Resfriamento e Ventilação de Mineradores ASIC: Como Manter seus Equipamentos de Mineração Resfriados e Eficientes

As plataformas de mineração ASIC geram uma quantidade significativa de calor durante a operação. Sem refrigeração e ventilação adequadas, as altas temperaturas podem levar à redução do desempenho, aumento do consumo de energia e até mesmo danos ao hardware. Neste guia, abordaremos os motivos pelos quais os mineradores ASIC superaquecem, estratégias práticas de refrigeração para mineradores domésticos, dicas de ventilação industrial e métodos avançados, como a refrigeração por imersão.

Por que os mineradores ASIC geram tanto calor?

Os mineradores ASIC realizam cálculos intensivos, convertendo eletricidade em poder de hash. A maior parte dessa energia, no entanto, é liberada na forma de calor. Por exemplo, o Antminer S19 da Bitmain consome cerca de 3250 W em um ambiente de 25 °C, o equivalente ao calor produzido por três secadores de cabelo funcionando simultaneamente.

O calor excessivo pode elevar a temperatura dos chips, causando throttling automático, funcionamento das ventoinhas em velocidade máxima ou até mesmo desligamentos forçados. O superaquecimento prolongado pode danificar permanentemente o hardware. Altas temperaturas também reduzem a eficiência da mineração: pesquisas da Braiins mostram que o aumento da temperatura do dissipador de calor de 20 °C para 75 °C eleva o consumo de energia por terahash de 24 J/TH para 34 J/TH , uma queda de eficiência de quase 30% . Portanto, um resfriamento eficaz é essencial tanto para a estabilidade quanto para a lucratividade.

Dicas de resfriamento para mineradores domésticos

1. Escolha o local certo

• Coloque os mineiros em espaços isolados, como garagens, porões ou cômodos próximos a janelas/paredes externas.

• Certifique-se de que o ar quente expelido possa ser rapidamente ventilado para o exterior, idealmente utilizando um exaustor que direcione o calor para fora da janela.

2. Estabeleça um fluxo de ar direto.

• Instale ventiladores de exaustão perto dos mineiros para remover o ar quente de forma eficiente.

• Crie uma entrada de ar correspondente no lado oposto para permitir a entrada de ar fresco.

• Mantenha um fluxo de ar de exaustão ligeiramente superior ao de admissão para criar pressão negativa , impedindo a recirculação do ar quente.

3. Selar e isolar

• Vede as frestas nas paredes ou portas para evitar a entrada de ar quente.

• Instale filtros de poeira nas entradas de ar para evitar o acúmulo de poeira nos dissipadores de calor, o que reduz a eficiência de resfriamento.

• Considere o ruído: escolha ventiladores silenciosos e adicione painéis ou compartimentos acústicos sem obstruir o fluxo de ar.

Diretrizes de Ventilação para Salas de Mineração

Para instalações de mineração de maior porte, a ventilação contínua é fundamental:

• Projetar o fluxo de ar das entradas de ar (baixas) para as saídas de ar (altas) para aproveitar a ascensão natural do ar quente.

• Garanta que a capacidade de exaustão seja igual ou superior ao fluxo de ar total de todas as máquinas de mineração para evitar o acúmulo de calor.
  Exemplo: Para lidar com 100.000 CFM , podem ser usados ​​cinco ventiladores industriais de 20.000 CFM .

• Utilize filtros de poeira, protetores contra chuva e defletores nas entradas de ar.

• Considere a separação de corredores quentes e frios utilizando cortinas ou placas de espuma para evitar a mistura de ar quente e frio.

• O design típico de pressão negativa melhora o fluxo de ar e impede que o calor escape para outras áreas.

• Trocas de ar recomendadas: 20 a 30 por hora , dependendo da quantidade de mineradores e do tamanho da sala.

• Opções avançadas de resfriamento: resfriamento evaporativo (cortina de água que reduz a temperatura do ar de entrada em 15 a 30 °F) ou ar condicionado, levando em consideração a umidade.

Resfriamento a ar versus resfriamento por imersão

Resfriamento a ar

O método mais comum, no qual os mineradores usam ventiladores e dissipadores de calor integrados para dissipar o calor através do fluxo de ar.

Prós:

• Instalação fácil, baixo custo inicial

• Nenhuma modificação necessária

• As peças são facilmente encontradas e a manutenção é simples.

Contras:

• O resfriamento é limitado pela temperatura ambiente.

• Os ventiladores geram ruído significativo.

• Requer espaço suficiente para a entrada e saída de ar.

Resfriamento por imersão

Os mineiros ficam submersos em um líquido isolante elétrico , que absorve o calor e o transfere para um radiador ou torre de resfriamento.

Vantagens:

• Controle preciso de temperatura

• Maior eficiência de resfriamento

• Funcionamento quase silencioso (sem ruído da ventoinha)

• Menor exposição à poeira e maior vida útil do hardware.

• Permite uma colocação com maior densidade e potencial reutilização de calor.

Desvantagens:

• Alto custo inicial (tanques, bombas, torres de resfriamento)

• Manutenção mais complexa

• Ideal para operações de mineração em larga escala e focadas na eficiência.

Dicas para o controle de temperatura e ruído

• Temperatura ideal: 15–30°C para otimizar a eficiência e prolongar a vida útil do hardware.

• Monitore e automatize: Use sensores e controladores de temperatura para ajustar ventiladores ou ar-condicionado automaticamente. Acione alarmes quando as temperaturas subirem anormalmente.

• Redução de ruído: Os ventiladores são a principal fonte de ruído (até 80-90 dB quando em plena atividade). Utilize painéis acústicos, gabinetes ou locais remotos para minimizar o ruído. O resfriamento por imersão elimina em grande parte esse problema.

Prevenção do sobreaquecimento: estratégias de manutenção

1. Limpeza regular de poeira: Use ar comprimido ou escovas secas semanalmente para manter os dissipadores de calor e filtros limpos.

2. Verifique as ventoinhas: Certifique-se de que as ventoinhas de entrada, exaustão e as ventoinhas montadas na placa-mãe estejam funcionando corretamente; substitua qualquer unidade com defeito.

3. Reaplique a pasta térmica: A cada 3 a 6 meses para manter a transferência de calor eficiente.

4. Mantenha o espaçamento: Certifique-se de que os mineiros e as paredes tenham espaço suficiente para a circulação de ar.

5. Atualizações de firmware: Otimização do controle da ventoinha e da proteção contra superaquecimento.

Além disso, considere alarmes de sobretemperatura e um cronograma de manutenção estruturado: verificações semanais de ventiladores/poeira, limpeza profunda mensal, substituição trimestral da pasta térmica e inspeção completa anual.

Etapas para construir um sistema de refrigeração para mineração

1. Calcular a carga térmica total : Some o consumo de energia de todos os mineiros para estimar o total de BTU/h.

2. Selecione os ventiladores adequados : ventiladores de nível industrial para operação contínua que atendam aos requisitos de fluxo de ar e pressão estática.

3. Vede o ambiente : Utilize isolamento e vedações para evitar a circulação de ar; separe os corredores quentes dos frios.

4. Implementar pressão negativa : A exaustão deve ser ligeiramente maior que a entrada de ar para garantir um fornecimento contínuo de ar fresco.

5. Automatize os controles : Use sensores e controladores de temperatura para ajustar ventiladores ou ar-condicionado com base em limites predefinidos.

Monitoramento e avaliação contínuos

Um sistema de monitoramento robusto ajuda a prevenir o superaquecimento:

• Monitore a temperatura e o desempenho da ventoinha em tempo real.

• Detectar os efeitos sazonais e otimizar o resfriamento de acordo.

• Avalie o consumo de energia do sistema de refrigeração em relação à rentabilidade da mineração.

• Um sistema de resfriamento eficaz pode melhorar a eficiência da mineração em até 30% , impactando diretamente a receita.

Conclusão

Sem refrigeração e ventilação adequadas, os mineradores ASIC estão sujeitos a throttling (limitação de desempenho), ineficiência energética, envelhecimento acelerado do hardware e possíveis danos. Ao implementar um layout de sala bem planejado, gerenciamento do fluxo de ar, seleção de hardware adequada e manutenção regular, os mineradores podem manter temperaturas estáveis, reduzir o ruído e prolongar a vida útil do hardware. Estratégias avançadas de refrigeração, como a imersão, podem aumentar ainda mais a eficiência em operações de alta densidade. O gerenciamento térmico adequado não só melhora a estabilidade da mineração, como também maximiza a lucratividade, mantendo seus equipamentos refrigerados, silenciosos e produtivos .

Referências

• Projeto de Instalações de Mineração de Bitcoin — Gerenciamento de Fluxo de Ar (Altair Technology)
  🔗 https://altairtech.io/bitcoin-mining-facility-design-airflow-management/

• Como projetar o fluxo de ar ideal para uma instalação de mineração de Bitcoin (HashrateIndex)
  🔗 https://hashrateindex.com/blog/bitcoin-mining-facility-design-airflow-management/

• Guia de Resfriamento e Ventilação para Mineradores ASIC (CryptoMinerBros)
  🔗 https://www.cryptominerbros.com/es/blog/cooling-and-ventilation-guide-for-asic-miners/

• Sistema de resfriamento por imersão para mineradores ASIC de Bitcoin (CryptoMinerBros)
  🔗 https://www.cryptominerbros.com/immersion-cooling-system/

• Vantagens do resfriamento por imersão para mineradores de Bitcoin (Dalian Yongsung Refrigeration)
  🔗 https://www.yong-sung.com.cn/news/advantage-of-immersion-cooling-for-bitcoin-miners

• Exemplos de Implantação de Mineração com Resfriamento por Imersão e ASIC (Apexto Mining)
  🔗 https://apextomining.com/zh-CN/product/immersion-cooling-deployment-b100-cluster/

• Visão geral do resfriamento por imersão (Jingle Mining)
  🔗 https://www.jinglemining.com/cooling/immersion