Иммерсионное охлаждение или как не пустить деньги на воздух

Иммерсионное охлаждение своими руками

Что только не ищут майнеры в интернете: иммерсионное охлаждение своими руками, иммерсионная ванна своими руками, иммерсионная жидкость своими руками. Мотив этих поисков в основном конечно попытка сэкономить на покупке системы охлаждения, иногда просто из любопытства и любви к науке.

Здесь попробуем помочь и ответить на ряд вопросов по самодельным системам иммерсионного охлаждения.

Конечно как сделать своими руками иммерсионную жидкость не имея дорогостоящего оборудования я слабо представляю, но по остальному помочь, могу попробовать.

1. Иммерсионная ванна своими руками. В общем то вопрос не сложен с одной стороны, берете любую емкость или изготавливаете сами из любого материала. Главное чтобы материал был прочным и держал массу жидкости внутри и температуру. А второе правило это правильная организация потоков жидкости. В остальном вам остается только изучить вопросы гидродинамики. купить готовую ванну купить готовую систему

2. Иммерсионное охлаждение своими руками. Так же вопрос легко решаем многими. Чтобы правильно собрать систему вам нужно либо идти путем эксперементов. Либо все же изучить для начала вопросы по гидродинамике и теплотехнике. Рассчитать можно любую систему. Пытаться сделать это наугад или по роликам из интернета будет сложной задачей которая может привести к разочарованию. купить теплообменники

3. Иммерсионная жидкость своими руками. Это конечно сложный вопрос, большинство иммерсионных жидкостей это масла или фторкетон. Подробнее о них можно почитать здесь: про иммерсионные жидкости про жидкость HVI про жидкость ПАО ПАОМ 2 про минеральные масла про трансформаторные масла про блюмид и ПМС (полиметилсикоксан)

Во многих вопросах по сборке системы мы готовы помогать нашим клиентам, как при выборе жидкостей, так и при подборе ванн и теплообменников. В целом мы всегда готовы оказать консультационную поддержку по сборке системы для наших клиентов, либо же предоставить различные готовые решения для ваших ригов, серверов, аисков, майнинг ферм.

Если вам нужна помощь в подборе оборудования и комплектующих звоните, а так же консультации по постройке систем, звоните +79148982262

Источник

Экологичность и безопасность для обслуживающего персонала

Организация дата-центров с иммерсионным охлаждением не должна идти в ущерб безопасности рабочей среды для обслуживающего персонала. Все технические жидкости 3М:

• превосходят все требования по безопасности
• имеют низкую токсичность
• не воспламеняются.

Снижение энергопотребление хорошо не только само по себе, это позволяет улучшить нашу экологию. Уменьшение потребляемой энергии означает сокращение выработки электроэнергии, меньшее использование нефтепродуктов и сокращение выбросов в атмосферу. Меньшие площади дата-центров экономят строительные материалы и ресурсы на обслуживание. «Зеленый» дата-центр с жидкостями 3М — это:

• благоприятный экологический профиль
• низкий потенциал глобального потепления
• нулевой потенциал разрушения озонового слоя земли.

Что такое иммерсионное охлаждение

Майнинг фермы нуждаются в эффективном понижении температуры. В противном случае даже самое мощное оборудование будет не только не производительным, но и недолговечным. Ранее в этих целях применялись в основном воздушные системы отвода тепла и подачи холодного воздуха, но последнее время набирает популярность технология иммерсионного охлаждения.

Иммерсионное охлаждение — технология отвода тепла от техники, работающая за счет его погружения в диэлектрическую теплоотводящую жидкость.

Иммерсия (от лат. immersio) — погружение. Это означает, что вся ферма, все ее платы и микрочипы погружены в жидкость. Естественно, что используемая в данных целях жидкость — диэлектрик, то есть не проводит ток. В противном случае оборудование бы просто-напросто вышло из строя.

Что такое иммерсионная жидкость («сухая вода») и где ее применяют?

В данной статье мы разберем такую тему, как однофазное иммерсионное охлаждение майнинг ферм. Его иногда называют водяное охлаждение майнинг ферм, можно также назвать это погружным жидкостным охлаждением с применением такого вещества как «сухая вода».

Как известно, проблема охлаждения ферм для майнинга является одной из самых актуальных в нашем нелегком деле, поскольку перегрев приводит к ряду таких проблем, как понижение производительности, нестабильность работы, высокий износ и просто банальное отключение по перегреву.

Если речь идет о мощностях 5, 10 или 15 кВт это еще можно пережить и справляться с тепловыделениями самостоятельно. Открывать окна, ставить бытовые кондиционеры, выносить оборудование на балконы и т.д.

Но что делать, когда речь идет о промышленных фермах и соответственно мощностях, таких как 50, 100, 500 кВт или даже несколько МВт?

Наша организация разработала систему иммерсионного охлаждения майнинг ферм, ознакомиться с ней вы можете на странице «Установка иммерсионного охлаждения майнинг ферм».

В данном контексте иммерсионным охлаждением называют процесс отвода тепла от работающего оборудования путем его погружения в контейнер с иммерсионной жидкостью

Иммерсионная жидкость – это техническая жидкость, имеющая определенную формулу (у многих производителей они запатентованы), имеющая такие уникальные свойства как: Негорючесть, низкую токсичность, инертность, высочайшие диэлектрические свойства.

Таким образом, данная жидкость не вступает в химическую реакцию практически ни с чем и является абсолютным диэлектриком, что позволяет использовать ее в контакте с любым электронным оборудованием без последствий для него.

ВАЖНО! Применение данной жидкости абсолютно безопасно для любого оборудования, а также для людей работающих с ней.

Применение данных жидкостей в промышленных масштабах началось много лет назад и по сей день имеет очень широкий спектр. Например, для охлаждения стоек оборудования в дата-центрах (ЦОД), в системах пожаротушения опасных и ценных объектов (архивы, дата-центры и т.д.), где последствия пожаров наносят часто гораздо больше вреда, чем сам пожар.

Традиционно при строительстве нового дата-центра около 35% капитальных затрат расходуется на охлаждающее оборудование, а впоследствии на него приходится еще 50% эксплуатационных расходов. Количество данных, которые необходимо хранить растет в геометрической прогрессии, стимулируют спрос на более и более крупные центры обработки данных (ЦОД), наряду со значительными инвестициями, понятно, что необходимо искать все более экономичные и эффективные технологии охлаждения.

Отопление дома майнинг-фермой с полной компенсацией затрат на электроэнергию

В статье Майнинг-ферма в Норильске зарабатывает на биткоинах 15 млн руб/сутки. Почему оборудование разместили именно там? были показаны примеры огромных майнинг-ферм на территории России для получения криптовалюты биткоин.
Главная их проблема – это отвод тепла. Если зимой с этим проблем нет, то летом перегрев вызывает отключение оборудования. А что, если выделяемое тепло от небольшой майнинг-фермы использовать для отопления своего дома? Причем, желательно через водяное отопление. Оказывается, такие системы давно существуют. Называется: иммерсионное охлаждение оборудования.

В большинстве случаев — это пластиковая ванна, изготовленная под определенное число асиков (ASIC ), вычислительных устройств. Не секрет, что биткойнт давно невозможно майнить видеокартами. В ванну залита специальная маслянистая жидкость (не проводит электричество) для охлаждения. С асиков сняты кулеры и поставлены «обманки» в виде специальных микросхем. Тепло от их работы передается жидкости и далее через теплообменник передается воде в систему отопления.

Затраты на электроэнергию для работы оборудования перекладываем на затраты по отоплению дома. А асики, получают чистую прибыль, добывая биткоин, если их мощности способны это делать.

При изучении примеров попались отзывы владельцев таких майнинг-ферм. Пример их экономики. Кто-то приобретал летом 2022 г. ASIC Bitmain Antminer L3 (устаревшее оборудование), которое на октябрь 2022 г. добывало биткоин в объеме затрат на электроэнергию. Стоило такое б/у оборудование тогда 6000 руб./шт. Но тогда курс биткоина был 10 тыс.$/ биткоин. Таким образом, до ноября 2022г. затраты на отопление дома равнялись нулю (без прибыли). Но на сегодня курс биткоина равен почти 60 тыс.$/ биткоин. Таким образом, на сегодня рентабельность майнинг-фермы составляет 500%.

Да, система иммерсионного охлаждения имеет приличную стоимость. В 2022г. они стоили до 200 тыс. руб. на 12 асиков. Про одну из иммерсионных систем охлаждения (или систему отопления дома) можно посмотреть в этом ролике:

Таких примеров в youtube много. Плюс такой системы охлаждения асиков является бесшумность. Можно смело устанавливать в доме. Нет циркуляции пыли в объеме помещения.

У него достаточно высокая производительность (до 14 TH /s). И мощность: 1400 Вт. А в жидкости его можно разогнать еще выше, до 2 кВт. На дом до 150 м2 понадобится примерно 10 кВт тепловой мощности, т.е. пять асиков. Это 25 тыс. руб. Округлим до 30 тыс. руб.

Ванну можно заказать по чертежам у производителей полипропиленовых бассейнов. Спаяют быстро, зимой работы мало. Думаю, в 20 тыс. руб. можно уложиться. Теплообменник: пусть будет 30 тыс. руб. Масло в систему: 200 руб./л. Нужно до 50 л. Обвязка и автоматика – еще 20 тыс. руб. Итого грубо: 110 тыс. руб.

Считаем затраты в месяц на электроэнергию, получается: 2 кВт*5шт.*24ч*30 дн.*5 руб./кВт*ч = 36000 руб. (тариф в московской области). В нашем регионе электроэнергия – 2,75 руб./кВт*ч. Т.е. затраты: 19800 руб. Понятно, не все тепло нам нужно 24 часа в сутки. И часть придется отводить на улицу.

При курсе биткоина майнинг-ферма с учетом этих затрат еще и заработает 100-180 тыс. руб./мес. Окупится за месяц. Но повторюсь – это при настоящем курсе 60 тыс.$/ биткоин. Но я могу и ошибаться и вычислительных мощностей Bitmain Antminer S 9i уже не хватит для прибыльного майнинга. Это нужно узнавать. Но тогда просто будете бесплатно отапливать дом. Хотя, на aliexpress даже Antminer L3 стоит от 30 тыс. руб. Значит, оборудование применимо для майнинга.

Отдельный вопрос – это настройка оборудования и вывод средств. Эта информация выходит за рамки данной статьи.

Если курс сохранится и майнить можно будет и далее, то имеет смысл этим заниматься и летом. Для этого можно охлаждать ванну через вот такой тепловентилятор, установленный на улице:

Как используется иммерсия в майнинге

Многие скептически относятся к такого рода технологиям. У всех нас сложился стереотип, что жидкость выводит электронику из строя. Технику нужно изолировать от любой влаги, что уж там говорить о ее погружение в жидкость.

Это утверждение верно, но не касается иммерсии. В данном случае используются не проводящие электричество жидкости, которые не способны вывести технику из строя:

• деионизированная вода;
• минеральное масло;
• жидкости на основе фторуглерода.

Такой тип охлаждения для майнинг ферм набирает все больше популярности. Технология хорошо зарекомендовала себя как для домашних ферм, так и в качестве системы охлаждения в крупных дата-центрах.

Как это работает:

1. Устанавливается ванна для охлаждения (иммерсионная установка).
2. В резервуар заливается специальная иммерсионная жидкость.
3. В заполненную ванну опускается техника для добычи.
4. Жидкость поглощает тепло.
5. Достигнув определенной температуры жидкость закипает и начинает испаряться.
6. За счет наличия конденсаторной системы получаемый пар спускается обратно в резервуар в виде холодной жидкости.

Благодаря такому замкнутому циклу циркулирования иммерсионной жидкости, данная технология отвода тепла показывает хорошие показатели рентабельности.

Жидкости Fluorinert

Жидкости Fluorinert 3M относятся к классу полностью фторированных жидкостей, известных как перфторуглероды (PFC). Прозрачные, без цвета и запаха, невоспламеняемые, жидкости имеют ряд особенностей, делающих их привлекательными для иммерсионного охлаждения печатных плат, в их число входят отличные диэлектрические свойства, широкий диапазон точек кипения и хорошая совместимость с различными материалами. Эти жидкости используются для решения сверхсложных и ответственных задач теплоотвода более чем 50 лет, например, в пассажирских экспрессах в Японии и в экспериментальном космическом модуле Kibo (Hope) на МКС. Также они широко используются как практический материал для прямого охлаждения силовых конвертеров и в испытательных лабораториях. Несмотря на то, что жидкости Fluorinert не разрушают озоновый слой, они имеют долгий срок жизни в атмосфере и обладают высоким потенциалом глобального потепления. При этой причине, как и все перфторуглероды, они должны использоваться только в тех приложениях, где требуются их уникальные свойства, при этом особое внимание следует уделить контролю выбросов и их минимизации. Жидкости Fluorinert должны использоваться только в закрытых резервуарах и системах, особые меры безопасности требуются для предотвращения попадания в глаза и на кожу. Несмотря на то, что жидкость инертная, практика ее применения в суперкомпьютерах Cray-2 показала, что в течение продолжительного срока эксплуатации она расщепляется и выделяет высокотоксичный перфторизобутан. Для его удаления необходимо использовать катализаторные очистители. Практика использования перфторуглеродных жидкостей была показана в научно-фантастическом фильме «Бездна» (1989), где насыщенная кислородом Fluorinert жидкость использовалась дайверами для погружения на большие глубины. Проводился эксперимент с крысами, которые дышали в банке с такой жидкостью, но сцена была вырезана из фильма как жестокое обращение с животными.

Охлаждение асиков

На сегодняшний день наиболее применяемое оборудование для майнинга — ASIC-майнеры. Для них на рынке представлено множество готовых решений от разных производителей. Такие установки могут иметь различный объем и рассчитаны на разное количество асик-устройств.

Иммерсионные установки для асиков бывают двух видов:

1. Однофазные. В процессе терморегуляции вещества никогда не изменяет своего физического состояния, то есть оно всегда остается жидким веществом и не превращается в пар, когда закипает. В данном случае диэлектрическая жидкость откачивается в теплообменник с холодной водой, где понижает свою темпертуру. В однофазных иммерсионных установках используются открытые ванны, поскольку риск закипания жидкости стремится к нулю.
2. Двухфазные. В данном случае используются закрытые резервуары, а охлаждение жидкости достигается за счет конденсаторной системы и перехода из жидкого состояния в парообразное и наоборот.

В иммерсионную установку объемом 80 л помещается до 4-х Asic Antminer S9. Суммарный вес такой конструкции, не учитывая жидкость, составляет порядка 30 кг.

Жидкостное охлаждение видеокарты

Очень многие путают иммерсионное охлаждение с жидким охлаждением. На самом деле это совершенно разные понятия. Если системы жидкого охлаждения для видеокарт на ПК давно разработаны, то для майнинг ферм такого решения пока еще нет.

Народные умельцы правда нашли выход из положения и изготавливают установки своими руками. Для этого, как правило, используются аквариумы, а купить иммерсионную жидкость можно в любом магазине хладагентов. Ввиду высокой популярности она также стала частым гостем на прилавкам магазинов с электронникой и комплектующими для ПК.

Жидкостное и воздушное охлаждение: сравнение методик

Для лучшего понимания технологии охлаждения иммерсионной жидкостью ее сравнивают с подобным воздушным охлаждением. Те положительные свойства, о которых было сказано ранее, и являются преимуществами, которые выделяют именно охлаждение жидкостью.

Можно отметить, что и воздушное охлаждение обладает своими особенностями, которые никоим образом не умаляют его достоинств. При помощи воздуха также можно осуществить эффективное охлаждение, которое позволит системе бесперебойно работать. Хотя в летние месяцы такой вариант охлаждения выполняется сложнее, чем аналогичный жидкостный.

Плюсы и минусы

На практике использование иммерсионных установок дает заметные преимущества:

• Снижение затрат электроэнергии. Компания Allied Control, работающая в сфере добычи криптовалют, провела исследование рентабельности использования иммерсии для теплорегуляции в майнинге, в результате чего было выявлено, что энергопотребление ASIC сокращается на 90%.
• Отсутствие шума. Наибольший шум при добыче криптовалют создают именно кулеры. Иммерсионные установки работают бесшумно и поглощают звук от работы асиков.
• Экономия пространства. При воздушном способе борьбы с нагреванием майнеры следует размещать друг от друга на некотором расстоянии, обеспечивая хорошую циркуляцию воздуха. Таким образом, даже не крупная ферма требовала целого помещения. В случае с иммерсионной ванной, оборудование можно размещать впритык. В итоге, на одной и той же площади можно разместить в 10 раз больше устройств.
• Повышенная производительность оборудования. Благодаря тому, что устройства для майнинга понижают свою температуру более эффективно, появляется возможность существенно увеличить их хешрейт с помощью разгона. В зависимости от модели техники прирост мощности варьируется в диапазоне от 10% до 15%.
• Снижение затрат на оборудование. За счет того, что теперь нет необходимости оснащать вычислительную технику собственными кулерами для воздушного охлаждения появилась возможность заказывать у производителей только сами печатные платы. Техника без вентиляторов обходится на 5-10% дешевле.

К недостаткам иммерсионных систем можно отнести то, что готовые установки и сама жидкость стоит достаточно дорого. Кроме того, такая система требует достаточного сложного обслуживания. Жидкость нужно регулярно подливать и фильтровать. Это чревато потеками, грязью и может потребовать помощи профессионалов, а ввиду новизны найти хорошего специалиста в данной области не так то просто.

Преимущества

Вместе с тем, производители охлаждающего оборудования рекламируют собственную продукцию и при этом обещают то, что произойдет снижение затрат на энергию.

По данным компании Allied Control экономия может составить до 90%.

Такая конструкция охлаждения на 8 асиков поможет разогнать устройство до предельной мощности.

Когда целесообразно использовать водяное охлаждение?

Если не обеспечить свою ферму продуктивной системой охлаждения, то вместо потенциального пассивного дохода, можно уйти в минус. Дело в том, что благодаря востребованности технологии блокчейн и динамичности рынка криптовалют, все больше людей интересуются майнингом. Это в свою очередь приводит к постоянно растущей сложности сети, в результате чего требуется собирать все более крупные фермы.

Воздушное охлаждение крупных ферм требует значительных затрат электроэнергии. Для примера: на отвод тепла с 10 Asic Antminer S9 нужно порядка 4 000 кубических метров воздуха в час. Это требует по меньшей мере затрат на установку дополнительной системы вентиляции и мощных профессиональных кондиционеров, которые помимо того, что стоят не дешево, но еще и потребляют много электроэнергии.

В среднем крупные дата-центры тратят порядка 50% бюджета на обслуживание теплорегулирующей системы. Применение системы иммерсионного охлаждения позволяет существенно сократить затраты. Другими словами, установка технологических ванн целесообразно везде, где требуется установка дополнительной системы борьбы с нагреванием.

Иммерсионное охлаждение стало достойной альтернативой воздушному и на текущий момент не имеет равных себе конкурентов. Данный способ демонстрирует одновременно и простору и эффективность, а самое главное — устраняет все недостатки майнинга криптовалют, такие как шум, высокие затраты на электроэнергию и риск коротких замыканий. Эффективное использование этой технологии помогает не только экономить, но и продлевает эксплуатационный срок службы техники.

Post Views: 1 416

Недостатки

Как и любая техническая конструкция, иммерсионное охлаждение владеет набором недостатков, в частности:

• Высокая стоимость.
  Все дело в том, что техническое обслуживание такой конструкции, может обойтись минимум в 25% затрат на обслуживание фермы в целом.

  То есть, если установленная ферма, потребляет энергии на 10 000 руб.

  То затраты на охлаждение составят 2 500 руб.

  Жидкость для охлаждения стоит недешево.

• Емкость для иммерсионной жидкости открывается только сверху и поэтому собрать ферму на стеллажах вряд ли получится.
• При проведении профилактики, жидкость может попасть на пол, а оттереть ее сложно.
• Требуется обеспечить фильтрование рабочей жидкости.
  Это позволит избежать появления осадка и загрязнений.