Содержание:
Что это такое?
Иммерсионное охлаждение – это снижение температуры компьютерного оборудования путем его погружения в диэлектрическую теплопроводную жидкость. В качестве жидкости в основном используется непроводящее неемкостное минеральное масло, так как оно не выводит из строя электронику.
Народные умельцы заливают жидкость в аквариум и опускают в нее майнер с включенными вентиляторами. Вместо воздуха он прогоняет масло, которое нагревается и затем испаряется, вентиляторы эффективно перемешивают жидкость и поддерживают низкий уровень температуры. В дата-центрах используются гибридные закрытые системы охлаждения, состоящие из насосов, внешних радиаторов и иммерсионной жидкости. В основном применяют диэлектрическую жидкость с низкой температурой кипения – она испаряется, конденсируется на стенках и затем стекает в специальный бак. Благодаря замкнутому циклу работы удается сократить расходы на дорогостоящую жидкость.
Водоохлаждение ASIC-майнера в домашних условиях. Фото: BitCluster
Иммерсионное охлаждение асиков и видеокарт
Сложности, возникающие с охлаждением майнинг-ферм одни из самых злободневных.
Перегрев конструкции может привести с самым неприятным последствиям.
Но если разговор идет об устройствах с малой, в 5 – 15 кВт, то допустимо использовать бытовые кондиционеры, но, если говорить о промышленных фермах, которые потребляют мощность от 50 кВт, до нескольких МВт.
В таком случае приходит на помощь технология иммерсионного охлаждения для S9.
Попробуем разобраться как это работает?
Иммерсионным охлаждением ASIC называют процесс отвода тепла от работающего оборудования путем его погружения в емкость, заполненную иммерсионной жидкостью.
Эта техническая жидкость обладает определенной запатентованной формулой обладающая следующими уникальными достоинствами:
- Негорючестью,
- Малой токсичностью,
- Пассивностью,
- Диэлектрическими параметрами.
Т.о. эта жидкость не вступает ни в какие химические реакции, ни с какими веществами и, по сути, является абсолютным диэлектриком и это позволяет его использовать с любым электронным оборудованием, без каких-либо последствий для последнего.
Обратите внимание! Использование этой жидкости не влечет за собой опасности для любого оборудования и людей, которые работают с ней. Большинство пользователей после установки ванны с жидкостью разгоняют асики на 10-25%.
Использование этих жидкостей в промышленных объемах началось много лет назад.
В наши для ее применяют для создания систем охлаждения в дата-центрах и майнинг-фермах.
Исторически сложилось так, что при сооружении новой майнинг-фермы до 35% расходов приходится на охлаждающее оборудование, из расходов на ее эксплуатацию почти 50% приходится на систему охлаждения.
- Регулярно проводимые исследования показывают то, что иммерсионное охлаждение обладает высоким коэффициентом эффективности использования энергии (PUE).
В практической деятельности применяют несколько подобных систем:
С использованием минерального масла для иммерсионного охлаждения. Этот метод применяют для охлаждения трансформаторов и другого оборудования.
С применением технологии Novec 7200, 1230.
Это сухая вода, применяемая для двухфазного охлаждения.
С применением технологии 3M Novec 7300, 7500 и других жидкостей, которые используют для однофазного охлаждения.
Оно проходит за счет постоянного перемешивания теплых и холодных слоев жидкости.
Перечислены базовые виды иммерсионного охлаждения, применяемые для ASIC и майнинг ферм. Выбор какого-либо конкретного зависит от определенных факторов.
Предельную эффективность показывают технологии, основанные на использовании сухой воды.
Как собрать ванну для охлаждения своими руками
Для обеспечения работы промышленной майнинг-фермы достаточно приобрести готовое оборудование.
Его можно найти на специализированных ресурсах посвященных оборудованию для добычи криптовалют.
Но те, кто занимается майнингом в домашних, кустарных условиях перегрев представляет собой серьезную проблему.
За короткое время температура воздуха перестанет быть комфортной.
Это подталкивает домашних майнеров создавать иммерсионное охлаждение асиков своими руками.
Как показывает опыт, простейшее решение — это использование аквариума.
В принципе можно использовать любую готовую емкость, например пластиковый короб или ящик.
Другое дело, что требуется обеспечить циркуляцию жидкости, то есть, требуется, нагретую жидкость охладить и вернуть ее в рабочую емкость.
Для решения этой задачи придется задействовать циркуляционный насос, теплообменное устройство, например, паянный теплообменник.
Во избежание засорения системы циркуляции охлаждающей жидкости потребуется установить сетчатый фильтр.
- Для создания подобной конструкции допустимо использовать полипропиленовые трубы с Ду 16.
Схема подключения может выглядеть следующим образом.
В теплообменник на один контур подается холодная водопроводная вода, на другой контур приходит вода из емкости.
Под действием насоса вода из емкости проходит через фильтр, теплообменник, где отдает лишнее тепло и возвращается обратно.
Водопроводная вода, получив излишек тепла может быть отправлена в канализацию или на обогрев дома.
Недостатки
У вас может возникнуть резонный вопрос: если иммерсионная система охлаждения настолько эффективна, то почему большинство майнеров пользуются вентиляторами? Дело в том, что у жидкостного охлаждения есть свои недостатки.
- Высокая стоимость. На обслуживание системы иммерсионного охлаждения от заводов-производителей уходит в среднем 25% от затрат на обеспечение работы майнеров. Другими словами, если ваше оборудование потребляет электричество на 10 тыс. рублей в месяц, то 2,5 тыс. рублей вы будете тратить на систему охлаждения. Жидкость, к сожалению, стоит дорого.
- Труднодоступность. Бак с иммерсионной жидкостью открывается только сверху, поэтому установить оборудование на стеллажах не получится.
- Грязь. Во время работы с майнером (замена кабеля, вентилятора) жидкость может пролиться на пол, ее очень трудно оттереть, особенно, если вы используете масло.
- Фильтрация. Охлаждающую жидкость необходимо фильтровать, чтобы избежать образования осадка и загрязнений.
Когда стоит использовать иммерсионное охлаждение?
Одной из первых компаний, которая начала разрабатывать системы иммерсионного охлаждения видеокарт для майнинга криптовалют, стала Green Revolution Cooling. Ведущий эксперт Брэндон Мур уверен в том, что развитию жидкостных систем охлаждения будут способствовать два главных фактора: высокая стоимость электричества и дорогая недвижимость.
Эксклюзив: системы иммерсионного охлаждения майнинга Beeminer!
На данный момент подавляющее большинство майнеров (в том числе крупных) используют воздушное охлаждение ферм. Тем не менее, иногда встречается информация о том, что где-то системы жидкостного охлаждения все-таки используются. Лидер рынка криптовалюты, компания Bitfury анонсировала проект жидкостного охлаждения майнинга на гидроэлектростанции в Грузии, но репортажей с готового объекта нет.
Итак, воздух является охладителем майнинг ферм по факту. При этом возникает противоречие, связанное с тем обстоятельством, что воздух является теплоизолятором и с успехом применяется в этом качестве в быту.
Теплопроводность воздуха 0.022 вт/(м·К) ,а теплоёмкость 1 кдж/(кг·К).
Для сравнения – у воды 0,6 вт/(м·К), и 4,2 кдж/(кг·К).
Получается, что теплопроводность воды выше в 27,3 раза, а теплоёмкость – в 4,2 раза, соответственно выходит, что вода в 115 раз эффективнее в качестве теплоносителя. Но и это ещё не всё, теплоёмкость считается в расчёте на килограмм, а если учесть плотность воздуха 1,3 кг/м³, то получается, что 1 литр воды заменит 88 550 литров воздуха.
Для наглядности можно привести пример шахты с потребляемой электричество мощностью 100 кВт:
Для воздушного охлаждения такого помещения летом потребуется 30 000 м³ воздуха в час! И даже при этом оборудование будет работать на предельном тепловом режиме. Для сравнения с водяным охлаждением, для теплосъёма с шахты электрической мощностью в 100 кВт нужно подключить полдюймовую трубу центрального водоснабжения. Такое подключение осуществляется для бюджетного жилья.
Вернёмся к воздушному охлаждению, вентиляционное оборудование с расходом в 30 000м³/час не дешевый вариант, но это не единственная проблема: нужно добиться относительно ламинарного потока, что под силу только специалистам высокого уровня (посмотрите устройство охлаждения data центров – это высокотехнологичная прецизионная система). Просто вентиляторы в сарае обеспечат турбулентность, при которой соседние стойки с фермами будут охлаждаться по-разному.
Следующая проблема – это шум. Вентиляторы выдают 50-60 децибел, и глушители не сильно спасают, приходится майнить вдали от жилых построек.
Далее – пыль, органика и так далее… Китайцы ставят фермы в горах, но целиком от проблемы уйти не получается. Пыль, заряжаясь статическим электричеством, буквально липнет к электронике, что с одной стороны ухудшает теплосъём, а с другой, пыль становится проводником малых блуждающих токов. Поэтому должен существовать штат сотрудников, осуществляющих постоянную влажную уборку и продувку оборудования.
В результате вы либо закладываетесь на специально оборудованное помещение с профессионально собранной системой вентиляции и очистки воздуха, а по-хорошему и кондиционирования (подобные системы прибавляют к потреблению еще 40% электроэнергии), либо имеете риски перегрева и выхода из строя оборудования.
Преимущества иммерсионного охлаждения над воздушным:
- увеличение производительности,
- снижение затрат электроэнергии,
- увеличение срока службы оборудования,
- отсутствие шума.
Установка иммерсионного однофазного охлаждения майнинга от Beeminer Group
Компания Beeminer создала установку иммерсионного однофазного принудительного охлаждения майнинга под названием Hive 36. Установка для 36 любых Antminer (D3,L3+,S9).
Иммерсионное охлаждение означает охлаждение посредством «погружения», то есть майнеры погружают в теплоноситель, теплоноситель в свою очередь забирает тепло с майнеров, которое затем посредством насоса передаёт в теплообменник. Из теплообменника тепло забирает водопроводная вода.
В настоящее время у компании спроектирована установка под B8 (9 майнеров B8 в одной установке), а также более бюджетный вариант – для майнеров Antminer (на 8 штук).
В условиях иммерсионного охлаждения оборудование работает в комфортном тепловом режиме. Вибрация отсутствует, соответственно появляется возможность без отрицательного воздействия на оборудование повышать hashrate от 10-15% до 30-40%, в зависимости от оборудования.
Bluemead – это жидкость, которая является теплоносителем, используемым в установке. Она не горит, не испаряется, не кипит при +200°С, не замерзает при -50°С и является инертной: майнеры не подвергаются никакому отрицательному воздействию.
Характеристика:
Расход воды в установке: 1м³ в час на 50кВт/ч. Труба для подключения: ¾ дюйма (при хорошем давлении в сети достаточно 0,5 дюйма). Кабель: 5 жил по 35 мм² (медный). Установка подключается к 3-хфазной сети. Внутри щитка находится устройство защитного отключения (УЗО), контакторы, автомат управления, силовые автоматы, насос, дополнительные розетки. В установке находится по 1 автомату на 2 майнера, для каждого майнера есть отдельная розетка.
- Click to share on Twitter (Opens in new window)
- Click to share on Telegram (Opens in new window)
- Click to share on Facebook (Opens in new window)
- Click to share on Reddit (Opens in new window)
