Охлаждение для фермы – Охлаждение фермы для майнинга (водяное и воздушное кондиционирование)

Как сделать жидкостное охлаждение для фермы

Оборудование для майнинга на видеокартах, как правило, работает круглосуточно со стопроцентной нагрузкой – таким образом владельцы получают от него максимальную прибыль. Понятно, что в подобном режиме GPU перегревается. Встроенные вентиляторы и радиаторы не в состоянии исправить эту ситуацию. Как сделать эффективное жидкостное охлаждение для майнинг-фермы и что для этого потребуется?

Перегрев пагубно сказывается на состоянии рабочих узлов и механизмов, повышает температуру в помещении. С учетом того, что компьютеры на видеокартах обычно размещают прямо в квартирах, это создает неудобства для всей семьи. Таким образом, качественное охлаждение необходимо по двум причинам: для снижения температуры в комнате и продления срока службы оборудования.

Вода – не лучший теплоноситель для систем охлаждения. Рекомендуется использовать специальные жидкости.

Плюсы жидкостного охлаждения майнинг-ферм

Охлаждение майнинг-оборудования водой либо другим теплоносителем (н-р, жидкостью, которая не приведет к КЗ при протечке), является более эффективным по сравнению с воздушным охлаждением и установкой кондиционеров.

Наличие жидкостной системы позволяет:

• увеличить скорость вычисления, а значит, рентабельность фермы;
• препятствует ускоренному старению токопроводящих элементов;
• увеличивает срок службы техники.

Блок охлаждения можно установить своими силами, если видеокарты уже имеют контур для водяного охлаждения. В этом случае достаточно аккуратно собрать ферму, не повредив гидравлический контур. Если речь идет о крупных фермах с большим количеством оборудования, потребуется привлечение специалистов, которые учтут все технические параметры, включая климатические особенности региона. Следует отметить, что при наличии жидкостного охлаждения снимаются ограничения на мощность и размеры фермы.

Как устроена система охлаждения фермы

Модернизированные охлаждающие системы – водные блоки – можно приобрести уже в собранном виде. Они состоят из:

• опорной пластины;
• резервуара;
• полнокамерного водного блока;
• радиатора;
• соединительных элементов и расширителей;
• вентилятора;
• разветвителей кабелей;
• мягких и жестких трубок.

В комплектацию также могут входить специальная жидкость для наполнения емкости и термопаста.

Производители советуют использовать исключительно фирменные жидкости. В свою очередь майнеры считают, что смесь обычного тосола и воды в равных пропорциях выполняет эту задачу ничуть не хуже.

В продаже можно найти системы охлаждения, предназначенные для видеокарт Nvidia и Радеон. При самостоятельной сборке системы можно комбинировать комплектующие, существенной роли это не играет.

Сборка системы охлаждения для фермы

Порядок установки выглядит следующим образом:

• снять заднюю крышку от видеокарты и взамен установить опорную пластину;
• демонтировать вентиляторную панель;
• прикрепить блок для охлаждения GPU и VRM;
• смонтировать комплектующие для соединения помпы, резервуара и блока;
• установить вентилятор;
• установить радиатор;
• наполнить ресивер;
• запустить систему.

Основная цель применения систем охлаждения — предотвращение перегрева графических процессоров видеокарт, установленных на майнинг-ферме.

Как работает жидкостное охлаждение фермы для криптовалют

После того, как система будет подключена к электросети, вода из резервуара начнет подниматься по акриловой трубе в направлении помпы и далее к водному блоку, разделенному на две отдельных ячейки. Двигаясь от первой ячейки ко второй, антифриз поэтапно охлаждает GPU, затем VRM, проходит мимо участка вентилятором, после чего опять перетекает в резервуар.

Рейтинг производителей систем охлаждения

Тем, кто собирается решать проблему охлаждения mining-ферм с помощью водяного блока, придется потратить на это от $130 до $440. На российском рынке представлен широкий выбор систем разных брендов, отличающихся по техническим характеристикам, комплектации, цене. Рассмотрим некоторые из них.

EKWD

В линейке моделей данного производителя представлены блоки охлаждения для видеокарт Radeon RX470 / 480, GTX1080, 1080Ti, 1070, 1070Ti. Есть также широкий выбор комплектующих для самостоятельной сборки или замены отработанных: насосы, работающие в автоматическом режиме, вентиляторы вместе с радиаторами и отдельно, резервуары и пр. Цена – от $130 до $430.

Phanteks

Модельный ряд производителя представлен жидкостными системами для карт АСУС, EVGA, MSI, Gigabyte. В оборудования используется алюминий повышенной прочности, акрил, никель, отдельные детали емкости покрывают хромом. Некоторые модели оснащены подсветкой. Цена блока для размещения видеокарты, – от $80 до $150.

XSPC

Производитель предлагает водные блоки двух типов: стандартные и предназначенные только для GPU. Несмотря на компактные габариты и меньший охват платы, данное оборудование справляется со своей задачей не менее эффективно. Блок для графического процессора выполнен в форме четырехконечной звезды с разъемами для подключения трубок. Стоимость полного комплекта блока от торговой марки XSPC – от $240.

Bitspower

Модели данного бренда подходят для видеокарт АМД и NVIDIA. Комплектующие выполнены из медного сплава, никеля, высоколегированной стали, трубки – из поливинилхлорида, меди, акрила. Предлагается также широкий выбор помп, вентиляторов и пр.

Эффективность жидкостного охлаждения

Практика показывает, что жидкостный блок эконом-категории способен снижать температуру GPU на 10-15 С.

Производительность зависит от качества и состава комплектующих. Конечно, система за $120 не может работать так же, как за $400. Цена формируется на основании целого ряда факторов, включая материалы, используемые при производстве комплектующих.

Установка системы жидкостного охлаждения – одно из эффективных решений для увеличения срока эксплуатации видеокарты.

coinmania.com

Лучшие способы охлаждения для майнинга

С повышением популярности криптовалют и усложнением процесса их добычи, майнерам приходится искать новые способы увеличения производительности. Особенно это стало ощутимо 2-3 года назад, когда пришлось внедрять оборудование максимальной мощности.

То же самое приходится делать и сейчас, так как сложность добычи увеличивается очень быстро. В связи с этим возникает резонный вопрос – как обеспечить комфортную температуру работы видеокарт? Чем выше мощность – тем больше энергии потребляется, а соответственно возрастает и теплоотдача. Рассмотрим современные возможности для организации систем охлаждения для майнинга.

Какие проблемы решаются?

Основная задача таких агрегатов — недопущение перегрева графического процессора. Если еще несколько лет назад какой-то температурный режим считался критическим для работы, то сегодня он является абсолютно нормальным. Ранее отдельные приборы для понижения температуры не использовались, вполне хватало обыкновенного металлического радиатора. Чипы, на которых и сегодня применяются подобные решения, уже не подходят для решения задач даже средней сложности, не говоря уже о майнинге.

Современные производители устанавливают мощные кулеры, насчитывающие несколько вентиляторов, а также крупные радиатор. Если нагрузка на компьютер высокая, только лишь

обдувания видеоадаптеров недостаточно. Необходимо охлаждать и материнские платы, блоки питания и другие компоненты. Сегодня существуют программные решения, позволяющие охлаждать чипы, однако эффект от них неудовлетворительный.

Какими бывают системы?

Современная система охлаждения включает в себя три основных компонента:

• Корпус
• Радиатор
• Вентилятор (может быть несколько)

Бюджетные сборки, как правило, долго не живут из-за экономии производителя на комплектующих. Кроме того, они достаточно шумные, что создает дискомфорт.

Можно приобрести алюминиевые приборы охлаждения. В таком случае происходит понижение температуры во всем системном блоке. Такое решение можно отнести к устройствам пассивной защиты от перегрева.

Системы охлаждения с использованием фреона

Пассивное охлаждение сегодня уже не популярно, однако не каждый юзер готов слушать постоянный гул, даже с учетом неплохой производительности ПК. Одним из решений проблемы является фреоновое охлаждение. Оно монтируется не на видеоадаптеры, а на весь системник. Стоимость такого решения достаточно высока. Стоит отметить, что параллельно можно использовать традиционные способы понижения температуры (кулеры и металлические накладки).

Принцип работы таких приборов прост. Фреон находится в замкнутом контуре и при работе устройства он меняет агрегатное состояние. При этом отмечается понижение температуры всех составляющих системного блока. Изначально фреон пребывает в жидком агрегатном состоянии. Температура низка, давление понижено. Разгон жидкости и повышение давления осуществляется с помощью компрессора. Когда фреон попадает в зону повышенного температурного режима, он переходит в газообразное состояние. В дальнейшем фреон конденсируется и снова становится жидким.

Данный вариант интересен, но отметим определенные нюансы. Такой комплект будет работать с чипами, потребляющими не менее 75 Вт. Недостаточное теплоотделение приводит к образованию конденсата за пределами системы. Отлично подходит для продукции AMD Radeon.

Водяная система

В последнее время широко распространились устройства, обеспечивающие снижение температуры с помощью воды или масла. Конструкция состоит из нескольких трубок, внутри которых происходит

циркуляция жидкости. Вода собирает на себя излишнее тепло и отводит его от компонентов. Наиболее распространены такие конструкции на студиях звукозаписи (где каждый лишний звук может все испортить), а также в среде геймеров, которые могут использовать свою машину по максимуму.

Стоит такое решение дороже фреона, однако жидкостные устройства более практичны. Они будут наилучшим вариантом для чипов GTX-класса, а также их аналогов.

Не забывай, что всю головную боль по обслуживанию всегда можно переложить на облачный сервис:

Как работает охлаждение?

Принцип у любой системы един: забрать тепло у горячего и передать холодному. Однако температуры видеокарты (процессора) и радиатора, рано или поздно, могут уравняться. В таком случае возникает риск перегрева.

Чтобы не допустить этого, используется подвод охлаждающего вещества (теплоносителя). Например, для видеокарты R9 теплоносителем выступает воздух. Во фреоновых устройствах – газ, в жидкостных – вода или другая жидкость.

Отвести тепло от высокопроизводительных деталей можно несколькими способами. Рассмотрим их подробнее.

• Теплопроводность. Наиболее распространенное решение. Принцип действия заключается в контакте теплоносителя с комплектующими, выделяющими большое количество тепла. Наилучшую теплопроводность обеспечивают металлы, поэтому именно из них производят радиаторы и теплообменники. Наилучшим решением для понижения градуса является серебро, но чаще используется медь. В самых бюджетных конструкциях – алюминий.
• Конвекция. Чтобы система функционировала, нужно добиться оптимальной циркуляции воздуха. Для этого применяются пустые системники, их устанавливают на определенном расстоянии друг от друга. Лучше поставить кейс подальше от деталей, выделяющих тепло.
• Термоизлучение. Данный способ не актуален для современных видеокарт с повышенным теплоотделением.

Проблемы охлаждения

Самыми большими проблемами в организации охлаждения являются цена и шум оборудования. Видеокарты становятся мощнее и дороже, а следом за ними тянется и стоимость снижения температуры. Чтобы эффективно оберегать греющиеся элементы компьютера от перегрева, нужно большее количество кулеров, а значит, увеличиваются затраты материалов. Прямопропорционально растет и стоимость.

Видеоадаптеры из бюджетного сегмента оборудуются радиаторами из алюминия и единственным кулером. Да, они действительно неплохо охлаждаются, но выделяемый шум создает дискомфорт. Чем дороже устройство, тем эффективнее и тише оно будет работать.

Самым тихим и самым эффективным вариантом является жидкостное оборудование. Однако высокая цена делает ее установку оправданной лишь при использовании дорогостоящих комплектующих. Через некоторое время такие устройства войдут в массы, их стоимость упадет, и возможно они даже заменят традиционные вентиляторы. Однако пока рассуждать об этом преждевременно.

Разберем несколько систем охлаждения для майнинга, которые предпочитают «шахтеры». Изначально большинство из них планировались для работы с видеокартами для игр, однако для сборки фермы и добычи криптовалюты они также подойдут идеально.

Aerocool VM-102

Решение для недорогих видеокарт, отличающихся слабым теплоотделением и невысокой мощностью. Основа радиатора алюминиевая, но имеется и медный слой, что повышает эффект. Также система насчитывает две трубки. Конечно, для современного масштабного майнинга такое оборудование будет неэффективным, но для начального уровня – в самый раз. Агрегат эффективно отводит тепло, работает тихо и стоит недорого. Перед покупкой нужно удостовериться, что пространства для установки на ферме будет достаточно.

Arctic Cooling NV Silencer 5 rev.2.0

Швейцарская система от производителя, славящегося тишиной и высоким качеством кулеров. Данное решение разрабатывалось для GeForce 6800 GT и пребывает в продаже уже довольно давно. Однако опытным путем юзеры определили, что установить оборудование можно и на некоторые чипы Radeon.

Прибор имеет вполне типичное устройство. Медный корпус и алюминиевые ребра образуют радиатор. Воздуховод выполнен из пластика. Обдув видеокарты осуществляется с помощью кулера большого размера. Качество работы у данного оборудования высокое, однако присутствует шум.

Arctic Cooling Accelero X2

Разработана для видеокарт AMD Radeon X-1800 – X-1950. Основа радиатора – тонкая пластинка из меди, сам же он выполнен из алюминия. От основания отходит две небольших трубки, которые значительно улучшают эффект работы. Сама конструкция спрятана в пластиковый корпус. Спереди установлен кулер турбинного типа. В отличие от Arctic Cooling Silence, линейка Accelero разгоняет воздух внутри системного блока, а не выводит его наружу.

К числу преимуществ можно отнести тихую работу даже при самых высоких оборотах. Агрегат также успешно справляется с перегревами на высоких мощностях.

Revoltec Graphic Freezer PRO

Крупная система повышенной мощности. Основа изготовлена из меди, от нее отходят трубки, отводящие тепло на алюминиевый радиатор. Конструкция облачена в пластиковый корпус с большим кулером посередине. Кулер способен производить обдув на очень сильных оборотах. Такое решение будет оптимальным для GeForce 7900 GS, однако не будет эффективным, к примеру, для X1950 XTX. Очень громко работает на повышенных оборотах.

Thermaltake Schooner

Снаружи походит на пассивное оборудование, однако здесь есть важный нюанс. От радиатора отведены трубки, на конце которых расположена пластинка из меди. Конструкция подобного типа обеспечивает прекрасное теплоотведение даже при отвратительной вентиляции. При сборке модели было использовано решение соединить теплоотводящие трубки особыми пластинками. Трубки получают тепло и направляют на пластинку, после чего тепло попадает на радиатор. Такая конструкция считается более эффективной, нежели альтернативные. Работает практически бесшумно.

Zalman VF700-Cu

Производитель спроектировал охлаждение таким образом, чтобы даже корпус способствовал более эффективному отводу тепла. Радиатор выполнен из меди, ребра отходят с середины к краю. Обдув обеспечивается при помощи кулера больших размеров. Комплект оборудования уже давно на рынке, но при этом он до сих пор дает фору многим аналогам. Обеспечивает качественное понижение градуса даже для чипов с повышенным отделением тепла. Одно из самых лучших решений среди бюджетных предложений.

Охлаждение для майнинг фермы

Одна из главных задач при организации фермы — установка хорошего охлаждения, и не на саму видеокарту, а в помещении. Проблема состоит в большой теплоотдаче каждой единицы оборудования, из-за чего при постоянной работе в комнате температура может повышаться до предела. А для нормального функционирования майнинга, прежде всего, температура вокруг устройств должна быть минимальной. Для того, чтобы обеспечить ее в вашем помещении, придется озаботиться установкой кондиционера и вентиляции, если она не предусмотрена в комнате.

Что касается кондиционера, то выбирать его нужно исходя из размеров вашего помещения и бюджета. Если майнинг — ваш основной заработок, и у вас работает несколько ферм на внушительном периметре, единственным решением будут промышленные кондиционеры. Также возможно рассмотреть центральные системы кондиционирования, если вы с нуля готовите помещение к размещению майнинг фермы.

bitcoinminingsite.ru

Охлаждение для майнинга: виды, как организовать

Охлаждение для майнинга — один из главных аспектов организации эффективной фермы. Если тепло не отводится должным образом, это уменьшает не только срок службы видеокарт, но и скорость произведения вычислений. Комплексные меры по устранению излишнего тепла включают отвод горячего воздуха с графических карт, охлаждение майнинг-фермы и охлаждение помещения для майнинга.

Содержание статьи:

Принцип работы

Алгоритм действий предельно прост. Система забирает избыточное тепло от нагревающегося объекта и переносит на холодный (радиатор). Чтобы их температура в считанные минуты не сравнялась, к радиатору подключается источник холода. Это может быть воздух, жидкий азот или знакомый всем по холодильникам фреон. Пользуется популярностью и жидкостное охлаждение майнинга.

Функция

Система охлаждения в майнинг-ферме призвана не допустить перегрева основных функциональных элементов (графических карт). Особенно это касается высокомощных устройств, потребляющих много энергии и, соответственно, выделяющих большое количество тепла. Что касается слабых чипов, обычно хватает интегрированной охладительной системы, состоящей из одного или двух кулеров. Необходимы комплексные решения, которые будут отводить тепло не только с карт, но и помогать охлаждать риг полностью.

Разновидности

В домашних условиях обычно используется воздушное или водяное охлаждение. Видеокарты с водяным охлаждением для майнинга считаются оптимальным вариантом, поскольку работают тише, а тепло отводится эффективнее. Воздушная охладительная система проще в установке и дешевле. Серьезные системы, например, с использованием жидкого азота, применяют коммерческие организации — для домашнего майнинга это слишком затратно.

Охлаждение GPU (видеокарты)

Пользователи, которые в школе не прогуливали физику, помнят закон о сохранении энергии. Энергия не возникает ниоткуда и не исчезает в никуда, а преобразуется из одной формы в другую. В рассматриваемом случае имеется в виду тепловая энергия. Небольшая доля идет на вращение кулеров, а остальное выходит в форме тепла.

Майнинг-ферма из шести карт NVIDIA 1080 Ti выделяет столько же тепла, сколько радиатор на восемь секций. Устройства разогреваются вплоть до 100 °C. Есть два пути для снижения температуры:

• уменьшить количество потребляемой мощности;
• усовершенствовать интегрированные функции отвода тепла.

Любая видеокарта оснащена тремя охладительными составляющими — вентиляторами, радиаторами и бекплейтами (крепежами, помогающими теплоотведению). При помощи программного разгона майнинга увеличивается скорость вращения соответствующих частей видеокарты.

Охлаждение видеокарт входит в задачу общей охладительной системы, водяной или воздушной. Видеокарты с водяным охлаждением требуют больше затрат, но вполне оправданы.

Охлаждение майнинг-фермы

Водяное охлаждение майнинга требует наличия следующих функциональных элементов:

• водный блок и крепление;
• емкость с охлаждающей жидкостью;
• насос для циркуляции;
• вентилятор;
• трубки, расширители и другие вспомогательные детали.

Воздушное охлаждение для майнинга устроено так:

1. Алюминиевый или медный радиатор с большой площадью поверхности через термопрокладку прикасается к тепловыделяющим элементам. В процессе обеспечивается беспрепятственный обмен теплом.
2. Радиатор обдувается вентилятором, чаще — двумя или тремя.
3. Жесткость конструкции обеспечивается с помощью пластины-бэкплейта, которая помогает отводу горячего воздуха.

Воздушная система обычно не вызывает вопросов. Для установки водяной требуются определенные технические навыки. Необходимо снять с адаптера кулер(ы), а вместо панели сзади установить опорную пластину. Зафиксировать водный блок, который будет охлаждать зоны VRM и графического процессора (GPU). Затем трубками соединить в одну систему резервуар, водяной блок и насос. Монтировать вентиляторы и радиатор. В самом конце залить в резервуар охлаждающую жидкость.

Обычно при покупке составляющих водяной системы в комплекте идет иммерсионная жидкость и тюбик с термопастой. Однако жидкость заменяется и смесью дистиллированной воды с автомобильным антифризом.

Не лишним будет рассмотреть несколько готовых решений из серии «установил и забыл». В списке представлены охладительные системы разных ценовых категорий, выстроенные в порядке увеличения стоимости:

1. Aerocool VM102. Подойдет для дешевых видеокарт, выделяющих малое количество горячего воздуха. Радиатор выполнен из алюминия, но покрыт сверху слоем меди. В системе всего две трубки, поэтому для крупной профессиональной майнинг-фермы вариант не подойдет, а вот для начинающих в самый раз.
2. ArcticCooling NV Silencer5 rev.2.0. Ранее швейцарцы разработали эту систему конкретно для видеокарт GeForce 6800 GT, но майнеры оценили новинку. Корпус устройства сделан из меди, ребра из алюминия. Видеокарту обдувает крупный кулер. В целом модель справляется с обязанностями, однако сильно шумит.
3. ArcticCooling Accelero X2. Включает алюминиевый радиатор, размещенный на медной пластинке, а для усиления эффекта присутствуют две трубки. Устанавливается в пластмассовом корпусе. От предыдущей модели отличается принципом работы: не выводит тепло наружу, а гоняет его внутри корпуса или системного блока. Приятно, что даже на максимальной мощности Accelero работает едва слышно.
4. Revoltec GraphicFreezer PRO. Серьезное устройство высокой мощности. Трубки отводят тепло с медной основы на алюминиевый радиатор. Корпус изготовлен из пластика, в центре крепится большой кулер, поддерживающий очень высокую скорость. Работает громко.
5. Thermaltake Schooner. Помогает быстрому отведению тепла за счет нового решения: соединения трубок с помощью специальных пластин. Трубы передают на пластинки получаемое тепло, а уже потом тепло отводится на радиатор. Эффективность конструкции много раз подтвердилась. Дополнительное преимущество — почти бесшумная работа.
6. Zalman VF 700-Cu. Отводу горячего воздуха помогает даже корпус. Медные ребра радиатора, как лучи, расходятся от центра к краям. Кулер больших размеров гарантирует качественный обдув. Устройство не первый год на рынке, но по соотношению цены и качества пока не имеет равных.

Не обязательно покупать готовую систему. Собрать самостоятельно выйдет дешевле, хотя потребует затрат времени и сил.

Охлаждение помещений

Согласно закону сохранения энергии, отведенное тепло при майнинге не исчезает, а начинает нагревать комнату. Зимой это даже плюс — обогревается помещение. Летом проблема серьезнее, поскольку в жаркой комнате видеокарты не будут охлаждаться должным образом. Вот почему охлаждение помещения — обязательный пункт в организации майнинг-фермы.

Основные способы понизить температуру в комнате:

1. Открытые окна зимой прекрасно отводят горячий воздух, и летом в ветреную погоду тоже могут помочь. По этой причине фермы часто размещают на балконах.
2. Кондиционирование. Способ для профессионалов, требующий существенных затрат. Работает эффективнее остальных из списка. Фермы не перегреются даже в аномальную жару. Кроме трат на покупку, монтаж и обслуживание кондиционера, придется отдавать часть дохода с майнинга за потребляемую устройством электроэнергию.
3. Вытяжная вентиляция. Оборудование работает примерно так же, как и кухонная вытяжка.
4. Приточно-вытяжная вентиляция. В состав системы входят сразу два вентилятора: один убирает горячий воздух из комнаты, другой подает в помещение холодный уличный воздух.

Для установки любого из последних двух типов требуются сложные расчеты, включающие мощность фермы и количество выделяемого тепла. Не все майнят криптовалюту одной фермой, часто встречается ситуация с двумя или тремя ригами. Всё это входит в подсчеты перед монтажом.

Нельзя подавать в помещение воздух отрицательной температуры или высокой влажности — это приведет к образованию конденсата на технике для майнинга, который спровоцирует окисление контактов и непроизвольное замыкание.

Возможные проблемы

Две главных проблемы, которые волнуют майнеров при организации охладительной системы, — шумность и стоимость.

Чем дороже и мощнее оборудование для майнинга, тем дороже и мощнее должен быть отвод тепла. Бюджетные видеокарты обходятся «родными» кулерами и иногда даже не требуют никакого дополнительного охлаждения. Правда, вентиляторы сильно шумят, а доходность майнинга находится на низком уровне. Жидкостная система — самая эффективная, но придется выделить отдельную внушительную статью расходов.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

LiveJournal

Одноклассники

Мой мир

E-mail

cryptonyka.com

Погружная система охлаждения сервера или фермы на базе Novec как альтернатива воздушному охлаждению

Всем привет!

Мы продолжаем рассказывать о наших продуктах и в прошлой статье Сухая вода Novec 1230 для защиты серверных и не только было много вопросов об инновациях в сфере охлаждения серверных, поэтому решили выделить ответы на многие вопросы в отдельный пост! К тому же, совсем недавно наше решение использовалось на крупнейшей крипто-ферме в Гонконге!

Узнаете формулы с доски?

В статье обсуждаются возможности и преимущества пассивной двухфазной погружной системы охлаждения серверов на основе фторкетонов. В статье вас ждут интриги и расследования, разбор технологии и эксперименты!

Воздушная система охлаждения

Вначале обсудим ограничения традиционной воздушной системы охлаждения. Причинами малой эффективности традиционной системы воздушного охлаждения являются: действие второго закона термодинамики (необратимость тепловых процессов) вследствие множества процессов теплопереноса, перемешивание потоков холодного и нагретого воздуха, высокие показатели мощности, потребляемой охлаждающим оборудованием – чиллерами, кондиционерами и т.д., а также использование воздуха в качестве теплопередающего звена. При внедрении данных технологий в настоящий момент учитывают, что их эффективность снижена по одной или нескольким вышеназванным причинам.

Охлаждаемые водой задние двери, канальная система воздушного охлаждения, стойки с принудительной циркуляцией ограничивают смешение воздушных потоков. Эти и некоторые другие технологии позволяют эксплуатировать систему без чиллера, переключаясь на использование экономайзера, когда позволяет погода.
Системы с постоянно работающим экономайзером проще в своем устройстве и могут достигнуть показателя эффективности использования энергии <1.3. Такие серверные должны располагаться в районах с относительно холодным климатом.

Стоит также учитывать другие неотъемлемые экономические аспекты и влияние на окружающую среду. Возможность управления потоком воздуха на уровне шасси, стойки или серверной добавляет значительную стоимость при установке каждого нового или расширения существующего дата-центра.
Поэтому вопрос увеличения энергоэффективности стоит рассматривать не только с точки зрения того, как отвести избыточное тепло, но и с точки зрения того, как его использовать. Тем не менее, возможность и стоимость рекуперации отведенного тепла на любом расстоянии от дата-центра ограничены большим объемным потоком воздуха и низким значением его полезной работы.

Рассмотрим традиционные системы жидкостного охлаждения и их ограничения

Жидкостное охлаждение может уменьшить влияние вышеупомянутых причин низкой эффективности воздушного охлаждения, облегчить рекуперацию отведенного тепла и увеличить его термодинамическую доступность. В одном из исследований было проведено сравнение двух систем охлаждения для суперкомпьютера: гибридной системы воздушное/жидкостное охлаждение и воздушной системы. В том же исследовании была предсказана эффективность полностью жидкостной системы охлаждения и этой же системы, работающей в отсутствии чиллеров или с водным экономайзером.
Последняя конфигурация позволяет сэкономить до 90% энергии на охлаждение по сравнению с кластером на воздушном охлаждении.

Так в чем проблема?

Тем не менее, внедрение традиционных жидкостных систем охлаждения, будь они одно- или двухфазными, закрытыми или с погружением, осложнено количеством и вариацией производящих тепло устройств в сервере и требованием, чтобы для каждого сервера в пределах стойки могла быть осуществлена процедура горячей замены (hot swap). Это усложняет задачу направления всего тепла, производимого на печатной плате, к внешнему потоку охлаждающей жидкости.
Как результат, гибридная воздушно-жидкостная система охлаждения привносит расходы на дизайн и производство охлаждающих пластин, резервные насосы, подвод воды, быстроразъемные соединения, датчики и теплообменники.

Полностью жидкостная система охлаждения часто еще более сложна и требует установки дополнительных охлаждающих пластин, грейферов (подъемников с цепляющим устройством) и герметичных электрических разъемов. Эффективность многих таких систем ограничена вторичным или даже третичным термоинтерфейсом и температурным скольжением охлаждающей жидкости (это явление изменение температуры кипящей жидкости в результате изменения состава). Также в системах, где рабочими жидкостями является гидрофторуглероды или перфторуглероды, могут возникать протечки, что ведет к выбросу веществ с высоким потенциалом глобального потепления в атмосферу.

Таким образом, необходима простая, компактная система охлаждения, которая минимизирует использование природных ресурсов и выбросы вредных веществ. При этом должен осуществляться отвод всей выделяемой теплоты при минимизации разницы температур между активным слоем в чипе процессора и водой в качестве вторичного теплоносителя. Система должна быть модульной, масштабируемой с легкой настройкой под новое оборудование.

Существующие системы жидкостного охлаждения

Пассивная двухфазная погружная система охлаждения давно используется для охлаждения такого дорогостоящего электронного оборудования как трансформаторы, тяговые преобразователи, компьютеры специального назначения и клистроны. Данная технология относительно проста, надежна и эффективна.

Тяговый преобразователь карьерного самосвала.

В данных системах обычно используют емкости под давлением и герметичные электрические разъемы. Емкости вакуумируют и заполняются практически также как и холодильники и их обслуживание в полевых условиях невозможно. Создание аналогичной системы охлаждение для компьютеров будет дорогим и сложным вследствие огромного числа заменяемых компонентов и коннекторов. По этой причине многие вообще не рассматривают погружное охлаждение в контексте датакомовского оборудования.

Паровой обезжириватель с открытой ванной

Эти устройства широко используются в мире для прецизионной очистки различных деталей, начиная с шурупов и подшипников и заканчивая ортопедическими имплантами, печатными платами и инжекторными форсунками.

Установка парового обезжиривания компании Reibesam.
Этой технологии будет посвящена следующая статья.

Обезжириватель представляет собой открытую прямоугольную емкость с двумя рядами охлаждающих змеевиков, установленными сверху по периметру. До определенной высоты емкость поделена на две части, или ванны, заполненные летучим растворителем. В первой ванне растворитель нагревается снизу и кипит. Пары поднимаются на высоту первого ряда охлаждающих змеевиков, создавая ниже данного уровня зону насыщенного пара. Конденсат стекает вниз и через водоотделитель попадает в ванну для ополаскивания. Таким образом, в результате дистилляции в эту ванну попадает только свободный от загрязнений растворитель.

Схема устройства парового обезжиривателя.

Данные системы способны очищать тысячи деталей в смену, потребляя малое количество растворителя. При этом большую часть времени они либо полностью открыты, либо прикрыты горизонтально перемещающейся крышкой, когда не используются. Минимизация потерь растворителя в результате уноса осуществляется за счет вторичных охлаждающих змеевиков, работающих при температуре ниже 0°С.

Концепция погружного охлаждения в открытой ванне

Эта концепция базируется на предпосылке, что электронное оборудование может быть охлаждено погружением в полуоткрытую ванну, которые во многом схожа с паровым обезжиривателем, рассмотренным выше. Термин «полуоткрытая» означает, что ванна закрыта, когда не требуется доступ к оборудованию и в качестве примера подобной конструкции можно привести морозильный ларь для еды. Так же как и он, ванна работает при атмосферном давлении и не имеет специальных герметичных разъемов для подводимого и отводимого электричества.

В данной системе каждый сервер или узел подключен к объединительной панели на дне ванны (в отличие от задней стенки серверной стойки). Ванна частично заполнена летучей диэлектрической рабочей жидкостью.

Модель открытой погружной системы охлаждения.

Электрическая проводка ниже уровня жидкости заведена в канал, и выходит из него наверху емкости. Встроенный конденсатор паров охлаждается либо водопроводной водой, либо водой, используемой для комфортного отопления (да, есть такое понятие в США).
Кроме того, пары могут пассивно течь в так называемую градирню с естественной тягой, отдавая тепло непосредственно наружному воздуху, без использования воды как промежуточного теплоносителя.

Проект Allied Control с фторкетоном 3М – двухфазное погружное охлаждение в открытой ванне.

Концепция имеет множество преимуществ по сравнению с традиционными системами жидкостного охлаждения. Основной принцип состоит в том, что пропадает надобность в большей части оборудования, обязательного для воздушного и жидкостного охлаждения, а соответственно и не рассматриваются вопросы, связанные с его установкой, надежностью и потребляемой мощностью. Плотность мощности и надежность системы очень высоки. Более того, данной технологии априори присуще противопожарные свойства.
Конечно, в рамках данной модели следует рассмотреть и другие аспекты, например, потери рабочей жидкости в результате уноса. Но, так как они возникают в одном определенном месте, а не в бессчетном количестве разъемов, то легко могут быть посчитаны и снижены с помощью технических приемов, о которых мы расскажем далее.

Внутри ванн тепло от десятков серверов вызывает кипение жидкости Novec.
Её пары конденсируются на охлаждающем змеевике и возвращаются в систему.

Тепловая эффективность

Тепловая эффективность системы складывается их двух составляющих. Первое определяется конструкцией печатной платы и количественно выражается в разнице температур между активным слоем в чипе процессора, как основного элемента, который требуется охладить, и температурой рабочей жидкости. Второе составляющее определяется разницей температур между рабочей жидкостью и подводимой водой. При этом под температурой рабочей жидкости мы подразумеваем температуру её кипения при атмосферном давлении.

Процессор в его типичной конфигурации в виде чипа, подложки и теплораспределительной крышки со встроенным радиатором почти идеально подходит для пассивной системы погружного охлаждения. В большинстве случаев требуется лишь нанесение 100-микронного слоя пористого металлического покрытия, которое улучшает теплоотдачу при кипении. Данные покрытия обеспечивают коэффициент теплопередачи > 10 Вт/cм2*К при тепловом потоке 30 Вт/cм2.
Если внедрить операцию по нанесению покрытия уже на этапе производства процессора, то пропадет необходимость во вторичном термоинтерфейсе, обычно используемом в многих схемах жидкостного охлаждения.

Модель погружной 2-х фазной системы охлаждения 3М.

Следующим моментом, который стоит рассмотреть, будет оценка того, какую максимальную выделяемую мощность может охладить данная система. В одном из исследований авторы предполагают, что требуется 100 см3 рабочей жидкости, чтобы охладить 1кВт-й модуль при условии, что известна и учтена его конфигурация, то есть плотность расположения компонентов.

Провели эксперименты

Для эксперимента собрали модельную печатную плату с 20-ю тепловыделяющими керамическими элементами размерами 19*19 мм и мощностью 200 Вт каждый. При этом, с одной стороны к ним на эпоксидный клей крепится медный радиатор размером 30*30*3 мм, с нанесенным с противоположной стороны тем самым покрытием, увеличивающим теплопередачу при кипении. Термопары в рабочей жидкости и в каждом из элементов позволяют подсчитать индивидуальное тепловое сопротивление и убедиться, что элементы не переходят в режим пленочного кипения. Далее эту модельную печатную плату погружают в узкую вертикальную емкость той же формы с зазорами 4 и 7 мм между кипящей поверхностью и стенкой.

Кипение Novec на криптоферме.

В ходе эксперимента было показано, что данная конфигурация способна отводить 4 кВт тепла (200 Вт с каждого элемента) через 4 мм зазор при атмосферном давлении, если в качестве рабочей жидкости залит гидрофторэфир – С3F7OCh4. При этом 4 кВт эквивалентно тепловому потоку в 11,7 Вт/cм2 против потока в 1,7 Вт/cм2, наблюдаемом в суперкомпьютере Cray X1E при охлаждении распылением!
Результаты эксперимента позволяют предположить, что значение в 1 кВт отводимой теплоты на 100 см3 рабочей жидкости определенно достижимы. Также значительно снижается количество используемых материалов и различного рода выбросы.

Химия рабочих жидкостей

В таблице ниже представлены свойства одного гидрофторэфира и двух фторкетонов. Они обладают необходимыми теплофизическими характеристиками, являются безопасными и совместимыми с различными материалами и были протестированы в открытой погружной системе охлаждения.
Заметьте, диэлектрические характеристики фторкетонов схожи с аналогичными свойствами перфторуглерода С6F14, который часто использовался в погружных системах охлаждения. В тоже время, гидрофторэфир имеет более высокую диэлектрическую постоянную и более низкое сопротивление, что может ограничить его использование в некоторых случаях. Первый из представленных фторкетонов со значением потенциала глобального потепления всего лишь в 1, на сегодняшний день широко используется в мире как пожаротушаший агент.

Свойство	Рабочая жидкость
Молекулярная формула	С6F14	C6F9OH5	C6F12O	C7F14O
Тип	ПФУ (перфторуглерод)	ГФЭ (гидрофторэфир)	ФК (фторкетон)	ФК (фторкетон)
Ткипения, °С	56	76	49	74
Тзамерзания, °С	< -100	< -100	< -100	< -100
Твспышки, °С	нет	нет	нет	нет
σ, мН/м	12	13,6	10,8	12,3
k, Вт/м*К	0,057	0,068	0,059	~ 0,06
Сжид, Дж/кг*К	1050	1220	1103	1130
ρ, кг/м3	1680	1420	1600	1670
ν, сСт	0,4	0,41	0,4	0,52
Рнасыщ. пара при 25°С, кПа	30,9	15,7	40,4	15,7
Рнасыщ. пара при 100°С, кПа	350	206	441	228
Удельное сопротивление, ГОм*м	1000000	0,1	10000	10000
Диэлектрическая постоянная	1,76	7,3	1,84	1,85
Потенциал глобального потепления	9300	55	1	1
Среднесменная ПДК, ppm	Не определена	200	150	150

Экономичность системы с точки зрения потерь рабочей жидкости

Действительно, это главный фактор, влияющий на жизнеспособность представленной системы.
Существую формулы для подсчета потерь жидкости во время заполнения ёмкости, пуска и работы. Они позволяют сделать вывод, что наиболее эффективной мерой для уменьшения потерь в результате уноса паров будет создание такой конструкции, в которой восходящие пары будут улавливаться с помощью вторичного охлаждающего змеевика, который автоматически включается, когда температура системы превысит заданную допустимую температуру.

В этих стеллажах находятся платы ASIC для майнинга, погруженные в жидкости Novec (установка находится в Гонконге).

Результаты

В ходе описанных выше экспериментов было показано, что при использовании коммерчески доступного фторкетона с температурой кипения 49°С в открытой ванне и потоке воды в 15 галлон (что примерно равно 3,785 *15 = 56,8 литра) в минуту, температура в активном слое чипа процессора не будет превышать 60°С. При этом достаточно использовать воду с температурой 28°С.

Если же допустимо повышение температуры в активном слое процессора до 83°С, и при это объемный поток воды достигнет 30 галлонов в минуту, то можно использовать воду для первичных змеевиков с температурой уже 62°С.

Плотность мощности, которую способна охладить емкость, равно 130 кВт/м2, что значительно выше предела в 52 кВт/м2, типичного для стоек с воздушным или гибридным охлаждением. При переходе к масштабу серверной с полностью жидкостной системой охлаждения подобного типа мы получаем 25 кВт/м2 против 2,2 кВт/м2 для серверной с воздушным охлаждением.

Кроме того, данная система значительно экономит место, так как не требуется устанавливать дополнительное оборудование, обязательное для воздушной системы охлаждения. Отводимое тепло можно использовать для отопления зданий, обогрева теплиц и других объектов.

Практическая реализация

Пример реализации новой концепции охлаждения можно посмотреть здесь.

Где еще можно узнать информацию?

На нашем сайте.

Где можно купить?

Звоните нам по многоканальному телефону +7 495 784 7474.
Задавайте вопросы в комментариях, мы на все постараемся ответить!

У вас есть еще что-нибудь почитать?

Конечно!
» Сухая вода Novec 1230 для защиты серверных и не только
» Как безопасно читать Хабр на работе с помощью наших экранов защиты информации
» Из спрея в пленку в один пшик. Paint Defender: защитная пленка на кузов автомобиля
» Технология трассопоиска и электронной маркировки подземных инженерных коммуникаций. Часть 1

Если мы допустили какие-либо ошибки, пишите в ЛС, мы все оперативно поправим. Не забывайте, мы ошибку поправим, а ваш коммент останется висеть.

Спасибо за внимание, надеемся, статья для вас оказалась полезной!

Правовая информация

Наименования 3M и Novec являются зарегистрированными товарными знаками.

UPD: Спасибо за указание на биткоин-ферму WarP.

habr.com

Иммерсионное охлаждение майнинг ферм — Системы вентиляции

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.

Многочисленные исследования доказывают, что процесс жидкостного охлаждения имеет очень высокий коэффициент эффективности использования энергии (Power Usage Effectiveness; PUE) это позволяет добиться феноменальных показателей с точки зрения эффективности и экономичности данной технологии.

Таким образом, жидкостное охлаждение подходит для абсолютно любых майнеров — асиков (Antminer S9, L3+, D3 и др.) и видеокарт NVIDIA Geforce 1070 GTX, 1060 GTX, AMD Radeon RX 470, 480 ,580 и т.д.)

Принцип достаточно простой для понимания. Поскольку охлаждающая жидкость абсолютно инертна, нетоксична и является диэлектриком, мы без каких-либо опасений погружаем работающую ферму, будь то ASIC (асик) Antminer S9 или блок из видеокарт в контейнер жидкостью. Оборудование работает и выделяет тепло, которое нагревает жидкость. Теплоемкость жидкости в 4000 раз выше теплоемкости воздуха, что позволяет отводить тепло гораздо меньшим объемом теплоносителя.

В данном случае основная задача сводится к тому, чтобы качественно отводить тепло от самой жидкости и поддерживать температуру такой, чтобы температура на чипах майнеров не превышала допустимую и позволяла работать на максимальной производительности без перебоев.

Рис. 1 – Пример работы электроники в охлаждающей жидкости

Проводя первые эксперименты в нашей лаборатории, мы нервно наблюдали, как компьютерная система под напряжением, включенная и мигающая, медленно погружалась в чистую, водянистую жидкость. Каждый ребенок с детства знает, что жидкость и электричество несовместимые вещи, поэтому было совершенно невообразимо наблюдать за безупречной работой компьютера, полностью погруженного в то, что казалось ничем иным, как водой.

Во всем мире существует достаточно много производителей жидкостей, предназначенных для многих целей работы с электронной техникой, которые позволяют в том числе и охлаждать ее.

Собственно сам эксперимент с майнинг фермой:

Мы провели ряд испытаний с применением нескольких видов жидкостей. Основной задачей при подборе жидкости было скорее найти состав с наиболее хорошими теплофизическими свойствами, что соответственно повышает эффективность теплообмена.

Эксперимент проводился на стендовом образце с фермой из 6 видеокарт Nvidia Geforce GTX 1070 с суммарной мощностью около 1,2 кВт. Охлаждение жидкости было реализовано с помощью обыкновенной системы холодного водоснабжения.

Оборудование было погружено в аквариум и полностью залито жидкостью. Для большей равномерности охлаждения и температуры самой жидкости была обеспечена циркуляция, с помощью циркуляционного насоса. Испытания проводились на протяжении нескольких дней. Были исследованы все возможные режимы работы.

Рис. 2 – Пример работы видеокарты Nvidia Geforce в охлаждающей жидкости

Результаты подтвердили все наши ожидания и расчеты:

• Оборудование работает стабильно и без перегревов.
• Меняя различные параметры нам без особых усилий удается добиться повышения производительности карт на 15%, но мы уверены, что и это далеко не предел.
• Регулируя систему охлаждения мы легко смогли установить необходимый тепловой режим с минимальным расходованием холодной воды и соответственно минимизировать затраты.
• Для охлаждения чипов видеокарт не нужны вентиляторы

На основании ряда фактов:

• Многолетний мировой опыт применения технических жидкостей в различных сферах промышленности
• Гарантийные обязательства производителей технических жидкостей
• Наши лабораторные испытания
• Анализ и расчеты

Мы нашли несколько существенных преимуществ данного способа охлаждения применительно к оборудованию для майнинга:

• Производительность оборудования повышается минимум на 10-15%.
  Этот показатель зависит от самих майнеров – асики или видеокарты. Различные модели имеют ряд собственных особенностей и ограничений для разгона, но приложив некоторые усилия при возможности поддержания температуры на чипе не больше 40-50°С можно достичь даже больших показателей.
• Срок службы оборудования
  Асики и видеокарты гораздо медленнее изнашиваются, когда находятся при постоянной температуре в рабочем диапазоне и не перегреваются. При отсутствии системы охлаждения, майнеры постоянно отключаются по перегреву.
• Бесшумность работы
  Майнеры в жидкости работают совершенно бесшумно. Помимо того, что вентиляторы самих асиков или карт отключены, также отсутствует шум от воздушной системы охлаждения, которая по уровня шума для больших мощностей сопоставима с мощностью вентиляции промышленных цехов.
• Размеры ферм
  В контейнере с иммерсионной жидкостью размерами к примеру 1,5х1,5 м можно плотно разместить оборудования на 20-30 кВт без каких-либо сложностей. Таким образом, мощность фермы на 100 кВт можно разместить на площади 5-10 м2.
• Снижение стоимости видеокарт
  Для качественного жидкостного охлаждения асиков или видеокарт нет надобности в вентиляторах (кулерах) на самих майнерах. Соответственно можно заказывать с завода по сути голые чипы — без вентиляторов, корпусов и т.д. Таким образом, стоимость самих карт снижается как минимум на 20-30%, к тому же уменьшаются ее габаритные размеры, что позволяет компоновать ферму еще более плотно.

Для наглядности преимуществ и недостатков можно сравнивать жидкостное и воздушное охлаждение — классическая система вентиляции и кондиционирования. В данном случае все преимущества, о которых мы уже рассказали и являются по сути преимуществами в сравнении с воздушным охлаждением.

В целом конечно воздушное охлаждение вполне хорошо выполняет свою функцию, и требует не менее серьезных и качественных расчетов. С его помощью можно обеспечить также абсолютно бесперебойную и надежную работу оборудования круглый год, хотя как известно летом охлаждение майнинг ферм осуществляется более трудным путем, нежели в зимний период года.

Из недостатков иммерсионного охлаждения, можно отметить:

• Высокая сложность расчетов
• Малое количество компетентных специалистов на рынке
• Труднодоступность необходимой жидкости
• Высокая цена

Тем не менее, при грамотном проектировании, стоимость данной системы будет сопоставима со стоимостью системы воздушного охлаждения, а если учесть еще все преимущества, о которых мы писали выше, то окупаемость данного решения не заставит себя ждать.

Как мы выяснили, иммерсионное охлаждение более энергоэффективно и является передовой технологией для такого рода задач.

Как известно, большая часть потребляемой энергии в процессе работы оборудования переходит в тепловую энергии. При больших мощностях майнинг ферм разумеется сразу появляется желание как-то использовать тепло, которое они производят. Мы приведем примеры нескольких способов, которые можно применить как в бытовом, так и в промышленном масштабе. Каждый интересующийся возможно найдет для себя какую-то идею.

• Подогрев какого-либо водоема – рыбхозяйство, бассейн и т.д.
  В данном случае, мы передаем тепло от внутреннего контура охлаждающей жидкости во внешний контур через водяной теплообменик, что позволяет нам получить теплую или горячую воду на выходе из него.
• Обогрев воздуха в помещении – офис, цех, частный дом, теплица и т.д.
  В данном случае мы охлаждаем внутренний контур жидкости через теплообменник вода-воздух и используем горячий/теплый воздух для наших целей
• Теплые полы в доме
  По сути как и в первом примере, мы используем теплообменник вода-вода и это позволяет нам использовать горячую воду для подогрева полов.

Разумеется все способы утилизации тепла необходимо индивидуально рассчитывать и продумывать саму схему работы. Трудно найти какое-то универсальное решение. Мы в наших проектах, как правило подбираем и просчитываем индивидуальную схему отвода тепла от майнинг фермы и его полезное использование на проектах, где есть такая задача.

Для решения подобных задач, применяются промышленные установки жидкостного охлаждения. Ознакомиться с подбробным описанием и приницпом работы данных систем вы можете на странице «Установки иммерсионного охлаждения майнинг ферм». 

В заключение хотелось бы отметить, что жидкостное охлаждение это «мэйнстрим» в сфере IT технологий и энергоэффективности.

Получить бесплатную консультацию инженера

Получить!

www.ads-vent.ru

Система охлаждения майнинг фермы: виды, отличия и особенности

Согласно основополагающему принципу построения криптовалют, растущая популярность цифровых денег неизбежно сопровождается увеличением сложности их добычи. Это заставляет майнеров искать новые способы для того, чтобы повысить производительность устройств, в том числе за счёт перехода на круглосуточную работу оборудования в режиме 100% загрузки.

В таких условиях необходимо исключить риск перегрева техники, способный привести к ошибкам в расчете хэшей, а также, в худшем случае, к поломке дорогостоящих установок. Именно поэтому важно организовать эффективное охлаждение майнинг-ферм.

Чтобы понять, почему нагреваются видеокарты, достаточно вспомнить школьный курс физики и закон сохранения энергии, согласно которому энергия никогда не исчезает и не появляется вновь, превращаясь из одного вида в другой.

Поскольку только небольшое количество потребляемой GPU-устройствами электрической энергии направляется на поддержание функционала встроенных вентиляторов, большая её часть выделяется посредством тепла. Так, энергопотребление видеокарты Nvidia GTX 1080 составляет 250 Ватт, и почти такое же количество энергии выделяется в окружающее пространство.

Это означает, что владелец домашней майнинг-фермы из 6-ти GPU 1080-й серии получает 1500 Ватт тепловой энергии, соответствующие количеству тепла, которое выделяет одна стандартная квартирная 8-секционная батарея отопления, рассчитанная на обогрев помещения площадью до 12 кв. м.

Виды систем охлаждения

Оптимальное охлаждение для майнинга подбирается с учётом характеристик оборудования, условий его размещения и функционирования. Современная индустрия криптодобычи располагает следующими вариантами систем охлаждения для ферм в майнинге:

• воздушное охлаждение с применением вентиляторов для майнинга;
• системы водяного охлаждения;
• иммерсионное охлаждение для майнинга.

Ключевая функция таких устройств заключается в том, чтобы не допустить перегрев графических процессоров. Кроме того, необходимо охлаждать блоки питания, платы и другие элементы майнинг-конструкции.

Воздушное охлаждение в добыче криптовалют

Широкая популярность воздушного охлаждения криптодобывающих ферм обусловлена доступной ценой и простотой подключения оборудования. В составе воздушной система теплоотвода от GPU-чипа функционируют 3 элемента:

• медный или алюминиевый радиатор, который контактирует с тепловыделяющими компонентами через термопрокладку, реализующую свободный теплообмен;
• от 1-го до 3-х вентиляторов для обдува радиатора и создания теплоотвода в окружающее пространство;
• бэкплейт — специальная крепёжная пластина, установленная на плате для дополнительного отвода тепловой энергии и поддержания общей прочности конструкции.

Системы с установленными вентиляторами эффективно отводят тепло от видеокарты, однако для майнинг-фермы, конструкция которой предусматривает близкое расположение адаптеров, необходимо организовать теплоотвод от всей конструкции. В этом случае актуальны следующие способы охлаждения:

• установка нескольких корпусных устройств вентиляции майнинг-фермы, которые размещаются между видеоадаптерами;

• установка напольного вентилятора — более бюджетное, но не менее эффективное решение.

Кроме того, необходимо решить вопрос с регулировкой температуры в помещении для майнинга, воздух в котором нагревается теплом, отведенным от фермы. Особенно актуально охлаждение фермы для майнинга летом. Для помещения с 1-4 ригами достаточно держать окна открытыми или установить в форточку вентилятор.

Если в комнате размещены 5 и более ферм, необходимо продумать эффективную вентиляцию помещения для майнинга, выбрав одно из существующих решений:

• вытяжная система вентиляции, установка которой требует расчёта с оглядкой на общую производительность ферм;
• приточно-вытяжная вентиляция, требующая профессионального монтажа и точных расчётов;
• установка кондиционера.

Системы водяного охлаждения

Не менее востребованы для домашней криптодобычи в 2018 году устройства, позволяющие снижать температуру с использованием жидкости. Водяное охлаждение майнинг-фермы представляет собой конструкцию из водяного блока с креплением, резервуара для жидкости, водяного насоса, вентилятора, нескольких трубок, в которых циркулирует жидкость, отводящая тепло в крупногабаритные радиаторы, охлаждаемые естественным путём или посредством вентиляторов.

Основные преимущества ферм с водяным охлаждением заключаются в бесшумной работе и устойчивости к нагреванию. Однако такие системы отличаются высокой стоимостью и требуют определенного опыта работы с компьютерной техникой при установке.

Особенности иммерсионного охлаждения

Метод иммерсионного охлаждения майнеров и GPU-ферм впервые был предложен производителями оборудования в 2014 году. Уже через год компания BitFury начала строительство майнинг-фермы производительностью в 40 МВт с заявленной плотностью в 250 КВт на стойку, оптимизированную для работы с технологией погружного охлаждения.

Система функционирует на основе жидкости специального состава, в которую погружается конструкция фермы или ASIC-майнер. При достижении определенной температуры нагрева устройства, жидкость закипает, превращаясь в пар, который отводит теплоэнергию от конструкции. На следующем этапе пар конденсируется, возвращаясь в контейнер.

Иммерсионные ванны для майнинга хорошо зарекомендовали себя в охлаждении любых типов ASIC-устройств, а также видеокарт Nvidia и AMD. Система повышает производительность и срок службы оборудования, снижает энергозатраты, значительно экономит пространство, отличается бесшумной работой.

В то же время такие решения довольно дорогостоящи, в связи с чем применяются, как правило, для обслуживания майнинг-ферм в промышленных масштабах.

 Общие рекомендации по охлаждению криптодобывающих ферм

Установка эффективного охлаждения — одна из главных задач в организации майнинг-фермы. Отсутствие необходимого теплоотвода не только снижает срок эксплуатации и производительность видеокарт, но и способно вывести из строя оборудование. Для эффективного охлаждения домашней фермы майнеру необходимо реализовать отвод тепла на 3-х уровнях:

• GPU-адаптеры;
• конструкция фермы;
• помещение под ферму.

Крупные фермы и объединения полупромышленных масштабов, включающие 5 и более конструкций, дополнительно охлаждают стойки с устройствами.

cryptator.info

Охлаждение майнинга: системы кондиционирования ферм

январь 2019

Тепловая нагрузка равна потребляемой мощности фермы

И это тепло нужно отводить. Перегрев оборудования чреват не только выходом его из строя, но и замедлением вычислений, что снижает эффективность самого процесса майнинга.

Охлаждение серверных и майнинг-ферм

Вы по адресу. «Проект Климат» — профессиональная инженерная компания, которая 14 лет специализируется на проектировании и монтаже систем кондиционирования и вентиляции любых типов и масштабов. Одно из направлений — создание систем охлаждения серверных помещений.

При создании систем кондиционирования учитываются основные факторы:

• требуемая мощность и тип оборудования для отведения тепла
• необходимость обеспечения круглогодичной работы кондиционеров в диапазоне от -30 до +45
• учёт требований по созданию резерва мощности

Охлаждение фермы

Система канального кондиционирования майнинг фермы на 210 кВт.

К объекту

Охлаждение отдельного ангара со стойками майнинга

Охлаждение оборудования в отдельно стоящем ангаре со стойками по майнингу

К объекту

Охлаждение центра управления кризисных ситуаций в Москве, МЧС

Монтаж канальных кондиционеров для охлаждения оборудования

К объекту

Канальный кондиционер для майнинга

Относительно небольшой объект на 32 кВт. для небольшой фермы криптовалют

К объекту

При создании системы охлаждения майнинга не существует готовых решений: слишком разные объекты, оборудование, условия среды. Но есть подходы, которые позволяют выполнить ваше техническое задание

Расчёт мощности и типа оборудования охлаждения фермы

Мощность, как вы видели из заголовка считается относительно просто. Но требуется также учесть притоки тепла от самого помещения, наличие и или отсутствие вентиляции (принудительной или естественной).

Варианты оборудования могут быть также разными: от привычных настенных кондиционеров в 2,0 кВт. тепловой производительности — до промышленных систем чиллер-фанкойл, способных охладить целые здания и ЦОДы. При этом можно использовать три принципиальные схемы, логику, под которую и подбирается оборудование, его мощность и тип:

• естественное охлаждение или фрикулинг (freecooling): отведение тепла от стоек фермы за счёт вытяжной вентиляции и подачи воздуха с улицы после его обработки (как правило ограничиваются фильтрацией)
• машинное охлаждение: применение систем кондиционирования будь то кондиционеры различных типов (настенные, кассетные, канальные) и разной мощности, вплоть до чиллеров
• смешанные системы охлаждения: фрикулинг — в холодное время года, машинное охлаждение — когда параметры воздушной среды снаружи не соответствуют требованиям по интенсивности отведения тепла

Всё упирается в стоимость и эффективность. Каждый случай требует расчёта.

Охлаждение стоек круглый год

Карты разогревают воздух в помещении в любую погоду и время года. Кондиционеры, устанавливаемые в серверных и на фермах криптовалют должны быть доработаны специальными «зимними комплектами», позволяющими системам работать на охлаждение даже при -30 градусов. Обычные промышленные кондиционеры без доработки способны охлаждать только до -10 градусов, что для Москвы и средней полосы России слишком невысокое пороговое значение.

Данное ограничение имеет ещё одно последствие: дешёвые китайские бренды не выдержат работы в подобных условиях. Да, не все проекты держат таких «монстров» как Daikin или Mitsubishi Electric. Мы подберём варианты и из недорогих, проверенных брендов с отличной сервисной поддержкой: нам же нести гарантию, абы что не смонтируем!

Запас мощности охлаждения

Запас мощности системы охлаждения майнинга решает две важные задачи:

• продлевает срок службы оборудования: износ при 95 и при 50% загрузки — совсем разный, равно как и срок использования
• позволяет иметь резерв на случай выхода одного из кондиционеров из строя если их несколько (а, как правило, их два и более)

С целью равномерного износа оборудования и продления срока службы мы можем реализовать схему попеременной, совместной, с последовательным подключением и отключением, работы с применением согласователей и специального ПО.

Монтаж и обслуживание кондиционеров

Продать кондиционер — проще некуда: сотни предложений в поисковиках. Десятки могут выполнить монтаж. Единицы — выполнить расчёт и провести технически верный монтаж кондиционеров, подобранных по параметрам, не сэкономив при этом ни на монтажниках, ни на расходных материалах.

«Проект Климат» — профессиональная инженерная компания. Мы узко специализируемся только и исключительно на проектировании, монтаже и сервисном обслуживании систем отопления, вентиляции и кондиционирования помещений различных назначений

Компания располагает собственным сервисным центром, сотрудники которого выполняют выезды, диагностику и ремонт климатического оборудования. Другие компании привлекают нас на свои объекты для получения заключения и проведения работ по ремонту, в том числе и сложному восстановительному.

Обратитесь к нам, мы уверены, что вы останетесь довольны не только качеством исполнения поставленной задачи, но и ценами как на работы, так и на оборудование. Нет цели «срубить» на одном объекте. Есть задача предоставить услугу так, чтобы вы нас посоветовали, привлекли к обслуживанию системы, а в дальнейшем, при росте бизнеса, к созданию ещё одной системы.

О компании «Проект Климат»

Возврат к списку

www.projectclimat.ru