A mineração de Bitcoin normalmente é discutida em termos de consumo elétrico, taxa de hash e custo de refrigeração. Contudo, o calor gerado pelas mineradoras ASIC é igualmente importante.
Quase toda a eletricidade consumida por uma mineradora converte-se em calor. Tradicionalmente, esse calor é removido e descarregado na atmosfera. Com uma arquitetura de refrigeração adequada, parte dele pode ser recuperada para aquecimento de edifícios, água quente, aquecimento de estufas ou processos industriais.
Então, o calor residual da mineração de Bitcoin realmente pode ser reutilizado?
Sim — mas a viabilidade prática depende do método de refrigeração, da demanda térmica disponível, dos níveis de temperatura e do clima local.
Num sistema convencional de mineração refrigerado a ar, ventiladores movem o ar ambiente através dos dissipadores de calor das ASIC. O ar absorve o calor e é expelido para fora.
Mineradora ASIC → Dissipador de Calor → Ar Quente → Ar Ambiente
No entanto, recuperar calor útil do ar quente geralmente exige um grande caudal de ar e uma extensa rede de condutas.
O arrefecimento por imersão oferece uma alternativa. Os mineiros ASIC transferem calor diretamente para um fluido dielétrico. O fluido aquecido passa então por um permutador de calor, que transfere a energia térmica para um circuito secundário de água ou água-glicol.
Mineiro ASIC → Fluido Dielétrico → Permutador de Calor → Circuito Água/Glicol
Aquecimento de Edifícios
O calor recuperado pode ser transferido para escritórios, oficinas, armazéns ou outros edifícios através de um sistema de aquecimento hidrônico.
Água Quente
Um permutador de calor pode transferir energia térmica para um circuito separado de água quente destinado ao uso doméstico, comercial ou industrial.
Aquecimento de estufa
As estufas podem exigir aquecimento substancial durante as estações mais frias. O calor residual da mineração pode complementar os sistemas convencionais de aquecimento, criando uma combinação útil entre mineração de Bitcoin e aquecimento de estufas.
Piscinas e Aquacultura
Piscinas e instalações de aquicultura podem fornecer uma procura relativamente estável de calor. Os sistemas de mineração refrigerados a líquido são especialmente adequados, pois a energia térmica pode ser transferida através de um circuito fechado de água controlado.
Aplicações Industriais
Instalações de mineração localizadas perto de utilizadores industriais podem aproveitar o calor recuperado para o pré-aquecimento de água de processo ou para outros processos de baixa temperatura.
A refrigeração a líquido facilita a recuperação de calor, pois o calor pode ser transportado através de tubos em vez de grandes volumes de ar quente.
Com refrigeração a ar:
ASIC → Ar Quente → Conduta → Utilizador de Calor
Com refrigeração por imersão:
ASIC → Fluido Dielétrico → Trocador de Calor → Água Quente → Utilizador de Calor
O trocador de calor transfere energia térmica entre dois circuitos separados, mantendo os fluidos isolados. Isso permite que o circuito de refrigeração da mineração se ligue a sistemas de aquecimento, de água quente ou industriais sem que os fluidos se misturem.
Racks de mineração Bitcoin com ventiladores de refrigeração e fluxo de ar canalizado para remoção de calor dos mineradores ASIC.
Isso é frequentemente negligenciado.
Os mineiros de Bitcoin podem operar continuamente, mas a demanda por calor não. Uma estufa necessita de menos calor no verão, um edifício tem demanda limitada de aquecimento em climas quentes e um sistema de água quente atinge, eventualmente, sua temperatura-alvo.
Os mineiros, contudo, continuam gerando calor.
Esse calor excedente ainda precisa ser dissipado.
É aqui que um radiador ou um refrigerador a seco se torna importante.
Quando há demanda útil de calor:
Mineração → Trocador de Calor → Usuário de Calor
Quando a demanda de calor é insuficiente:
Mineração → Trocador de Calor → Radiador/Refrigerador a Seco → Ar Ambiente
Portanto, a recuperação de calor não elimina necessariamente a necessidade de equipamentos de rejeição de calor. A recuperação de calor e a rejeição de calor podem funcionar em conjunto.
Infraestrutura de mineração com refrigeração por imersão que transfere o calor residual através de um circuito de trocador de calor.
Para um sistema de refrigeração de mineração, o radiador ou resfriador a ar deve ser selecionado conforme as condições reais de operação.
Parâmetros importantes incluem:
A temperatura ambiente é particularmente importante em instalações mineradoras localizadas em climas quentes.
Um radiador projetado para um ambiente com temperatura ambiente de 25 °C não pode ser esperado para oferecer o mesmo desempenho a 40 °C ou 50 °C. À medida que a temperatura ambiente aumenta, a diferença de temperatura disponível para a transferência de calor diminui, o que pode exigir maior área superficial para transferência de calor ou maior vazão de ar.
Em locais de mineração no deserto, poeira e areia também podem afetar o fluxo de ar e o desempenho da transferência de calor. Em locais costeiros, pode ser necessária proteção adicional contra corrosão devido ao ar carregado de sal.
Resfriadores secos industriais com ventiladores axiais e tubulações de água-glicol operando ao lado de unidades de mineração de Bitcoin em contêineres para rejeição de calor excedente.
Um sistema prático pode combinar:
Mineradores ASIC → Resfriamento por imersão → Trocador de calor → Circuito secundário de água/glicol → Edifício / Estufa / Água quente → Calor excedente → Radiador / Resfriador seco → Ar ambiente
O usuário do calor absorve a energia térmica de que necessita. Quando a demanda diminui, o radiador ou o resfriador seco rejeita o calor restante.
Isso oferece flexibilidade, mantendo ao mesmo tempo um resfriamento confiável para operação contínua de mineração.
Não necessariamente.
Viabilidade técnica não significa automaticamente viabilidade econômica. Os projetistas devem avaliar a demanda de calor, os requisitos de temperatura, a distância até o consumidor de calor, as horas de operação, o clima local e a infraestrutura existente.
Uma fazenda de mineração em um clima frio pode ter forte demanda por aquecimento de edifícios ou estufas. Uma instalação em um ambiente desértico quente pode ter pouca demanda de aquecimento e necessitar rejeição de calor durante a maior parte do ano.
O objetivo, portanto, não é simplesmente recuperar a maior quantidade possível de calor.
É recuperar calor útil quando houver demanda e rejeitar com confiabilidade o calor excedente quando não houver demanda.
A mineração de Bitcoin converte grandes quantidades de energia elétrica em poder computacional — e, por fim, em calor.
Com refrigeração por imersão, trocadores de calor, radiadores e resfriadores a seco, essa energia térmica pode potencialmente ser recuperada para aquecimento, água quente, agricultura e aplicações industriais.
O futuro do resfriamento em mineração pode não se tratar simplesmente de eliminar o calor. Pode tratar-se de construir sistemas flexíveis que reutilizem energia térmica valiosa, ao mesmo tempo que descartam com confiabilidade o calor excedente.
Para operadores de mineração e integradores de sistemas de resfriamento, a engenharia adequada de radiadores e trocadores de calor é uma parte essencial dessa solução.
Quanta quantidade de calor podemos reutilizar — e com que confiabilidade podemos descartar o restante?
Para artigos mais práticos sobre resfriadores a seco, radiadores e trocadores de calor destinados ao resfriamento em mineração, centros de dados e geração de energia, siga a página da Sinrui Radiator no LinkedIn. Publicamos artigos técnicos e atualizações sobre sistemas de resfriamento voltados a engenheiros, operadores e equipes de projetos.
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