Kälte fein verteilt Was ist eine Coolant Distribution Unit (CDU)?

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Flüssigkühlung, ob direkt oder indirekt, erfordert Kühlmittel, und dieses muss verteilt und gesteuert werden. Genau dafür sorgt die Cooland Distribution Unit (CDU).

Coolant Distribution Units (CDUs) sind Kühlmittelverteiler für die Chip-, Rack- (Sie etwa: Kühlung von Rechenzentren; Flüssigkeitskühlung sichert hohe Verfügbarkeit und Kosteneffizienz) oder Reihen-Flüssigkühlung. Sie werden in hochleistungsfähigen Umgebungen implementiert, die eine höhere Kühlleistung benötigen als Luft bereitstellen kann.

CDUs gibt es erstens für die direkte Flüssigkühlung von Chips oder Servern mittels Kühlplatten. Zweitens lassen sie sich mit einer Luftkühlung der Wärme-emittierenden Komponenten kombinieren. Ihre Wärme wird dann in einem weiteren, von der CDU versorgten Kühlkreis zum Beispiel durch die von der CDU versorgten kühlmitteldurchströmten Rack-Türen aufgenommen.

Auch die nachträgliche Installation von CDUs ist möglich. Das kann sinnvoll sein, um beispielsweise einen einzelnen, besonders emissionsintensiven Server zu kühlen.

Ein geschlossener Kreislauf

In CDUs fließt ein geschlossener Kühlmittelkreislauf. In der Regel dient Wasser als Kühlmittel. Es wird in seiner Qualität kontrolliert und auf die Anforderungen der Aufgabe konditioniert. Damit es nicht mit stromführenden und Funktionsteilen in Berührung kommt, müssen die Verrohrung und alle Ventile und Wärmetauscher vollständig dicht sein.

CDUs geben ihre Abwärme entweder an einen weiteren Flüssigkühlkreis des Raum- oder Datacenter-Kühlsystems oder aber an die Luft ab. Ihre Funktion besteht darin, die Kühlflüssigkeit unter kontrollierten Druck- und Temperaturbedingungen im Rack bereitzustellen. So sorgen sie für ein optimales Funktionieren der Systeme.

CDUs in unterschiedlichen Dimensionen

Inzwischen werden CDUs von vielen Herstellern von Datacenter-Komponenten angeboten, etwa von Schroff oder Vertiv. Indirekt arbeitende CDUs können ein Rack, den Teil eines Racks oder mehrere Racks mit Kühlleistung versorgen.

Beispielsweise versorgt die CDU „300 Cooling Distribution Unit“ von DCX bis zu 20 Kühltüren mit Kühlflüssigkeit. Der Hersteller Boyd bietet CDUs speziell für Rechenzentren mit Leistungen zwischen 32 Kilowatt und 3,5 Megawatt an.

Viele Komponenten

Zu den Komponenten von CDUs gehören Pumpen, Ventile, Druck- und Temperaturmesser, Wärmetauschermodule für die Wärme-Abgabe in den Kühlkreis des Gebäudes, der Steuer- und Kontrolleinheiten. Pumpen, Stromversorgung und Lüfter werden häufig redundant ausgelegt.

Bei direkt arbeitenden CDUs sind die Kühlplatten ein wichtiges Element. Bei indirekt arbeitenden Systemen arbeiten häufig wasserdurchströmte Rack-Türen als Wärmetauscher zur Hitze-erzeugenden Seite hin. Sie übernehmen die Wärme der Luft, die von den Servern ausgestoßen wird, und leiten sie ab. Ein zweiter Wärmetauscher übergibt sie dann entweder an Luft, die wiederum über Ventilatoren abgeführt wird, oder an einen weiteren Flüssig-Kühlkreislauf, der den gesamten Rechnerraum oder das Rechenzentrum mit Kälte versorgt.

Fertigprodukte und modulare Bauweise

Es gibt CDU-Fertigprodukte, aber auch modulare Systeme, die sich genau an die Anforderungen der in der Regel sehr individuell gestalteten HPC-Lösungen anpassen lassen. Außerdem gibt es auch CDUs zum nachträglichen Einbau in Serverschränke.

Mit dem kontinuierlichen Leistungsanstieg von Rechnern gerät die Luftkühlung immer mehr an ihre Grenzen, weshalb sich wohl Flüssigkühlung und damit die CDUs in Zukunft weiter verbreiten werden.

Flüssigkühlung ist im Kommen

Der Umsatz mit physischer Datacenter-Infrastruktur wächst weiter

Derzeit gibt es noch keine Industriestandards für CDUs. Mit deren Entwicklung steigen die Chancen für die Verbreitung dieser effektiven Kühltechnik, denn Standards senken die Preise und steigern Qualiät und Vergleichbarkeit der Produkte.

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