Вентиляция для майнинга в Красноярске

Мотнаж системы вентиляции майнинг фермы

Наша компания выполняет монтаж систем вентиляции и кондиционирования как небольших, так и крупных объектов. Мы всегда стремимся повышать свой уровень и ориентируемся на европейский сервис. Это позволяет нам оптимизировать все рабочие процессы.У нас слаженная команда и отлаженная технология организации процесса, что позволяет нам работать с максимальной эффективностью и безупречным качеством. Наши штатные бригады монтажников имеют богатый опыт в монтажах систем любого уровня сложности, а за выполнение работ на должном уровне отвечает отдел контроля качества.

Ошибки, которые совершают владельцы

Основная цель этой статьи – указать на ошибки Владельцев майнинг ферм, дать точную и подробную инструкцию по исправлению этих ошибок, и рассказать технические аспекты подпора требуемого оборудования. Итак, шаг первый: ошибки.

• Самая распространенная ошибка – не устанавливать систему вентиляции и кондиционирования вообще. Если Вы просто не знали, что это нужно делать, это Вас не опровергает. Незнание не освобождает от ответственности. Первое, что нужно было сделать при покупке серверов – узнать все о них, абсолютно все, что им нужно для эффективной и долгой работы. Если у Вас сгорел уже хоть один сервер – вина ложиться на Вашу неподготовленность.
• Другая не менее популярная ошибка – устанавливать один бытовой настенный кондиционер для всех Ваших майнеров, чтобы сэкономить. Такой кондиционер способен охладить Вашу комнату, или квартиру, но никак не оборудование для майнгинга. Оно нагревается очень быстро и требует специальных расчетов при подборе кондиционера, которые выведут идеальную мощность охлаждения для работы Вашего количества майнеров.
• Ставить кондиционеры намного мощнее, чем нужно, скажем, на будущее, при планах на покупку большего количества серверов. Как Вы думаете, насколько эффективно будут работать Ваши системы, если они будут находится в постоянном переохлаждении и замерзании?
• Ставить охлаждение, но забыть о вентиляции. Вентиляция помещения для майнгинг фермы не менее важна, чем кондиционирование – почему, мы расскажем в следующей главе.
• Устанавливать климатическое оборудование в неправильных местах, использовать не подходящие монтажные элементы, проводить неправильно систему по комнате, некорректно проводить монтаж – это все можно свести к обращению к климатическим специалистам «из гаража», то есть без опыта. Вы вложили огромные деньги в свою майнинговую ферму, а теперь не хотите заботиться о ней? Доведите уже дело до конца, оформите проектные работы под ключ у специалистов, и Ваше детище будет работать неотказно.

Зачем нужна вентиляция и охлаждение для майнинга

О кондиционировании. Перегрев – и компьютерные блоки выходят из строя, а это прямые убытки. Оборудование, майнеры,  должно работать безотказно, без сбоев, от этого зависит прибыль от работы ферм. Все энергоемкое оборудование майниговых шахт для надежной и высокопроизводительной работы требует эффективного отвода тепла от работающей аппаратуры. Поэтому вопрос: как охладить майнинг ферму - один из самых животрепещущих.

Майнинговые фермы - это комплекты видеокарт с блоками питания, системой управления и  вентиляторными блоками. Они состоят из полупроводниковых элементов, которые выделяют частицы тепла при работе, чем нагревают всю систему. Общее тепло, которое выделяет один майнер, составляет 250 Вт за час, и это тепло никуда не выходит, оно остается рядом с системой и нагревает ее с каждым часом все больше и больше. Чтобы посчитать, сколько тепла выделяет вся Ваша ферма, просто умножьте 250 на количество блоков, а полученное число умножьте на часы работы фермы в сутки – Вы получите точные данные, то есть, сколько тепла приносит ферма за день. 

Если же не охлаждать эти блоки, то они будут перегреваться, что приведет к: 

• потерям скорости работы фермы, а значит к уменьшению количества созданных монет; 
• изоляция токопроводящих элементов будет постоянно изнашиваться; 
• с каждым днем у всей фермы будет уменьшаться срок службы – Вы и не заметите, как настанет тот день, когда придется покупать новое оборудование.

Система охлаждения для майнинга должна быть эффективной, с экономным потреблением электроэнергии (Вы и так используете около 300 кВт электричества в час от одного блока, зачем Вам еще один источник убытка), объемной и распределяющей холод по всему пространству.

О вентиляции. В серверную обязательно должен поступать свежий воздух, так как оборудование выделяет не только тепло, но и небезопасные ферменты – химическую пыль, влагу в огромных объемах, бактерии и микробы (появляются от скопившейся влаги), металлическую стружку. Представьте, что Вы этим дышите, а так же эти частицы забивают Ваши серверы. Вентиляция вытянет их наружу, и запустит свежий воздух. Это позволит находиться в комнате не только серверам, но и живым людям. Подумайте об этом.

Оборудование, подходящее для вентиляции и кондиционирования майнинга

Для майнинговой фермы подойдет только вентиляционные установки и мощные кондиционеры полупромышленного типа. Никакие одиночные вентиляторы, совокупность напольных обычных вентиляторов и бытового кондиционера не смогут справиться с таким объемом тепла. Приобретая такие приборы, Вы только потратите зря деньги и обретете свою ферму на быстрый выход из строя. Можно еще подумать, если Ваш взор падет на вентиляторы-улитки большой мощности, например, производителя Веза – это экономное решение, и такие вентиляторы довольно хорошо охлаждают небольшие производственные цеха. Но при использовании такого вентилятора вытяжка не будет осуществляться равномерно и по всему помещению, а только с одного места и Вы еще и задумаетесь об отопительных приборах, чтобы поставить рядом с вентилятором.

В нашей с Вами ситуации можно использовать только приточно-вытяжные установки (наборные либо моноблочные) и полупромышленные кондиционеры. Лучше всего использовать кондиционеры канального типа, так как они устанавливаются в потолке и равномерно распределяют холодный воздух с помощью сети воздуховодов, как и вентиляция. Тогда можно установить вентиляционные решетки именно в те места, где нужно вытягивать или запускать воздух, таким образом, не давая теплу распространяться по комнате и забирая все вредные вещества сразу от источника. А можно соединить вентиляцию и кондиционирование в одну систему, тогда по одному воздуховоду будет идти сразу же свежий и холодный воздух к нужному месту, а вытяжку поставить под потолком. Выбирать Вам.

Варианты решений с конкретными моделями

Вариант 1. ПВУ, или приточно-вытяжная установка.

Наиболее энергоэффективным способом поддержания нужного температурного режима в помещениях является активная вентиляция майнинг - ферм. 

Приточные вентиляторы могут быть установлены в наружных стенах или рядами, и подавать воздух в центральную и нижнюю часть стеллажей, способствуя эффективной циркуляции по принципу снизу-вверх, и, таким способом, отводить тепло вверх. Из верхней части комнаты (с-под потолка) осуществляется удаление перегретого воздуха с помощью вытяжной вентиляции.

Вариант 2. ПВУ+кондиционер.

Приток воздуха может осуществляться также наборной приточно-вытяжной установкой через систему распределительных каналов-воздуховодов. Приточно-вытяжные установки нужной производительности рассчитываются с учетом характеристик вентиляторов и возможностей автоматики управления для поддержания необходимых параметров микроклимата. Фильтры установки обеспечат нужную чистоту воздуха, что избавит от пыли и уличных загрязнений персонал и работающее оборудование. Энергоэффективные  вентиляторы работают с минимальным энергопотреблением, регулируя производительность  по показателям термодатчиков в помещении.

Отлично подойдут для Вашего типа помещения ПВУ производства таких брендов:

• Вентс - бюджетный вариант
• Systemair, Daikin - средний по цене вариант
• Weger - премиум вариант, для больших ферм

Так как они уже проверены на других объектах и прекрасно показали свою эффективность. Если правильно рассчитать мощность при подборе ПВУ, то можно и не подключать кондиционер в зимнее время, а использовать для охлаждения майнинг блоков уличный воздух, с предварительным его очищением.

В летнее время могут дополнительно подключаться кондиционеры с инверторным компрессором. Инверторное управление компрессора позволяет настраивать мощность кондиционера по датчику температуры. Сразу же внесем ясность – обычные неинверторные кондиционеры не могут использоваться при майнинге, так как из-за их специфики работы будет происходить постоянный скачек температуры, что недопустимо для майнгинга, и плюс к этому они будут потреблять много электроэнергии.

Вариант 3. Канальный кондиционер + вытяжка для майнинга.

Как вариант для небольших помещений целесообразен канальный кондиционер. При таком варианте оборудования, вентиляция и охлаждение майнинговой фермы решаются одним оборудованием, поскольку этот агрегат может работать в режиме прямой вентиляции с подачей свежего воздуха, а также регулировать мощность кондиционирования в зависимости от температуры внутри помещений.  То есть, кондиционер канальный будет брать воздух снаружи, уже свежий, и подавать именно его, предварительно охладив. Будет одновременно обеспечиваться и вентиляция, и охлаждение. Но вот о вытяжке стоит позаботиться отдельно.

Пример модели, которая отлично подошла бы для майнгинга - Midea. Его преимущества: скрытая установка, тихая работа, автоматическое поддержание необходимой температуры в помещении с аппаратурой, настройка параметров пультом ДУ. 

Вариант 4. Быстрый бюджетный вариант.

Итоги

1. Любое оборудование, которое нагревается до критичной точки - требует немедленного охлаждения. Если в Вашем помещении, при среднестатистической работе майнеров, температура воздуха достигает 40-45º С, то можно быть уверенным в том, что видеокарта в этот момент нагрелась до 90-95º С, а это уже является критичной отметкой. Для сравнения, рабочая норма видеокарты может составлять 50-70º С. Из этого следует, что майнеры требуют отвода тепла во избежание выхода из строя видеокарт без возможности починки.
2. Вентиляция и кондиционирование может быть внедрено на любом этапе Вашего бизнеса - до его начала; когда Ваши майнеры уже работают; когда Вы уже ставили вентиляцию, но решили увеличить количество майнеров - тогда мы придем к Вам и заменим вент. устройства на более мощные, но основу оставим старую, что существенно снизит расходы; при условии, что Вы не можете в данный момент устанавливать полноценную систему - мы можем установить сначала систему кондиционирования, а через время еще дополнить вентиляцией. Но, конечно же, лучше устанавливать климатическую систему до запуска майнеров, так как без отвода тепла они сразу начнут портиться. Главное, не дожидайтесь, пока они начнут перегорать, а заранее предусмотрите эту проблему.
3. При подборе вент. оборудования важно сделать правильные расчёты воздухообмена для помещения, потому что если поставить какую-либо систему без учета нужной производительности, без просчета сезона лето-зима, без выявления точного количества тепла, которое нужно выводить и много другого, Вы можете потратить деньги зря. То есть, Вы установите неподходящее оборудование, а оно не будет устранять всё тепло и приводить достаточное количество воздуха, поэтому будет зря работать, да еще и электричество потреблять.
4. В зимнее время года тепло от майнеров можно взымать и рекуперировать на нагрев приточного воздуха к соседнему помещению. Например, у Вас есть серверная, и есть отдельный офис, что делает система - вытяжные воздуховоды забирают горячий воздух, пропускают его через рекуператор в приточно-вытяжной установке, тот забирает тепло с воздуха и отдает его приточному воздуху, поэтому в офис заходит сразу же свежий, чистый и подогретый воздух. Экономию надо искать везде, а в данном случае, Вы сэкономите большие деньги на отоплении.

Правильно организованная вентиляция и кондиционирование – залог минимизации энергозатрат и процветания майнинг- бизнеса. Вы уже вложили много денег в свою майнинг ферму – зачем Вам терять её только из-за того, что Вы не довели дело до конца и не позаботились о будущем своей фермы, о её надежной работе? Не заставляем, не принуждаем, но рекомендуем хотя бы проконсультироваться.

Думаю, если Вы перешли на эту статью значит вы уже знаете, что такое майнинг ферма гораздо лучше нас и вам нет необходимости это объяснять. 
Как работает, какие системы бывают и зачем это все делается мы рассматривать в рамках этой статьи не будем.

А теперь поговорим о более насущной проблеме, решение которой оказывается далеко не так тривиально и очевидно, как возможно кажется на первый взгляд.

По результатам наших многочисленных расчетов и испытаний, мы разработали несколько оптимальных вариантов готовых решений систем охлаждения майнинг ферм, на работоспособность которых мы даем гарантию.

Система вентиляции и охлаждения майнинг фермы 

Точнее будет сказать не только вентиляции, а скорее система поддержания необходимого микроклимата помещения, то есть поддержания температуры для бесперебойной и безопасной работы вашего оборудования, как в зимний, так и в летний период года.

Каждый период года для поддержания необходимых параметров климата в помещении для майнинга имеет ряд ключевых особенностей. По своей сути система охлаждения для майнеров на видеокартах и майнеров на асиках принципиально не отличается.

Начнем пожалуй с того, что рассмотрим необходимые параметры микроклимата для одного из наиболее современных моделей оборудования фермы – это асик (asic) Antminer S9.

Параметры климата для работы майнинг фермы

Основные технические характеристики asic antminer s9, которые важны именно с точки зрения теплового режима:

Каждый прибор имеет определенную тепловую мощность. В данном примере мы считаем ее равной потребляемой, то есть 1400 Вт (1,4 кВт). Это тепло из помещения необходимо удалять для того, чтобы температурный режим соответствовал допустимому диапазону. Если избыточное тепло не удалять, то оборудование через какое-то время перегреется и будет отключаться или просто выйдет из строя.

Соответственно, если у вас стоит 100 таких Асиков, то это уже 140 кВт тепла, которые необходимо удалять из помещения.

Чем грозит неправильный режим работы?

Конечно, никому не хочется тратить лишние деньги на специальную систему охлаждения ваших ферм, так уж ли это необходимо, спрашиваете вы?

Отвечаем: 

Для небольших майнинговых ферм, расположенных на балконах возможно и не обязательно делать какую-то специализированную систему охлаждения, в конце концов, установив обычный бытовой кондиционер вы сможете удалить небольшие избытки тепла из помещения. Помимо этого, для вас не так уж принципиально какие-то небольшие потери производительности и сокращение срока службы фермы.

Но когда речь заходит уже о фермах с мощностями от 15-20 кВт. Тут мы и поговорим о проблемах и рисках, которые наступят при неправильных условиях работы оборудования при перегреве и отсутствии системы фильтрации:

1. Cнижение частоты, а соответственно производительности
2. Сокращение срока службы
3. Периодические отключения
4. Выход из строя

Насколько это критично и как сильно это ударит по Вашему карману – решайте сами.

Пример: при температуре в помещении около 40°С производительность снижается уже на 5%! Без отвода тепла оборудование очень быстро нагревает воздух в помещении.

Охлаждение майнинг ферм

Работа майнинг фермы по принципу похожа на работу серверной комнаты или дата центра, просто масштабы разные, хотя большие майнинг фермы уже сопоставимы с огромными дата-центрами с гигантскими мощностями.

Теперь все же вернемся к тому, как поддерживать параметры температуры при майнинге в разные периоды года. Возьмем крайние значения климатических параметров и назовем их условно «Зима» и «Лето». Все что между ними это будет межсезонье, в котором могут работать и те и те параметры системы вентиляции в зависимости от того, к какому режиму сейчас ближе температура улицы.

Согласно техническим характеристикам допустимый рабочий диапазон температуры Асика это от 0°С до +40°С. То есть это та температура, которая должна поступать во внутрь каждого из приборов для его нормальной работы. Подразумевается, что это и есть температура приточного воздуха в любое время года, однако в летний период года если температура притока будет близка к 40°С – температура на входе в Асик будет уже значительно выше из-за тепловыделений оборудования.

ВАЖНО:

Рассмотрим подробнее режим работы майнинг фермы в каждый из периодов года:

Зима – данный период года характеризуется температурой на улице, как правило, ниже 0°С. Согласно допустимым параметрам работы Асика в помещение не должна поступать температуры ниже 0°С. В противном случае есть риски:

• во первых - выпадения конденсата, 
• во вторых - неизвестно как будет вести себя оборудование при отрицательных температурах.

В случае работы системы вентиляции, чтобы подавать в помещение воздух с температурой 0°С или выше его необходимо подогревать. Вот для этого и нужна качественная система вентиляции с возможностью регулирования этих параметров. Об этом поговорим ниже.

Лето – данный период года характеризуется температурой воздуха выше температуры воздуха необходимой в помещении. Предположим, что для нормальной работы Асика в помещении должна поступать температура не выше 20°С, чтобы обеспечить допустимый режим работы, учитывая тепловыделения майнера.

Соответственно при температуре в теплый период года выше 20°С его необходимо охлаждать, чтобы оборудование не перегревалось. Для этого и используется система кондиционирования помещения, либо система вентиляции с возможностью охлаждения для майнинг ферм.

Устройство системы вентиляции майнинг фермы

Классическая система приточной вентиляции с подогревом устроена следующим образом. В её составе находится следующее оборудование:

1. Вентилятор – обеспечивает поток воздуха с улицы
2. Электрический или водяной нагреватель – для подогрева уличного воздуха до заданной температуры
3. Система фильтрации – предназначена для очистки воздуха от пыли, грязи, насекомых и т.д. Очень важный параметр, чтобы оборудование работало в обеспыленном помещении.
4. Заслонка с электрическим приводом - для открытия/закрытия канала при включении/выключении вентиляции
5. Система автоматики и управления – предназначена для управления и регулирования расходом воздуха и температурой. 
6. Система воздуховодов – по ним транспортируется приточный воздух и распределяется в нужные места для максимально эффективной работы

Эффективная система вентиляции и охлаждения майнинг фермы:

Для наиболее эффективной и экономичной системы охлаждения майнинг фермы необходимо, чтобы потоки охлажденного воздуха поступали в зону размещения оборудования на вход, а удаление осуществлялось из зон скопления наиболее горячего воздуха. Назовем эту схему работы: принцип холодного и горячего коридора.

Рассмотрим схему, которая позволяет обеспечивать наиболее эффективное распределение потоков воздуха:

Теперь рассмотрим как же должна работать и из чего состоять система вентиляции и кондиционирования помещения для майнинга, чтобы поддерживать все необходимые параметры, как в летний, так и в зимний период года.

Рассмотрим детальный расчет на примере Асика Antminer S9:

Расчёт системы вентиляции для фермы мощностью 140 кВт

Зимний период года:

В данном режиме работы мы нашли отличное решение засчет применения системы рециркуляции для возможности догрева приточного воздуха путем подмешивания в него горячего удаляемого. При этом мы вообще не затрачиваем электроэнергию на подогрев воздуха в зимний период года!

Система рециркуляции – повторное и многократное использование одного и того же воздуха в помещении с его предварительной подготовкой (в нашем случае фильтрация) и поддержанием параметров воздуха на выходе (в нашем случае температура 0°С)

Параметры рециркуляции , то соотношение удаляемого и уличного потоков воздуха настраиваются системой автоматики для поддержания температуры подачи не ниже 0°С. 

Приведём пример расчета и подбор оборудования оптимальных параметров.

Расчёт:

• Рассмотрим вариант расчета для 100 штук Асиков общей мощность 140 кВт. 
• Температура на входе в помещение Т1 = 5°С
• Температура удаляемая из помещения Т2 = 40°С
• Тепловыделения от оборудования Q=1400 x 100 = 140 кВт
• Теплоемкость воздуха Ср = 1005 Вт/м2*К

G = Q*3600/(Cp*1,2*(T1-T2)) = 140000 * 3600 / (1005 * 1,2 * (40 – 5)) = 11940 м3/ч

Ключевым преимуществом такого варианта системы является именно система рециркуляции. Это позволит избежать установки дополнительного нагревателя, чтобы подогревать воздух, когда температура ниже 0°С.

То есть по сути мы используем удаляемое тепло от оборудования, чтобы подогреть приточный воздух и тем самым добиться максимальной экономии и эффективности системы!

Летний период года:

Однако, по климатическим параметрам нашего региона мы провели исследование среднемесячных температур и выявили, что температуры критично влияющие на работоспособность майнеров бывают очень небольшое количество часов в год. Таким образом, если вы примете решение пожертвовать производительностью ваших майнеров в пиковые жаркие летние дни, то можно обойтись без дополнительной системы охлаждения и делать только полноценную систему вентиляции, которой будет достаточно для большего количества дней в году.

Мы не лезем в экономическую составляющую процесса майнинга и решаем вопрос технического характера, а именно поддержание необходимых параметров круглый год, при поставленной задачи, поэтому приведем пример расчета системы охлаждения:

Для этого мы используем стандартную систему охлаждения с ККБ (компрессорно-конденсаторный блок). Такого плана оборудование повсеместно используется в системах вентиляции, где необходимо поддерживать заданные параметры воздуха круглый год. По сути ККБ – это наружный блок как у обычных кондиционеров, который висит на улице.

Расчет:

• Рассмотрим вариант расчета для 100 штук Асиков общей мощность 140 кВт. 
• Температура на входе в помещение Т1 = 25°С
• Температура удаляемая из помещения Т2 = 45°С
• Тепловыделения от оборудования Q=1400 x 100 = 140 кВт
• Теплоемкость воздуха Ср = 1005 Вт/м2*К

Примем, что пиковая температура летом Тл= 30°С, при этом с помощью ККБ мы принимаем, что можем её охладить на 5°С

Рассчитаем расход воздуха необходимый для удаления всего объема тепла при данных условиях:

G = Q*3600/(Cp*1,2*(T2-T1)) = 140000 * 3600 / (1005 * 1,2 * (45 – 25)) = 20895 м3/ч

Рассчитаем необходимое количество холода, чтобы охладить воздух с 30°С до 25°С (Важно! При расчете охлаждения необходимо учитывать осушение воздуха, на которое тратится большая часть энергии).

По простому тепловому расчету необходимая холодопроизводительность получается следующая:

Qх = G * Cp (Tл – Т1) * 1,2 / 3600 = 11940 * 1005 * (30 – 25) * 1,2 / 3600 = 40000 Вт = 40 кВт 

Однако, если проводить расчет с учетом влажности, то для поддержания необходимых параметров в летний период года нам нужно установить систему охлаждения (компрессорно-конденсаторный блок) приточного воздуха мощностью около 105 кВт.

Пример одного из выполненных нами проектов системы охлаждения майнинг фермы

Таким образом, при выполнении системы охлаждения по нашим расчетам и рекомендациям, будут поддерживаться оптимальные параметры микроклимата в помещениях ферм круглый год. Это позволит вам избежать перебоев в работе и выхода из строя оборудования.

ВАЖНО: В данном примере мы показали сам принцип расчёта. Различные виды оборудования для майнинга имеют собственные параметры работы и требует индивидуального расчёта. Во всех наших проектах мы делаем индивидуальные расчёты системы охлаждения для майнинг фермы любых параметров и на любом оборудовании.

Грамотный расчет системы вентиляции требует серьезных навыков, поэтому чтобы уберечь Ваше оборудование от перегрева и выхода из строя, мы не рекомендуем рассчитывать и монтировать систему охлаждения самостоятельно.

Наши специалисты с удовольствием проконсультируют Вас и смогут подобрать подходящую систему вентиляции и охлаждения для Вашей фермы.

Получить бесплатную консультацию инженера по вентиляции майнинг фермы