeistofgekoelde servers.³¹ AI-inferentieworkloads die draaien op luchtgekoelde hardware profiteren van RDHx zonder facility-brede infrastructuurvernieuwing.³²
Industriestandaardisatie accelereert via het Open Compute Project. Het Door Heat Exchanger Sub-Project richt zich op RDHx-ontwikkeling, integratie en standaardisatie binnen het ORV3 (Open Rack Version 3) framework.³³ Schneider Electric verwierf in februari 2025 een meerderheidsbelang in Motivair om de marktpositie in vloeistofkoeling te versterken.³⁴
Immersion cooling voor maximale dichtheid
Immersion cooling dompelt servers onder in thermisch geleidende diëlektrische vloeistof binnen afgesloten tanks.³⁵ De benadering maakt de hoogste dichtheidsimplementaties mogelijk terwijl het koelenergieverbruik drastisch wordt verminderd.
Enkelfasige immersion houdt vloeistof in vloeibare toestand. Koelvloeistofcirculatie door warmtewisselaars verwijdert geabsorbeerde warmte.³⁶ De benadering vermindert de elektriciteitsvraag met bijna de helft vergeleken met traditionele luchtkoeling, verlaagt CO2-uitstoot tot 30%, en ondersteunt 99% minder waterverbruik.³⁷
Tweefasige immersion kookt vloeistof tot damp bij warmtebronnen. Condensorspoelen brengen damp terug naar vloeibare toestand.³⁸ Tweefasige systemen bereiken hogere efficiëntie bij het afvoeren van grote warmtehoeveelheden, waardoor ze geschikter zijn voor HPC- en AI-infrastructuur.³⁹
Dichtheidsverbeteringen transformeren datacentereconomie. Immersion cooling stelt operators in staat om 10-15x meer rekenkracht in dezelfde footprint te plaatsen, wat direct vertaalt naar snellere time-to-revenue voor AI-diensten.⁴⁰ De consolidatie vermindert vastgoedvereisten terwijl de capaciteit per vierkante meter toeneemt.
Energie-efficiëntie bereikt dramatische niveaus. Volgens Submer vermindert immersion cooling het energieverbruik van koelsystemen met tot 95%.⁴¹ De besparingen compenseren hogere kapitaalkosten over de levensduur van de implementatie.
Industrievalidatie bouwt vertrouwen. Intel en Shell valideerden een volledige immersion-oplossing met hardware van Supermicro en Submer, waarmee "Intel Data Center Certified for Immersion Cooling" werd gevestigd als industriestandaard voor koelefficiëntie.⁴² Submer introduceerde autonome robots voor onderhoud van immersion-tanks, wat serverhandling vereenvoudigt.⁴³
Kostenoverwegingesn vereisen zorgvuldige analyse. Uitgebreide immersion-implementaties vereisen gespecialiseerde tanks, draagkrachtondersteuningen, lekdetectiesystemen en koelvloeistofbehandelingsapparatuur waardoor installatiekosten per rack boven $50.000 uitkomen, ongeveer drie keer zoveel als equivalente luchtsystemen.⁴⁴ Het retrofittten van operationele locaties verhoogt de complexiteit aangezien vloerplenums, kabelgoten en stroomtrajecten moeten worden omgeleid terwijl uptime wordt gehandhaafd.⁴⁵
Technologische volwassenheid blijft vorderen. Immersion blijft relatief onvolwassen met minimale historische data over langetermijnprestaties en betrouwbaarheid.⁴⁶ Echter, versnellende adoptie door hyperscalers en AI-infrastructuurproviders bouwt snel operationele ervaring op.
De vloeistofkoelingstechnologiestack
Verschillende koeltechnologieën adresseren verschillende implementatiescenario's. De optimale benadering hangt af van warmtedichtheid, bestaande infrastructuur en operationele vereisten.
Cold plate cooling (direct-to-chip of D2C) vertegenwoordigt het snelst groeiende segment.⁴⁷ Cold plates worden direct bevestigd aan warmteproducerende componenten en circuleren vloeistof om thermische belasting te verwijderen. De benadering integreert gemakkelijker met bestaande rackinfrastructuur dan immersion-alternatieven.
Hybride architecturen combineren meerdere benaderingen. CDU's bedienen cold plate-systemen voor componenten met de hoogste warmte, terwijl RDHx de resterende thermische belasting van luchtgekoelde componenten afhandelt. De combinatie maximaliseert koelefficiëntie zonder volledige infrastructuurvervanging te vereisen.
OCP-compliance zorgt voor interoperabiliteit. Nidec ontwikkelde een Project Deschutes CDU-prototype dat voldoet aan Google Open Compute Project-specificaties, tentoongesteld op SC25.⁴⁸ Gestandaardiseerde interfaces maken componentinteroperabiliteit mogelijk tussen leveranciers.
Rackdichtheidsevolutie blijft vereisten aandrijven. Volgens Omdia omvatten racks onder 10kW 47% van de geïnstalleerde capaciteit in 2024, dalend naar 38% in 2025.⁴⁹ Ondertussen stegen 10-20kW racks van 27% naar 30%, en 20-30kW racks klommen van 24% naar 28%.⁵⁰ De dichtheidsverschuiving versnelt de adoptie van vloeistofkoeling.
Belangrijke CDU-leveranciers en recente ontwikkelingen
Het competitieve landschap omvat gevestigde thermisch managementbedrijven en nieuwe toetreders die zich richten op AI-infrastructuur.
Vertiv biedt uitgebreide CDU-oplossingen met educatieve bronnen die de basisprincipes van vloeistofkoeling uitleggen. Het AI Hub-initiatief van het bedrijf positioneert CDU-technologie als centraal voor next-generation infrastructuur.⁵¹
Schneider Electric versterkte zijn vloeistofkoelingspositie door de Motivair-acquisitie in februari 2025.⁵² Het gecombineerde portfolio adresseert RDHx, CDU en geïntegreerde vloeistofkoelingsoplossingen.
Supermicro bracht in juni 2025 NVIDIA Blackwell rack-scale oplossingen uit met 250kW CDU's.⁵³ De systemen demonstreren geïntegreerd compute- en koelingsontwerp voor maximale dichtheidsimplementaties.
Trane biedt enterprise-scale CDU's die tot 10MW capaciteit bereiken voor hyperscale-omgevingen.⁵⁴ Het bedrijf benadrukt energie-efficiëntie en integratie met thermische infrastructuur op faciliteitsniveau.
Motivair ontwikkelde de ChilledDoor RDHx die tot 72kW per rack bereikt naast CDU-platforms die opschalen naar 2,3MW.⁵⁵ De Schneider-acquisitie positioneert de technologie voor uitgebreide wereldwijde implementatie.
Submer is gespecialiseerd in immersion cooling met innovaties waaronder autonome onderhoudsrobots.⁵⁶ De Intel-pa
[Inhoud ingekort voor vertaling]
