Terwijl de AI-industrie opwarmt, probeert Karman Industries deze af te koelen.
Startup Signal Hill zegt een koelsysteem te hebben ontwikkeld dat gebruik maakt van SpaceX-raketmotortechnologie om de milieu-impact van datacenters te beperken door ze te koelen met minder ruimte, minder energie en zonder water.
Het bedrijf heeft onlangs $20 miljoen opgehaald en is van plan later dit jaar te beginnen met de bouw van zijn eerste compressoren in Long Beach.
“Onze stelling op hoog niveau is dat we de beste compressor op de markt kunnen bouwen met behulp van de nieuwste en meest geavanceerde technologie”, aldus David Tearse, CEO van Karman. “We willen het elektriciteitsverbruik van de koeling verminderen, zodat we de meest efficiënte manier hebben om deze chips te koelen.”
De dure, hoogwaardige chips die AI aandrijven, kunnen vertragen of uitschakelen als ze oververhit raken. Ze kunnen meer dan 200 graden bereiken, maar moeten minder dan 150 graden zijn om optimaal te werken.
Voor koelmagazijnen gevuld met tienduizenden eenheden kunnen velden vol apparatuur en enorme hoeveelheden water nodig zijn.
Karman heeft een koelsysteem ontwikkeld dat vergelijkbaar is met de warmtepompen van een gemiddeld huis, behalve dat de pompen vloeibare koolstofdioxide als koelmiddel gebruiken, dat wordt gecirculeerd met behulp van raketmotortechnologie in plaats van met ventilatoren. De efficiënte pompen van het bedrijf kunnen de ruimte die nodig is voor de koelapparatuur van datacenters met 80% verminderen.
Door de jaren heen hebben datacenters ventilatoren en airconditioning gebruikt om koude lucht over chips te blazen. Grotere planten voeren de koude vloeistof door buizen in de buurt van de chips om de warmte te absorberen. Deze hete vloeistof wordt naar buiten gestuurd naar een verkoelende binnenplaats, waar uitgebreide leidingennetwerken evenveel water verbruiken als een stad 50.000 mensen warmte te verwijderen.
Een datacenter van 50 megawatt verbruikt bovendien voldoende elektriciteit om een middelgrote stad van stroom te voorzien.
Omdat AI grote datacenters heeft, die steeds meer chips toevoegen, hebben ze steeds meer ruimte en energie nodig voor koeling.
“Het is vanaf het begin een verloren strijd, vooral als je de dichtheid van je chips blijft verhogen”, zei Tearse.
Koelsystemen zijn verantwoordelijk voor maximaal 40% van het energieverbruik van een datacenter, terwijl het gemiddelde middelgrote datacenter ruim 35.000 liter water per dag.
Tegen 2030 zal bijna 100 gigawatt aan nieuwe datacentercapaciteit worden toegevoegd, en energiebeperkingen zijn het belangrijkste obstakel voor uitbreiding geworden. Volgens het International Energy Agency zullen Amerikaanse datacenters in 2030 ongeveer 8% van alle elektriciteit van het land verbruiken.
Gemeenschappen in de Verenigde Staten zijn begonnen te protesteren tegen de bouw van datacenters, uit angst dat de vraag naar energie en water de infrastructuur onder druk zou zetten en de kosten voor consumenten zou verhogen. Verwacht wordt dat koelsystemen in 2028 jaarlijks tot 33 miljard liter water zullen verbruiken.
Grote technologiebedrijven en durfkapitaalinvesteerders geven miljarden dollars uit om ouderwetse technologieën te vervangen door energie-efficiënte oplossingen. Microsoft heeft een nieuw datacenterontwerp aangekondigd dat geen water gebruikt voor koeling. Het heeft onlangs beloofd ervoor te zorgen dat zijn datacenters de elektriciteitskosten niet zullen verhogen of water zullen weigeren aan nabijgelegen gemeenschappen.
De markt voor datacenterkoeling zal naar verwachting groeien van ongeveer $11 miljard in 2025 naar bijna $25 miljard in 2032.
Om deze ogenschijnlijk onverzadigbare markt te bedienen heeft Karman een roterende compressor ontwikkeld die met een toerental van 30.000 tpm draait, bijna 10 keer sneller vergeleken met traditionele compressoren: om de warmte te verplaatsen.
“Drie of vier jaar geleden was het een hele uitdaging om dit te doen, alleen maar omdat de motoren niet bestonden. Auto-onderdelen bereiken die snelheden”, zegt Chiranjeev Kalra, medeoprichter en hoofd technologie van Karman.
Ongeveer een derde van Karmans 23-koppige team kwam van SpaceX of Rocket Lab, en zij gebruikten technologieën uit de lucht- en ruimtevaarttechniek en elektrische voertuigen om de mechanica van hogesnelheidsmotoren te ontwerpen.
Het systeem maakt gebruik van een speciaal type hogedrukkooldioxide om warmte van het datacenter naar de buitenlucht over te dragen. Afhankelijk van de omstandigheden kan het dezelfde hoeveelheid koeling leveren, terwijl het minder dan de helft van de energie verbruikt.
De warmtepomp van Karman kan warmte aan de lucht afgeven, of deze kanaliseren naar verdere koeling of zelfs energieopwekking.
Een van de potentieel grootste verkoopargumenten van de systemen is dat ze geen water nodig hebben, waardoor datacenters kunnen worden gebouwd op plaatsen waar water schaars is.
Op zeer hete plaatsen zoals Texas en Arizona hebben koelsystemen het moeilijk, omdat ze te veel water gebruiken om te koelen of de chips moeten smoren om te voorkomen dat ze oververhit raken.
De laatste financieringsronde van Karman brengt het totale ingezamelde geld op ruim $30 miljoen. Belangrijke deelnemers waren onder meer Riot Venture, Sunflower Capital, Space VC, Wonder Ventures en Pat Gelsinger, voormalig CEO van Intel en VMware.
Karman zei dat het in de zomer van 2026 zal beginnen met leveringen aan klanten vanuit zijn productiefaciliteit in Los Angeles, ontworpen om 100 eenheden per jaar te produceren. Het plan is om de capaciteit te verviervoudigen.
Als dit lukt, zou Karman het marktaandeel van Trane Technologies en Schneider Electric, leiders op het gebied van warmteafvoersystemen, kunnen aantasten.
