Il mining di Bitcoin è solitamente discusso in termini di consumo di elettricità, hashrate e costo del raffreddamento. Tuttavia, il calore prodotto dai miner ASIC è altrettanto importante.
Quasi tutta l'elettricità consumata da un miner si trasforma in calore. Tradizionalmente, questo calore viene rimosso e scaricato nell'atmosfera. Con l'architettura di raffreddamento giusta, parte di esso può essere recuperato per il riscaldamento di edifici, acqua calda, riscaldamento di serre o processi industriali.
Quindi, il calore residuo del mining di Bitcoin può davvero essere riutilizzato?
Sì, ma la praticabilità dipende dal metodo di raffreddamento, dalla domanda di calore disponibile, dai livelli di temperatura e dal clima locale.
In un sistema di mining tradizionale raffreddato ad aria, le ventole muovono l'aria ambiente attraverso i dissipatori di calore ASIC. L'aria assorbe calore e viene scaricata all'esterno.
Miner ASIC → Dissipatore di calore → Aria calda → Aria ambiente
Tuttavia, il recupero di calore utile dall'aria calda richiede solitamente un flusso d'aria elevato e un'ampia rete di condotti.
Il raffreddamento per immersione offre un'alternativa. I miner ASIC trasferiscono direttamente il calore a un fluido dielettrico. Il fluido riscaldato passa quindi attraverso uno scambiatore di calore, che trasferisce l'energia termica a un secondo circuito ad acqua o ad acqua-glicole.
Miner ASIC → Fluidi dielettrici → Scambiatore di calore → Circuito ad acqua/glicole
Riscaldamento degli edifici
Il calore recuperato può essere trasferito a uffici, officine, magazzini o altri edifici tramite un sistema di riscaldamento idronico.
Acqua Calda
Uno scambiatore di calore può trasferire l'energia termica a un circuito separato di acqua calda per usi domestici, commerciali o industriali.
Riscaldamento della serra
Le serre possono richiedere un riscaldamento consistente durante le stagioni più fredde. Il calore di scarto del mining può integrare i sistemi di riscaldamento convenzionali, creando una combinazione utile tra mining di Bitcoin e riscaldamento delle serre.
Piscine e acquacoltura
Le piscine e gli impianti di acquacoltura possono fornire una domanda di calore relativamente stabile. I sistemi di mining raffreddati a liquido sono particolarmente adatti perché l'energia termica può essere trasferita attraverso un circuito d'acqua controllato.
Applicazioni industriali
Gli impianti di mining situati vicino a utenti industriali possono utilizzare il calore recuperato per il preriscaldamento dell'acqua di processo o per altri processi a bassa temperatura.
Il raffreddamento a liquido semplifica il recupero del calore perché il calore può essere trasportato attraverso tubazioni anziché mediante grandi volumi di aria calda.
Con il raffreddamento ad aria:
ASIC → Aria calda → Canale → Utente di calore
Con il raffreddamento per immersione:
ASIC → Fluido dielettrico → Scambiatore di calore → Acqua calda → Utente di calore
Lo scambiatore di calore trasferisce l'energia termica tra due circuiti separati mantenendo i fluidi isolati. Ciò consente al circuito di raffreddamento del mining di collegarsi a sistemi di riscaldamento, di produzione di acqua calda o industriali senza che i fluidi si mescolino.
Rack per il mining di Bitcoin dotati di ventole di raffreddamento e flusso d'aria canalizzato per rimuovere il calore dagli ASIC miner.
Questo viene spesso trascurato.
I minatori di Bitcoin possono funzionare ininterrottamente, ma la domanda di calore no. Una serra necessita di meno calore in estate, un edificio ha una domanda limitata di riscaldamento durante il bel tempo e un sistema di acqua calda raggiunge infine la temperatura desiderata.
I minatori, tuttavia, continuano a generare calore.
Questo calore in eccesso deve comunque essere dissipato.
È qui che diventano importanti un radiatore o un dry cooler.
Quando è disponibile una domanda utile di calore:
Mining → Scambiatore di calore → Utente di calore
Quando la domanda di calore è insufficiente:
Mining → Scambiatore di calore → Radiatore/Dry cooler → Aria ambiente
Pertanto, il recupero di calore non elimina necessariamente la necessità di attrezzature per la dissipazione del calore. Recupero e dissipazione del calore possono operare congiuntamente.
Infrastruttura per il mining a raffreddamento per immersione che trasferisce il calore di scarto tramite un circuito con scambiatore di calore.
Per un sistema di raffreddamento per il mining, il radiatore o il refrigeratore a secco devono essere selezionati in base alle effettive condizioni operative.
Parametri importanti includono:
La temperatura ambiente è particolarmente importante negli impianti minerari situati in climi caldi.
Un radiatore progettato per un ambiente con temperatura ambiente di 25 °C non può essere considerato in grado di offrire le stesse prestazioni a 40 °C o 50 °C. Con l’aumento della temperatura ambiente, la differenza di temperatura disponibile per il trasferimento di calore si riduce, il che potrebbe richiedere una maggiore superficie di scambio termico o una maggiore portata d’aria.
Nei siti minerari desertici, polvere e sabbia possono influenzare anche il flusso d’aria e le prestazioni di scambio termico. Le località costiere potrebbero richiedere una protezione anticorrosiva aggiuntiva a causa dell’aria carica di sali.
Raffreddatori industriali a secco con ventilatori assiali e tubazioni per acqua-glicole installati accanto a unità containerizzate per il mining di Bitcoin, per lo smaltimento del calore in eccesso.
Un sistema pratico può combinare:
Miner ASIC → Raffreddamento per immersione → Scambiatore di calore → Circuito secondario acqua/glicole → Edificio / Serra / Acqua calda → Calore in eccesso → Radiatore / Raffreddatore a secco → Aria ambiente
L’utilizzatore del calore assorbe l’energia termica di cui necessita. Quando la domanda diminuisce, il radiatore o il raffreddatore a secco smaltisce il calore residuo.
Ciò offre flessibilità mantenendo al contempo un raffreddamento affidabile per l’operazione mineraria continua.
Non necessariamente.
La fattibilità tecnica non implica automaticamente la fattibilità economica. I progettisti del progetto devono valutare la domanda di calore, i requisiti di temperatura, la distanza dal consumatore di calore, le ore di funzionamento, il clima locale e le infrastrutture esistenti.
Un centro minerario in un clima freddo potrebbe avere una forte domanda di riscaldamento per edifici o serre. Un impianto in un ambiente desertico caldo potrebbe avere una domanda molto bassa di riscaldamento e dover smaltire calore per la maggior parte dell’anno.
L’obiettivo non è quindi semplicemente recuperare la massima quantità possibile di calore.
L’obiettivo è recuperare calore utile quando esiste una domanda e smaltire in modo affidabile il calore in eccesso quando tale domanda non esiste.
La minerazione di Bitcoin converte grandi quantità di energia elettrica in potenza di calcolo — e, in ultima analisi, in calore.
Con il raffreddamento per immersione, gli scambiatori di calore, i radiatori e i raffreddatori a secco, quell’energia termica può potenzialmente essere recuperata per riscaldamento, acqua calda, applicazioni agricole e industriali.
Il futuro del raffreddamento nelle operazioni minerarie potrebbe non consistere semplicemente nell’eliminare il calore. Potrebbe invece riguardare la realizzazione di sistemi flessibili in grado di riutilizzare l’energia termica preziosa, pur respingendo in modo affidabile il calore in eccesso.
Per gli operatori minerari e gli integratori di sistemi di raffreddamento, una progettazione accurata di radiatori e scambiatori di calore è un elemento essenziale di tale soluzione.
Quanto calore possiamo riutilizzare — e con quale affidabilità possiamo respingere il resto?
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