Chłodzenie i odzysk ciepła z koparki kryptowalut

Kopanie kryptowalut wymaga przede wszystkim taniego źródła energii, a jeżeli decydujemy się na kopanie w domu to musimy poradzić sobie również z hałasem, kurzem i generowanym ciepłem. Ciepło w domu to niekwestionowana zaleta ubocznych efektów pracy koparki. Jak każde źródło energii trzeba je odpowiednio skanalizować. W poniższym opracowaniu przedstawiamy rozwiązanie, które zapewnia chłodzenie naszej koparce i wykorzystuje ciepło do wprowadzenia do obiegu ciepła w domu lub np. wstępnego podgrzania wody przed posiadanym bojlerem.

W omawianym przykładzie wykorzystujemy system do chłodzenia koparki oparty na wymianę ciepła za pomocą oleju wazelinowego / parafinowego. Obecnie głównym zastosowaniem tego systemu to serwery obliczeniowe GPU które są dużo bardziej wrażliwe na warunki pracy w kontenerze obliczeniowym.

Część obliczeniowa składa się z takich samych elementów jak standardowa koparka kryptowalut (rig GPU) z tą różnicą, że zastosowano specjalnie dobraną płytę główną. Płyta główna jest rozszerzona o dodatkowe złącza PCI-e co eliminuje potrzebę stosowania tzw. riserów, znacząco minimalizuje ilość przewodów i styków elektrycznych. Takie rozwiązanie w praktyce okazuje się znacznie mniej awaryjne.

Taki sposób chłodzenia umożliwia wykorzystanie generowanego ciepła odpadowego do zasilania instalacji CO. Jednym z istotnych rozwiązań modułu chłodzonego olejem jest wbudowany wewnątrz wymiennik ciepła który minimalizuje ilość strat oraz nakład finansowy, upraszcza montaż do minimum. Moduły chłodzenia olejem są skalowalne, przewidziany jest montaż modułów równolegle - w zależności od potrzeb można dostawić kolejne.

W powyższym przykładzie instalacja grzewcza oparta o koparki kryptowalut zmniejsza koszt ogrzewania, wprowadzając do 90% wygenerowanego ciepła do instalacji c.o. W obecnych czasach, w dobie szalonych zmian cen na giełdach energii i przy cenie 2.2 zł za kWh ciepła z pieca gazowego taki odzysk jest bardzo dochodowym przedsięwzięciem (szczególnie biorąc pod uwagę, że koszty zużytego prądu są i tak pokrywane z wpływów z kopania).

Podstawowe parametry koparki kryptowalut z odzyskiem ciepła

• pojemność 40 litrów litrów oleju
• 1.6kW odzysku ciepła (jednocześnie maksymalna łączna moc kart graficznych, które można zainstalować)
• temperatura wody na wejściu maksymalnie 45*C
• wymiary 665x445x330mm
• obsługa do 8 GPU
• bezgłośna praca, chłodzenie koparki, ochrona przed kurzem
• złączki hydrauliczne 3/4" BSP

Obudowa jest wykonana z wytrzymałego na zmiany temperatury tworzywa sztucznego - polipropylenu który dodatkowo pełni rolę izolatora ciepła. Zaletą izolacji cieplnej jest większa sprawność w przekazywaniu energii cieplnej do instalacji domowej oraz minimalizacja przypadkowych zwarć czy porażenia prądem elektrycznym.

Wewnątrz znajduje się spiralna rura ze stali nierdzewnej - wężownica, przez którą przepływa woda odbierająca ciepło z systemu. Ciepło do wężownicy przekazywane jest za pośrednictwem oleju wazelinowego przy wykorzystaniu zjawiska konwekcji - minimalizuje to straty energii elektrycznej niezbędnej do wymuszenia przepływu cieczy oraz upraszcza całą konstrukcję. Dzięki temu rozwiązaniu również zminimalizowano ryzyko uszkodzeń - uszkodzenia pompy, sterownika pompy. Takie rozwiązanie również wpływa na koszt wykonania modułu, stawiając ten moduł jako bardziej atrakcyjny wśród ofert na rynku.

Zalety odzysku ciepła z koparki kryptowalut

1. Mniejsze koszty wydobycia kryptowalut dzięki zmniejszeniu wydatków na ogrzewanie np. gazem
2. Lepsze chłodzenie koparki i ochrona przed pyłem i kurzem
3. Większa decentralizacja kopania kryptowalut dzięki ułatwieniu tego procesu w domu
4. Hybrydowa praca z piecem gazowym zapewniająca ciepło nawet w czasie awarii pieca
5. Stosunkowo mały koszt początkowy względem innych komercyjnych rozwiązań.
6. Rozwiązanie przystosowane do pojedynczych koparek - jedna wanna dla jednej koparki GPU - instalacje domowe ograniczają ilość możliwych podłączonych urządzeń
7. Uproszczony do minimum układ przepływu cieczy odbierającej ciepło z oleju - rozwiązanie może pracować w obiegu CWU/CO nawet bez żadnej dodatkowej pompy
8. Wymiana ciepła odbywa się w zbiorniku z kartami - minimalizacja straty ciepła do minimum - odzyskujemy więcej ciepła dostarczając je do instalacji
9. Uproszczenie konstrukcji - brak wymiennika płytowego i dodatkowej pompy zmniejsza znacząco awaryjność systemu oraz ułatwia montaż i przystosowanie do instalacji na całym świecie
10. Niewielkie wymiary wanny - ułatwienie i ograniczenie kosztów transportu
11. Materiał z którego wykonane są wanny to plastik który stanowi izolator termiczny- ciepło nie ucieka do otoczenia jak w przypadku większości komercyjnych rozwiązań.
12. W zbiornikach są montowane specjalne płyty główne zapewniające minimum przewodów i zmniejszające ryzyko zwarć czy przerw połączeń, nie korzystamy z wadliwych riserów etc

Jak zainstalować taką koparkę w domu

• Montażu powinna dokonać osoba z odpowiednimi uprawnieniami i doświadczeniem
• Wężownica wytrzymuje ciśnienie do 7 barów, jednak urządzenie należy podłączyć najpierw do działającej instalacji odbioru ciepła i pozostawić na 24 godziny w celu sprawdzenia czy nie ma wycieków z wężownicy do wnętrza zbiornika.
• Jeśli nie ma wycieków, zainstalować karty GPU, z których będzie odbierane ciepło

• Upewnić się że korek spustowy z dolnej części zbiornika jest szczelnie zakręcony.
• Nalać elektrycznie nieprzewodzącej substancji odbierającej ciepło z urządzeń np. olej parafinowy lub wazelinowy. Zalecany poziom cieczy – połowa wziernika.
• Przykryć pokrywą zbiornik i podłączyć zasilanie oraz Internet.
• Przetestować działanie urządzenia – przez kilka minut obserwować stabilność kopania.
• Jeśli urządzenie działa poprawnie, wyłączyć je. Nie ściągając pokrywy wsunąć między zbiornik a pokrywę uszczelkę i przykręcić po obwodzie śruby dociskające pokrywę. Dokręcając śruby robić to z wyczuciem aby nie obrócić wkładki gwintowanej znajdującej się zbiorniku.
• Uruchomić ponownie koparkę i obserwować jej pracę. Należy zwrócić na nią szczególną uwagę przez 24 godziny od uruchomienia oraz przy zmianach warunków pracy systemu odbierającego ciepło.
• Należy wybrać taki system kopiący który umożliwia wyłączanie koparki w przypadku osiągnięcia temperatury kart GPU na poziomie 80-85 stC. Po zaistnieniu takiej sytuacji należy zweryfikować przyczynę przegrzewania się kart i nie włączać ponownie zbiornika bez usunięcia przyczyn przegrzewania

Jakie jest koszt takiej koparki kryptowalut?

Budowanie koparki kryptowalut jest relatywnie kosztowną inwestycją. Wyłączając koszt zakupu samych kart graficznych, których cena ma dość szeroki zakres, zbiornik razem z wbudowanym komputerem gotowym do obsadzenia kart kosztuje około 1200 EUR na dzień pisania tego artykułu. Urządzenia są produkowane przez polską firmę: