一、数据中心冷量CDU是什么？
冷量分配单元（Cooling Distribution Units，CDU），是一种基于液冷技术的热管理设备，其核心任务是将数据中心中产生的热量转移到冷却介质中，然后将冷却介质通过冷却系统散热出去。液冷CDU设备通过一系列管道和泵将冷却介质输送到需要冷却的设备，如服务器、存储器等IT发热器件。 当冷却介质流经这些设备时，它会与热源直接接触，吸收并带走产生的热量。
液冷数据中心核心：冷量分配单元CDU
二、CDU如何运作？
冷量分配装置（CDU）通过复杂的泵系统运行，该系统通过复杂的管道或通道网络循环冷却液（通常是水或专用流体）。这种循环冷却剂对于散热至关重要，针对大型、高功率数据中心系统中的处理器和交换机等关键组件。CDU集成了阀门、过滤器和监控机制等附加组件，以优化冷却效率和系统可靠性。精确校准的阀门允许根据单个部件的需求进行动态冷却液分配调整，而过滤器则通过筛除杂质和污染物来确保纯度。CDU配备传感器，可持续监测温度、流速和压力水平等冷却液参数，从而实现实时干预，以在复杂环境中保持最佳热性能和可靠性。
CDU通过泵送冷却液至服务器等发热设备，吸收能量后回流至外部冷源（如冷却塔或干冷器）进行散热，从而形成闭环冷却循环。
冷量分配单元CDU结构示意图，图源：BOYD官网
三、CDU有哪些部分？
大多数冷却液分配单元（CDU）共享通用组件，例如泵、热交换器、微处理器控制、水质控制系统和冷却液处理歧管，以确保各种型号的一致功能。这些组件构成了CDU系统的骨干，促进了数据中心和其他工业应用中的可持续冷却。
（1）泵：泵使冷却液在系统中循环，确保液体稳定流动以吸收设备的热量。
（2）换热器：液体-空气热交换器将热量从冷却液传递到周围环境，有助于为没有液体管道的设施提供高效散热。液-液热交换器将热量从主液回路传递到二次设施水系统。
（3）微处理器控制：微处理器控制管理和调节CDU操作，调整冷却液流速和其他参数以保持最佳温度和性能，并自动调整以计算需求。
（4）水质控制系统：水质控制系统监测和保持冷却剂的纯度和化学平衡，防止腐蚀并保持长期可靠性。
（5）冷却液处理歧管：冷却液处理歧管将冷却液分配到CDU系统内的不同部件，确保所有部件的均匀冷却。
某些CDU型号集成了专门的组件，旨在满足特定的冷却需求或环境挑战。这些组件不仅增强了功能，还提供了满足广泛用户需求的独特功能。这些专用元件经过精密设计，优化了冷却性能，并确保在各种操作条件下的无缝运行。
Vertiv™ CoolChip CDU 冷板液冷，图源：Vertiv官网
四、按部署方式分类：集中式CDU vs 分布式CDU
1. 集中式
集中式浸没液冷CDU，图源：英维克官网
通常为大型机柜式设备，包含主泵、换热器、过滤器、控制系统及多个分支管路，可同时为整个机房或多个机柜提供冷却液分配。集成度高，支持大流量循环，具备冗余设计（如双泵、双电源），可靠性强。
2. 分布式
分布式CDU，图源：远地数字科技官网
多为小型模块化单元，直接部署于机柜旁或机柜内部，通过独立泵和换热器为单个或少数机柜提供服务。灵活部署，扩展性强，管路短、阻力小，能耗较低。
五、按冷却方式分类：风液CDU vs 液液CDU
1. 风液CDU：过渡方案的明智之选
风液CDU，来源：BEEHE比赫官网，Vertiv官网
工作原理：风液CDU结合风冷和液冷技术，在服务器机柜内部或边缘部署液冷系统，但最终热量通过风冷方式排放到环境中。其工作流程为：服务器内部采用冷却液吸收热量，热冷却液经过CDU与内部热交换器进行换热，最终热量通过机房空调或风扇排出到环境中。
适用场景：
传统数据中心改造：已有风冷基础设施但希望提升冷却能力的场景
中低功率密度机房：机架功率密度在5-15kW之间的服务器集群
过渡阶段方案：逐步引入液冷但暂未配备完整外部冷却液回路的数据中心
服务器集群，图源：AScentOptics官网
优势与局限：优势在于兼容风冷基础设施，无需大规模改造，易于部署和维护，运行成本较低。局限是最终仍依赖风冷，整体冷却效率不如全液冷方案，无法支持超高功率密度设备(>30kW)。
2. 液液CDU：全液冷架构的性能担当
液-液冷却分配装置，图源：BOYD L2L CDU
工作原理：液液CDU采用全液冷架构，完全采用冷却液进行热量传递。服务器热量通过冷板或浸没式液冷方式传递给封闭回路内的冷却液，热冷却液被送入CDU后，通过换热器与外部建筑级冷却液进行热交换，冷却后的冷却液重新回到服务器循环使用。
适用场景：
高功率密度机架(>30kW)：AI训练服务器、HPC集群、超算中心等
超低PUE数据中心：追求PUE值1.2以下的大型数据中心
新建液冷数据中心：设计时即考虑全液冷方案的数据中心
液冷数据中心，图源：中兴通讯官网
优势与局限：优势包括高效能耗比、更强的冷却能力（支持50kW甚至更高功率的机架散热）、无风扇或风冷空调依赖。局限是需要完整的液冷基础设施，初始建设成本较高，维护要求更高。
六、CDU的优势
（1）安全隔离：物理隔离一次侧（设施水）与二次侧（去离子水等），避免水质污染和短路。
（2）精准控温：精确调节流量、压力、温度，维持稳定散热环境，防止芯片过热，提升散热效率同时保障设备运行安全。
（3）高效冷却：CDU比传统空调系统更紧凑、更灵活。由于体积和重量更小，CDU可以更靠近服务器，减少冷却液的输送距离，从而降低能耗。相比于传统空调和冷水机组，CDU能够大幅减少功耗，提升系统正常运行时间和可靠性，最终 降低长期运营成本。
（4）冗余设计：CDU采用冗余泵和多路电源输入，确保冷却系统的连续运行。
通过精准的温度、流速和压力控制，CDU能够确保数据中心设备始终保持最佳运行状态，提高系统的可靠性和正常运行时间。
七、CDU的应用领域
CDU的应用已经渗透到多个高科技领域：
数据中心领域：堪称CDU最大的应用"阵地"，市场占比高达60%。
工业制造领域：市场占比约25%，应用于数控机床、注塑机、激光切割设备、工业机器人等。
医疗设备领域：市场占比约10%，为核磁共振成像设备、计算机断层扫描设备等高端医疗设备提供冷却保障。
其他领域：包括通信基站、汽车制造（电动汽车电池热管理）、航空航天等，市场占比总计约5%。
诺基亚液冷基站
八、CDU相关供应商
中国大陆：浪潮信息、英维克、依米康、中科曙光、高澜股份、申菱环境、施耐德电气、川润股份、宁畅信息、比赫电气、科华数据、惠普、中科芯纪元、链力电子、远地数字、热控科技、昆山力盟、绿色云图、同飞股份、工业富联、科创新源、烽火通信、润泽科技、世图兹等。
中国台湾：台达电子、双鸿科技、讯强CoolerMaster等。
国外：维谛技术Vertiv、尼得科Nidec、CoollT Systems、LiquidStack、宝德BOYD、nVent、Refroid、DCX、Nortek DCC等。
文章来源：各大公司官网、网络资料整理
信息来源：液冷数据中心基础设施核心部件CDU：温控系统的“心脏” (qq.com)
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- 热交换核心 ：冷板（CPU/GPU专用）、CDU（冷量分配单元）；
- 循环网络 ：Manifold分液器、EPDM/PTFE管路、快接头；
- 动力与控制 ：变频循环泵（如飞龙股份电子泵）、智能温控系统。
