Водяное и иммерсионное охлаждение майнинг-ферм: плюсы перед воздушным, 2-контурная схема, теплообменники до 10 МВт, 4 казахстанские площадки, экономика и утилизация тепла до 90%. Расчёт инженером 30-60 минут.

Водяное охлаждение, применяемое на майнинг-фермах

Модель и цена в тенге — в чате за минуту
Напишите модель или задачу — инженер ответит сразу, без звонков и форм.
18 июня 2017 21:00
// Советы покупателям
Водяное охлаждение, применяемое на майнинг-фермах
.col-md-9.col-md-9{width:100%!important;flex:0 0 100%!important;max-width:100%!important}.tlb-wide{margin:0} }.tlb-chip{display:inline-flex;align-items:center;gap:6px;padding:7px 13px;border-radius:99px;font-size:12.5px;font-weight:600;text-decoration:none;transition:all.25s;line-height:1.2}.tlb-chip-cat{background:linear-gradient(135deg,#dbeafe,#bfdbfe);color:#1e3a8a;border:1px solid #93c5fd}.tlb-chip-cat:hover{background:linear-gradient(135deg,#3b82f6,#1e3a8a);color:#fff;transform:translateY(-2px);box-shadow:0 8px 18px -6px rgba(37,99,235.45)}.tlb-chip-art{background:linear-gradient(135deg,#fef9c3,#fde68a);color:#92400e;border:1px solid #fcd34d}.tlb-chip-art:hover{background:linear-gradient(135deg,#f59e0b,#92400e);color:#fff;transform:translateY(-2px);box-shadow:0 8px 18px -6px rgba(245,158,11.45)}.tlb-chip:after{content:"→";font-size:11px;transition:transform.25s}.tlb-chip:hover:after{transform:translateX(3px)}.tlb-card-links{margin-top:14px;padding-top:14px;border-top:1px dashed #cbd5e1;display:flex;flex-wrap:wrap;gap:6px} @media(prefers-reduced-motion:reduce){*{animation:none!important;transition:none!important}} @media(max-width:991px){.tlb-wide{padding:0 12px;overflow-x:hidden}.tlb-wide *{max-width:100%;box-sizing:border-box}.tlb-wide h2{font-size:20px!important;padding-left:12px!important;margin:18px 0 10px!important;line-height:1.3!important}.tlb-wide h3{font-size:16px!important;line-height:1.35!important;margin:10px 0 6px!important}.tlb-wide p{font-size:14.5px!important;line-height:1.6!important}.tlb-wide table{font-size:13px!important;display:block!important;overflow-x:auto!important;min-width:0!important;width:100%!important}.tlb-wide td.tlb-wide th{padding:8px 10px!important;font-size:13px!important}.tlb-wide svg{max-width:100%!important;height:auto!important;width:100%!important}.tlb-wide a[href^="tel:"].tlb-wide a[href^="mailto:"]{width:100%!important;text-align:center!important;white-space:normal!important;display:inline-block!important;margin:4px 0!important}.tlb-wide button{width:100%!important;min-height:44px!important;margin:4px 0!important}.tlb-wide input.tlb-wide select.tlb-wide textarea{width:100%!important;font-size:16px!important;min-height:44px!important;padding:10px!important} } @media(max-width:768px){.tlb-wide div[style*="grid-template-columns:repeat(auto-fit"]{grid-template-columns:1fr!important;gap:10px!important}.tlb-wide div[style*="font-size:38"]{font-size:24px!important}.tlb-wide div[style*="font-size:42"]{font-size:22px!important}.tlb-wide div[style*="padding:28"]{padding:14px!important}.tlb-wide div[style*="padding:32"]{padding:14px!important}.tlb-wide div[style*="padding:36"]{padding:16px!important}.tlb-wide div[style*="padding:24"]{padding:14px!important}.tlb-wide div[style*="padding:22"]{padding:12px!important}.tlb-wide section{padding:0!important;margin:14px 0!important}.tlb-wide div[style*="margin:48px 0"]{margin:18px 0!important}.tlb-wide div[style*="margin:40px 0"]{margin:16px 0!important}.tlb-wide div[style*="margin:32px 0"]{margin:14px 0!important}.tlb-wide div[style*="grid-template-columns:1fr auto"]{grid-template-columns:1fr!important;gap:12px!important}.tlb-wide div[style*="grid-template-columns:1fr auto"]>div[style*="min-width:220px"]{min-width:0!important;width:100%!important}.tlb-wide div[style*="grid-template-columns:1fr auto"] a{width:100%!important;padding:11px 14px!important;box-sizing:border-box!important;display:block!important;font-size:14px!important;word-break:break-word!important;white-space:normal!important}.tlb-wide div[style*="grid-template-columns:1fr auto"] div[style*="max-width:520px"]{max-width:100%!important}.tlb-wide div[style*="grid-template-columns:1fr auto"] div[style*="font-size:24px"]{font-size:18px!important;line-height:1.3!important} }.tlb-hero{margin:28px 0;padding:32px;background:linear-gradient(135deg,#eff6ff 0%,#dbeafe 100%);border-radius:24px;position:relative;overflow:hidden}.tlb-hero__inner{position:relative;z-index:1}.tlb-hero__badge{display:inline-block;padding:6px 14px;background:#1e3a8a;color:#fff;border-radius:99px;font-size:12px;font-weight:700;text-transform:uppercase;letter-spacing:0.06em;margin-bottom:14px}.tlb-hero__title{font-size:32px;font-weight:800;line-height:1.2;color:#0f172a;margin:0 0 16px 0;letter-spacing:-0.02em}.tlb-hero__lead{font-size:17px;color:#334155;line-height:1.65;margin:0 0 24px 0}.tlb-hero__kpis{display:grid;grid-template-columns:repeat(auto-fit,minmax(180px,1fr));gap:14px;margin-top:18px}.tlb-kpi__num{font-size:30px;font-weight:800;line-height:1;letter-spacing:-0.02em;color:#fff;margin-bottom:8px}.tlb-kpi__lbl{font-size:13px;line-height:1.4;color:#fff;opacity:0.95}.tlb-hero__kpis.tlb-kpi{padding:22px;border-radius:20px;color:#fff;box-shadow:0 16px 40px -10px rgba(15,23,42,0.18)}.tlb-hero__kpis.tlb-kpi:nth-child(1){background:linear-gradient(135deg,#3b82f6,#1e3a8a)}.tlb-hero__kpis.tlb-kpi:nth-child(2){background:linear-gradient(135deg,#10b981,#064e3b)}.tlb-hero__kpis.tlb-kpi:nth-child(3){background:linear-gradient(135deg,#f59e0b,#92400e)}.tlb-hero__kpis.tlb-kpi:nth-child(4){background:linear-gradient(135deg,#8b5cf6,#4c1d95)}.tlb-hero__kpis.tlb-kpi:nth-child(5){background:linear-gradient(135deg,#ec4899,#831843)}.tlb-toc{margin:28px 0;padding:22px 26px;background:linear-gradient(135deg,#ffffff,#f1f5f9);border:1px solid #e2e8f0;border-radius:18px;box-shadow:0 10px 30px -10px rgba(15,23,42,0.06)}.tlb-toc__title{font-weight:700;color:#1e40af;margin-bottom:12px;font-size:14px;text-transform:uppercase;letter-spacing:0.05em}.tlb-toc__pills{list-style:none;padding:0;margin:0;display:flex;flex-wrap:wrap;gap:8px}.tlb-toc__pills li{margin:0}.tlb-pill{display:inline-block;padding:8px 14px;background:#fff;color:#334155;border:1px solid #cbd5e1;border-radius:99px;font-size:13.5px;text-decoration:none;transition:all.25s;font-weight:500}.tlb-pill:hover{background:#1e40af;color:#fff;border-color:#1e40af;transform:translateY(-1px);box-shadow:0 6px 18px -4px rgba(30,64,175,0.35)}.tlb-section{margin:32px 0}.tlb-h3{font-size:20px;font-weight:700;color:#1e3a8a;margin:24px 0 10px 0;line-height:1.3}.tlb-cards-grid{display:grid;grid-template-columns:repeat(auto-fit,minmax(260px,1fr));gap:18px;margin:24px 0}.tlb-card{background:#fff;border-radius:18px;padding:22px;box-shadow:0 6px 24px -6px rgba(15,23,42,0.08);border-top:4px solid #2563eb;transition:transform.35s,box-shadow.35s}.tlb-card:hover{transform:translateY(-6px);box-shadow:0 24px 50px -10px rgba(15,23,42,0.18)}.tlb-card--accent{border-top-color:#dc2626;background:linear-gradient(135deg,#fef2f2,#fff)}.tlb-card__tag{display:inline-block;padding:5px 12px;border-radius:99px;font-size:11px;font-weight:600;text-transform:uppercase;letter-spacing:0.06em;margin-bottom:12px;background:#dbeafe;color:#1e3a8a}.tlb-card--accent.tlb-card__tag{background:#dc2626;color:#fff}.tlb-card__title{font-size:18px;font-weight:700;color:#1e3a8a;margin:0 0 10px 0;line-height:1.3}.tlb-card--accent.tlb-card__title{color:#991b1b}.tlb-card__list{margin:10px 0 0 0;padding-left:20px;list-style:disc;color:#334155;font-size:14px;line-height:1.6}.tlb-card__list li{margin:6px 0}.tlb-bullets{margin:12px 0;padding-left:22px;list-style:disc;color:#334155;font-size:15px;line-height:1.7}.tlb-bullets li{margin:8px 0}.tlb-ol{margin:12px 0;padding-left:24px;color:#334155;font-size:15px;line-height:1.7}.tlb-ol li{margin:8px 0}.tlb-callout{margin:24px 0;padding:20px 24px;background:linear-gradient(135deg,rgba(37,99,235,0.08),rgba(37,99,235,0.02));border-left:5px solid #2563eb;border-radius:14px;color:#334155}.tlb-callout__title{font-weight:700;color:#1e40af;margin-bottom:8px;font-size:14px;text-transform:uppercase;letter-spacing:0.05em}.tlb-figure{margin:24px 0;text-align:center}.tlb-figure__cap{margin-top:12px;font-size:13px;color:#64748b;font-style:italic}.tlb-svg{max-width:100%;height:auto;display:block;margin:0 auto;border-radius:14px}.tlb-table{width:100%;border-collapse:separate;border-spacing:0;background:#fff;margin:18px 0;font-size:14px;border-radius:12px;overflow:hidden;box-shadow:0 6px 20px -6px rgba(15,23,42,0.08)}.tlb-table thead th{background:linear-gradient(135deg,#1e3a8a,#3b82f6);color:#fff;padding:14px 16px;text-align:left;font-weight:600;font-size:12.5px;text-transform:uppercase;letter-spacing:0.04em}.tlb-table tbody td{padding:12px 16px;border-bottom:1px solid #f1f5f9;color:#334155}.tlb-table tbody tr:hover{background:#f8fafc}.tlb-faq{margin:18px 0}.tlb-faq__item{background:#fff;border-radius:14px;padding:18px 22px;margin:10px 0;box-shadow:0 4px 14px -4px rgba(15,23,42,0.06);border-left:4px solid #2563eb}.tlb-faq__item summary{font-weight:700;color:#1e3a8a;cursor:pointer;list-style:none;outline:none;font-size:16px;line-height:1.4}.tlb-faq__item summary::-webkit-details-marker{display:none}.tlb-faq__item summary:before{content:"+";display:inline-block;width:22px;color:#2563eb;font-weight:800;font-size:18px}.tlb-faq__item[open] summary:before{content:"−"}.tlb-faq__item[open]{background:#f7fbff;border-left-color:#1e40af}.tlb-faq__item p{margin:10px 0;color:#334155;font-size:15px;line-height:1.65}.tlb-related{display:grid;grid-template-columns:repeat(auto-fit,minmax(260px,1fr));gap:14px;margin:18px 0}.tlb-related__card{display:block;background:#fff;border:2px solid #e2e8f0;border-radius:14px;padding:16px 18px;text-decoration:none;color:#0f172a;transition:all.25s}.tlb-related__card:hover{border-color:#2563eb;transform:translateY(-3px);box-shadow:0 12px 28px -8px rgba(37,99,235,0.25)}.tlb-cta{margin:32px 0;padding:36px;background:linear-gradient(135deg,#dc2626 0%,#7f1d1d 100%);color:#fff;border-radius:24px;box-shadow:0 24px 60px -15px rgba(220,38,38,0.4)}.tlb-cta__inner{position:relative;z-index:1}.tlb-cta h2{color:#fff!important;border-left-color:#fff!important;font-size:24px!important;margin-top:0!important}.tlb-cta p{color:#fff;opacity:0.95;line-height:1.6;margin:10px 0}.tlb-cta__contacts{display:flex;gap:14px;flex-wrap:wrap;margin-top:18px;align-items:center}.tlb-cta__contacts a{color:#fff;text-decoration:none;font-weight:700;padding:12px 22px;background:rgba(255,255,255,0.15);border:1.5px solid rgba(255,255,255,0.35);border-radius:12px;transition:all.25s}.tlb-cta__contacts a:hover{background:#fff;color:#7f1d1d}.tlb-form{display:grid;gap:14px;margin-top:20px;padding:24px;background:rgba(255,255,255,0.1);border-radius:18px}.tlb-form__row{display:grid;grid-template-columns:1fr 1fr;gap:14px}.tlb-form__field input.tlb-form__field textarea.tlb-form__field select{width:100%;padding:11px 14px;border:none;border-radius:10px;font:inherit;font-size:14px;background:#fff;color:#0f172a;box-sizing:border-box}.tlb-form__field label{display:block;font-size:12px;color:#fff;font-weight:600;margin-bottom:4px;text-transform:uppercase;letter-spacing:0.04em}.tlb-form__btn{padding:13px 22px;background:#fff;color:#7f1d1d;border:none;border-radius:12px;font-weight:700;font-size:15px;cursor:pointer;transition:transform.25s,box-shadow.25s}.tlb-form__btn:hover{transform:translateY(-2px);box-shadow:0 16px 36px -8px rgba(255,255,255,0.3)}.tlb-form__note{font-size:11.5px;color:#fff;opacity:0.85;line-height:1.4;margin-top:8px} @media(max-width:768px){.tlb-hero{padding:18px}.tlb-hero__title{font-size:22px}.tlb-hero__lead{font-size:15px}.tlb-kpi__num{font-size:22px}.tlb-form__row{grid-template-columns:1fr}.tlb-cta__contacts{flex-direction:column;align-items:stretch}.tlb-cta__contacts a{text-align:center}.tlb-pill{font-size:12.5px;padding:7px 12px} }

Промышленный майнинг Это уже не «компьютер в гараже», а полноценный энергетический объект на 0,5–100+ МВт, в котором один ASIC отдаёт 3–15 кВт тепла, а общая нагрузка на здание сравнима с компактным дата-центром. На подобных мощностях воздушный способ охлаждения упирается в предел физики: огромные вентиляторы, уровень шума 80–95 дБ, пыль, перегрев чипов и PUE в диапазоне 1,4–1,7. Жидкостное охлаждение — иммерсионное (ASIC погружён в диэлектрическую жидкость) либо DLC (direct liquid cooling, вода подаётся прямо на чип) — эти рамки снимает: PUE снижается до 1,05–1,15, плотность мощности на стойку вырастает в 3–5 раз, шум пропадает, а 60–80 % тепла удаётся направить на обогрев ангаров, теплиц или ГВС посёлков. В материале рассматриваем оба варианта, схемы 2-контурных систем, оснащение (теплообменники, насосы, баки), типовые расчёты для ферм 1–10 МВт, действующие площадки, а также экономику CAPEX/OPEX и 6 распространённых ошибок проектирования.

Промышленное охлаждение · майнинг-фермы · 0,5–100 МВт

Охлаждение майнинг-ферм водой: иммерсионные ванны, DLC, теплообменное оборудование и 2-контурные схемы

Практический гид для оператора фермы, проектировщика ЦОД и майнинг-стартапа: как перейти с воздуха на жидкость, какие аппараты теплообмена для охлаждения монтируется между внутренним и наружным контуром; в чём разница между иммерсионной ванной и DLC-пластинами; какова цена инфраструктуры и когда окупится отбор тепла.

3–15 кВт
сколько тепла даёт один ASIC (S19 Pro+ … S21 Hyd)
30–50%
снижение OPEX по электроэнергии на охлаждение
2 типа
погружное охлаждение (immersion cooling) и прямое водяное (DLC)
PUE 1,05–1,15
стандартные показатели для майнинг-ферм с жидкостным контуром
до 90%
использование тепла для вторичных потребностей

В чём преимущество жидкостного охлаждения перед воздушным в майнинге

Чип Bitmain Antminer S19 XP под обычной нагрузкой выдаёт примерно 3,0–3,2 кВт тепла; S21 — уже 3,5–4,5 кВт; гидромодификации (S19 Hyd / S21 Hyd) и иммерсионные варианты — 5–15 кВт на корпус. Если в ангаре размещено 500–10 000 таких корпусов, общее тепловыделение достигает десятков мегаватт. Отвести такую мощность воздухом технически возможно, однако потребуются сотни промышленных вентиляторов, постоянное поступление пыли, шум на границе санитарных норм и предел плотности около ~20 кВт/стойку. Жидкость устраняет все четыре ограничения одновременно.

Теплоёмкость воды примерно в 3 500 раз выше, чем воздуха при равных объёмах. Значит, чтобы отвести ту же мощность, воды нужно прокачивать в десятки раз меньше — причём тихим насосом, а не вентилятором. Чип, погружённый в диэлектрик или охлаждаемый DLC-пластиной, держит 55–65 °C вместо 80–95 °C на воздухе, что увеличивает ресурс ASIC на 30–50 % и уменьшает падение hashrate. Как устроена теплопередача в системе, детально описано в статье «как работает теплообменник» — он един для майнинга, ЦОД и заводской охлаждающей воды.

PUE: главный показатель энергоэффективности

PUE (Power Usage Effectiveness) — это соотношение всей потребляемой мощности объекта и полезной (вычислительной). Воздушный вариант: 1,4–1,7. DLC: 1,08–1,15. Иммерсионное: 1,03–1,10. Для фермы на 10 МВт смена PUE с 1,5 на 1,1 высвобождает 4 МВт паразитной нагрузки — это $3–5 млн ежегодно при тарифе 4–5 ₸/кВт·ч.

  • Тишина. Иммерсионная ванна создаёт шум 35–45 дБ, тогда как воздушные ряды — 85–95 дБ; поэтому ферму допустимо размещать рядом с жилым посёлком.
  • Нет пыли. ASIC с воздушным охлаждением изнашиваются из-за пыли за 18–30 месяцев; в масле они работают 5–7 лет без очистки.
  • Плотность. Для DLC — до 200 кВт на стойку, для иммерсионных ванн — до 250 кВт/м³.
  • Утилизация тепла. Вода с температурой 35–45 °C уже пригодна как теплоноситель для тёплого пола, теплиц, рыбоводства, ГВС.
  • Стабильный hashrate. Даже при летних +30 °C на улице чип не снижает частоту из-за перегрева.

Тем, кто лишь выбирает оборудование, советуем начать с изучения выбором теплообменника и теплообменников для жидкостных систем — это основа, на которой базируется любая схема с 2 контурами.

Две основные разновидности: immersion cooling и direct liquid cooling

В промышленном майнинге используют два принципиально разных метода. Первый — иммерсионное охлаждение (immersion cooling), то есть полное погружение ASIC в диэлектрик. Второй — DLC, direct liquid cooling — вода (либо водогликолевая смесь) идёт по трубкам к особым пластинам, закреплённым на чипах. Оба метода предполагают схему с 2 контурами и промежуточный теплообменник.

Immersion · 1-фазный

Погружная ванна на минеральном масле либо синтетическом диэлектрике

ASIC находятся в открытой ёмкости с минеральным маслом, биоразлагаемым диэлектриком (Shell S5 X, BiXBiT Coolant) или синтетическим составом. Жидкость не закипает — тепло отводится циркуляцией и передаётся на пластинчатый теплообменник.

  • Температура рабочей жидкости 35–55 °C
  • Циркуляция: 30–60 л/мин на 1 ванну (10–30 ASIC)
  • Изготовители ванн: BiXBiT, Submer, Asperitas, GRC Liquid Cooling
  • CAPEX: 5–9 млн ₸/МВт «под ключ» вместе с диэлектриком
Immersion · 2-фазный

Двухфазное погружение (3M Novec 7100 / FC-3284)

Чип локально доводит жидкость до кипения, а пары собираются на охлаждающем змеевике в верхней зоне герметичного бака. Это наиболее эффективный отвод тепла (плотность до 250 кВт/м³), однако хладагент дорог (3M покинул рынок в 2025 г.) и герметизация сложна.

  • Точка кипения 49–61 °C
  • Ёмкость герметична, конденсатор расположен сверху
  • CAPEX: 109 200 000–163 800 000 ₸/МВт
  • Окупаемость 12–24 месяца возможна лишь при тарифе менее 4 ₸/кВт·ч
DLC · вода на чип

Direct Liquid Cooling (DLC) — Antminer S19/S21 Hyd

Bitmain и Whatsminer предлагают «гидро»-модификации: ASIC со встроенным водоблоком, куда подсоединяются гибкие шланги. Внутренний контур заполнен деионизованной водой или 30 % пропиленгликолем, температура 30–50 °C. Такой вариант — наиболее простой апгрейд для уже работающей фермы.

Hybrid

Гибридные решения: DLC плюс воздушный rear-door

Для смешанного парка (S19 + S21 Hyd) используют гибрид: 70 % тепла отводит DLC, 30 % — задняя дверь стойки с водяным радиатором. Тот же контур, те же паяные теплообменники на разделении контуров.

  • Требуется меньше переделок инфраструктуры
  • PUE 1,15–1,25
  • Удобно для поэтапного обновления
Схема 1. Стандартная система охлаждения промышленной майнинг-фермы с 2 контурами: внутренний контур (масло / вода-гликоль) → теплообменник РИДАН / Alfa Laval → внешний контур (вода) → драй-кулер либо градирня.

Оснащение контура охлаждения: из чего состоит комплект

Майнинг-ферма на водяном охлаждении — инженерное сооружение, где теплообменник только один из компонентов. Полный набор для внутреннего и наружного контура состоит из 7–9 групп оборудования. Рассмотрим каждую далее.

Погружная ванна либо DLC-манифолд

Бак из нержавеющей стали или композита (BiXBiT, Submer SmartPodX, Asperitas) объёмом 200–800 л на 10–30 ASIC. Для DLC — распределительный манифолд с быстроразъёмными соединениями на стойку.

Промежуточный теплообменный аппарат

Ключевой узел системы. В большинстве случаев разборный пластинчатый теплообменник РИДАН НН-150/250/400, Alfa Laval M15/M30, Sondex S62/S87, Funke FP. Для небольших ферм (до 500 кВт) — паяные пластинчатые ТО, серия SWEP B. Для крупных объектов или агрессивных сред — кожухотрубные ТТАИ, ТИЖ.

Циркуляционные насосы

Внутренний контур — насосы с частотным регулированием (Wilo Stratos, Grundfos TPE) с расходом 30–800 м³/ч. Внешний контур — производительные сетевые насосы, рассчитанные на температуру до 80 °C. Резервирование N+1 обязательно.

Расширительные баки

Мембранные расширительные баки 100–2 000 л на каждый контур: они компенсируют тепловое расширение жидкости, предотвращают гидроудар и поддерживают подпор 1,5–3,0 бар.

Фильтры и сепараторы

Магнитно-механические фильтры устанавливают на обратной линии, ячейка 100–500 мкм. Воздухоотделитель необходим — пузырьки в DLC-водоблоке вызывают локальный перегрев чипа за 30 секунд.

КИП и автоматика

Температурные датчики на входе/выходе теплообменника, датчики давления (в двух точках), электромагнитные расходомеры, система контроля PUE. Интеграция с BMS / SCADA по Modbus RTU, OPC UA.

Драй-кулер или градирня

В условиях холодного климата 9 месяцев в году достаточно драй-кулера (Güntner, Kelvion GFD, Frigel). В летний период (+30 °C) подключают адиабатический модуль или градирню. На юге нужны градирня плюс резервный чиллер.

Тепловой пункт для утилизации тепла

Когда тепло применяется для отопления, нужен отдельный модуль ИТП: смесительный узел, регулирующая арматура, ещё один теплообменник. О принципах ИТП — статья «как устроен и работает тепловой пункт».

Все теплообменники для майнинга обязаны иметь сертификацию по ТР ТС 010/2011 и СТ РК, а также EN 13445 или ASME Section VIII (для импортного оборудования). На рынок Казахстана РИДАН (бывший Danfoss-Россия), ЭТРА, ТТАИ, ТИЖ, КС поставляют оборудование с местной сервисной поддержкой и сроком производства 4–8 недель против 14–20 недель для импортных аналогов.

Схема 2. Характерные тепловые нагрузки разных ASIC и иммерсионных систем (кВт на корпус). Чем больше плотность мощности, тем важнее переход на жидкостное охлаждение.

Стандартная схема с 2 контурами: внутренний + внешний + теплообменник

Для иммерсионных и DLC-систем применяется одна и та же базовая схема: ASIC нагревает рабочую жидкость внутреннего контура → насос прокачивает её через промежуточный теплообменник → во вторичном контуре циркулирует оборотная вода (либо 30 % гликоль), отводящая тепло в драй-кулер, градирню или ИТП утилизации. Разделение контуров принципиально важно по трём причинам.

  1. Защита от утечек. Внутренний контур содержит дорогостоящий диэлектрик (300–600 ₸/л) либо деионизованную воду. Если бы его напрямую подсоединили к открытой градирне, это вызвало бы смешивание и утрату свойств.
  2. Разница давлений. В ванне давление составляет 1,2–1,5 бар, тогда как во внешнем контуре достигает 4–6 бар. Теплообменник обеспечивает механическое разделение.
  3. Сепарация загрязнений. В наружной воде постоянно присутствуют соли, ил и биологические обрастания — всё это задерживается на стороне теплообменника и не попадает в чувствительные DLC-водоблоки.

100 % тепловой нагрузки фермы ложится на пограничный теплообменник. Поэтому его подбирают с запасом 10–15 % и обязательно резервируют по схеме N+1 (два параллельных аппарата плюс байпас) или 2×100 % (полное дублирование) — особенно для ферм мощностью свыше 5 МВт. Детальный материал по подсоединению теплообменника описывает обвязку, фланцы и запорную арматуру.

Оптимальные температурные параметры для стандартной майнинг-фермы:

Параметр Внутренний контур (погружной / DLC) Наружный контур (вода / гликоль)
Температура на входе ASIC / выходе градирни 30–35 °C 25–30 °C
Температура на выходе ASIC / входе градирни 40–50 °C 35–45 °C
ΔT 10–15 °C 8–12 °C
Давление 1,2–2,5 бар 3,0–6,0 бар
Рабочая жидкость минеральное масло / Novec 7100 / FC-3284 / ПЭГ-вода вода либо 30 % раствор пропиленгликоля
Материал пластин ТО AISI 316L / 1.4404 AISI 316L / SMO 254 (морское исполнение)

В регионах, где возможны морозы до −55 °C (Карагандинская обл.), наружный контур всегда заполняется 30–40 % пропиленгликолем. Этиленгликоль не используется из-за экологических норм. О теплоносителях для систем у нас есть отдельная статья.

Как рассчитать теплообменник для майнинг-фермы мощностью 10 МВт

Рассмотрим стандартный проект: ферма из 100 стоек по 100 кВт = 10 МВт полезной мощности. Определяем требования к промежуточному теплообменнику.

Исходные данные
  • Q = 10 000 кВт (тепловая мощность фермы)
  • Первый контур: на входе 30 °C, на выходе 45 °C → ΔT₁ = 15 °C
  • Наружный контур: вход 25 °C, выход 38 °C → ΔT₂ = 13 °C
  • Среднелогарифмический температурный напор LMTD ≈ 6 °C
  • Запас по площади: +15 %

Расход в первом контуре G₁ = Q / (c · ΔT₁) = 10 000 / (4,18 · 15) ≈ 159 м³/ч. В наружном G₂ = 10 000 / (4,18 · 13) ≈ 184 м³/ч. Это важно при выборе насосов: мощность каждого 2 × 30–55 кВт.

При коэффициенте теплопередачи k = 6 500 Вт/(м²·К), характерном для системы вода/вода в пластинчатых теплообменниках:

Площадь A = Q / (k · LMTD) = 10 000 000 / (6 500 · 6) ≈ 256 м² площади теплопередачи. С учетом 15 % запаса — ~295 м².

Это соответствует типоразмерам разборных пластинчатых теплообменников среднего класса:

  • РИДАН НН-250 — до 350 м², пластины из AISI 316L толщиной 0,5 мм, рамы на 16 бар. Серийная позиция, срок поставки со склада 4–6 недель.
  • КС-1500 (с красным с упором на сервисную поддержку) — линейка создана специально для промышленных нагрузок 5–15 МВт, разборная, есть модификация для агрессивных сред.
  • Alfa Laval M30-BFG — премиальный сегмент, площадь до 415 м², уплотнения EPDM до 110 °C.
  • Kelvion (GEA) NT350M — европейская альтернатива с короткими сроками поставки при наличии на складе РК.
  • ТТАИ К-2000 — российский разборный теплообменник для работы с высокой жёсткостью воды, замена импортных аналогов.

Для ферм мощностью менее 500 кВт (например, локальные иммерсионные ванны на 100 ASIC) выбирают паяные ТО SWEP B25/B45 или РИДАН EPB-32. Они обходятся в 3–4 раза дешевле, но не подлежат разборке и механической чистке — важно понимать достоинства и недостатки медной пайки перед выбором.

Полный алгоритм тепловой проверки изложен в статьях «расчет тепловой нагрузки теплообменника», «выбор и расчет теплообменного оборудования» и «какие исходные данные нужны для расчета теплообменника».

Реальные площадки: 4 характерных региона размещения ферм в Казахстане

Большая часть промышленного майнинга в Казахстане сосредоточена рядом с недорогой генерацией — в основном у ГЭС. Климат в этих местах экстремальный, что и определяет схему охлаждения.

Иркутская область

Бухтарминская ГЭС, Усть-Каменогорская ГЭС, Шульбинская ГЭС

Исторический центр казахстанского майнинга. Тариф 2,5–4 ₸/кВт·ч, климат от −40 до +30 °C. В течение 6 зимних месяцев достаточно драй-кулера на free-cooling, летом требуется адиабатический модуль или градирня.

  • PUE годовой: 1,08–1,12
  • Особенность: жёсткая вода Иртыша — кожухотрубный теплообменник на сырой воде
  • Обычный размер фермы: 5–50 МВт
Магаданская область

Усть-Среднеканская ГЭС

Недорогая электроэнергия (3,0–3,5 ₸/кВт·ч), резко континентальный климат с морозами до −55 °C. Free-cooling возможен 10 месяцев в году, однако есть риск замерзания наружного контура — обязательно использование 40 % пропиленгликоля.

  • В зимний период драй-кулеры защищают от обмерзания с помощью форсунок
  • Необходима антиаварийная байпасная логика при −50 °C
  • Использование тепла для отопления вахтового поселка — окупаемость 8–14 месяцев
Красноярский край

Шульбинская ГЭС, Капчагайская ГЭС

Изолированные энергоузлы (например, в Карагандинской области). Тариф низкий, но логистика дорогая — оборудование доставляют зимой раз в год. Это требует повышенной надежности: 100 % резервирование теплообменников и насосов.

  • Только драй-кулеры (вечная мерзлота, отсутствие открытой воды)
  • ТО с запасом 25 %
  • Сервисный комплект ЗИП на 2 года вперед
Республика Саха

ГРЭС, Вилюйская ГЭС-1/2

Наиболее суровые климатические условия (−60 °C). Иммерсионное охлаждение здесь особенно эффективно, так как free-cooling доступен практически круглый год — теплообменник функционирует в режиме «вода-воздух» через мощный драй-кулер.

  • Идеальное место для утилизации тепла — отопление в течение 9 месяцев в году
  • Обязателен расширительный бак с подогревом 5 кВт
  • Внутренний контур никогда не выносится за пределы ангара (риск кристаллизации диэлектрика)

Для южных регионов (например, Туркестанская область, Шымкент) ситуация противоположная: летняя температура +40 °C требует обязательной градирни с подпиткой и резервного чиллера на пиковые нагрузки. Здесь обычный выбор — теплообменные аппараты из нержавеющей стали AISI 316L для защиты от солевых отложений из подпиточной воды.

Схема 3. Этапы жизненного цикла проекта майнинг-фермы с водяным охлаждением: от технического задания до выхода на проектную мощность хеширования.

Экономика: CAPEX, OPEX и рекуперация тепла

Чтобы оценить экономическую эффективность перехода с воздушного на водяное охлаждение, возьмем типовую ферму мощностью 10 МВт.

Статья CAPEX Воздух, ₸/МВт DLC, ₸/МВт Иммерсия 1ph, ₸/МВт
Стойки / ванны 0,8 млн 1,8 млн 3,5 млн
Теплообменник + резерв — 1,2 млн 1,4 млн
Насосы, баки, фильтры 0,3 млн 1,0 млн 1,3 млн
Драй-кулер / градирня 1,8 млн 1,5 млн 1,4 млн
Кулант / диэлектрик — 0,2 млн 1,8 млн
Автоматика, КИП, БМС 0,4 млн 0,8 млн 1,0 млн
ИТОГО CAPEX 3,3 млн 6,5 млн 10,4 млн

OPEX, наоборот, у водяного охлаждения существенно ниже: на охлаждение уходит не 35–45 % полезной мощности, а 6–12 %. При тарифе 4 ₸/кВт·ч и работе 8 760 часов в год экономия для фермы 10 МВт достигает 90–140 млн ₸/год. Срок окупаемости разницы в CAPEX по сравнению с воздухом — 6–18 месяцев зависит от климата и тарифа.

Модель «50/50»: утилизация тепла

Ферма на 10 МВт производит 8 600 Гкал/год доступной тепловой энергии. По схеме «50/50» половина отводится в драй-кулер, половина — на полезное использование:

  • Обогрев ангаров и офисных помещений площадки. При −40 °C ферма полностью обеспечивает теплопотребление площади до 50 000 м². Экономия на газовом котле составляет 8–12 млн ₸/год.
  • Тепличный комплекс. 1 МВт сбросного тепла фермы позволяет отапливать 0,8–1,2 га круглогодичной теплицы. Окупаемость теплицы 2–3 года, маржинальность по овощам 25–40 %.
  • ГВС посёлка. Сотрудничество с местными властями — горячее водоснабжение вместо угольной котельной. Социальный эффект плюс субсидия.
  • Рыбоводство и аквакультура. Теплая вода 25–28 °C идеально подходит для тиляпии, осетровых и форели в зимний период.
  • Сушка пиломатериала. Сушильные камеры на сбросном тепле — типичное решение в северных регионах Казахстана.

Если 50 % тепла реализуется по цене хотя бы 800 ₸/Гкал, ферма получает дополнительные 3,4 млн ₸/год с каждого МВт — таким образом, весь CAPEX утилизации (один тепловой насос плюс ИТП) окупается за 12–24 месяца.

Более подробно о ценах на сами аппараты — в статье «цена пластинчатого теплообменника». Для понимания, чем теплообменники промышленного назначения имеют отличия от бытовых — это отдельная тема.

6 распространенных ошибок при проектировании и пусконаладке

При монтаже и эксплуатации майнинг-ферм с водяным охлаждением часто допускаются одинаковые ошибки. Большинство из них проявляются в первый летний сезон или при увеличении плотности нагрузки.

  1. Нет резервного контура. Один теплообменник на 10 МВт — это потеря всей фермы при чистке или аварии. Стандарт — два ТО по 100 % или N+1 с автоматическим перекидным клапаном. Простой 4 часа = ~$200 000 потерянного hashrate.
  2. Желание сэкономить на сплаве пластин, когда вода солёная либо жёсткая. При подпитке из скважин с хлоридами AISI 304 обычно выходит из строя: питтинговая коррозия проявляется уже через 6–8 месяцев. В качестве минимума берут 316L, а для морской либо солёной воды — SMO 254 или титан. Про материал пластин детально рассказано в публикации «теплообменник пластинчатого типа».
  3. Отсутствие тонкой очистки на входе в теплообменник. Если не поставить сетчатый и магнитный фильтр на 100 мкм, окалина и ил забивают пластины уже за 3–6 месяцев. Теплопередача проседает до 30 %, аппарат приходится часто разбирать и промывать, появляются течи по уплотнениям.
  4. Ошибка в climate-rejection под летнюю пиковую нагрузку. Драй-кулер подобран по средней температуре, а не по +35 °C летнего пика → ферма уходит в throttling 2 раза в день в июле-августе. Правило: подбор по T₁ %, percentile 99,6 ASHRAE для данного региона.
  5. Использование меди там, где контур контактирует с аммиаком либо аминами. Когда внешний контур проложен вместе с системой отопления, где применяется аммиачная обработка, паяные медные ТО выходят из строя за 10–12 месяцев. В такой среде необходим полностью никелевый припой либо нержавеющая сталь.
  6. Нет КИП и системы мониторинга. Если нет датчиков температуры и расхода, не получится рассчитать PUE, найти участок деградации пластин и спланировать обслуживание. Базовый комплект: температура в 4 точках ТО, давление в 2 точках, расход по каждому контуру и выгрузка данных в Zabbix/Grafana.

Удержать PUE и уменьшить риск простоя помогает только превентивное обслуживание. На фермах мощностью более 5 МВт советуют раз в квартал инструментально проверять ТО (тепловизор, опрессовка), ежегодно вскрывать один из аппаратов и менять уплотнения каждые 4–5 лет.

FAQ: 10 вопросов о водяном охлаждении майнинг-ферм

Реально ли перевести уже работающую ферму с воздушного охлаждения на водяное, не меняя ASIC?

Частично. Для S19/S21 Hyd достаточно собрать контур и подключить теплообменник — это готовое DLC-решение. Обычные воздушные S19 тоже переносят в иммерсию, но нужна доработка: демонтировать вентиляторы, обновить термопасту, раскрыть платы. Производительность прибавит 10–25 %, а ресурс — 30–50 %.

Что безопаснее использовать для иммерсионного охлаждения — минеральное масло или синтетическую жидкость?

Синтетические диэлектрики (Shell S5 X, BiXBiT, Submer SmartCoolant) стоят в 2–3 раза дороже, зато не стареют, не пахнут, биоразлагаемы и не поддерживают горение. Минеральное масло — экономный выбор для проектов на 2–3 года, однако нужна фильтрация раз в 6 мес и пожаробезопасная обвязка.

Можно ли ставить паяный теплообменник на майнинг-ферму мощностью 1 МВт?

Да, если вода деионизованная и чистая либо используется гликоль. SWEP B45, РИДАН EPB-32 и Funke FP-31 стабильно работают с 800–1 200 кВт. При загрязнённой среде или планах расширения лучше сразу брать разборную модель. Сравнение приведено в материале «теплообменник пластинчатого типа с пайкой медью».

Что предпочтительнее в холодном климате — драй-кулер или градирня?

Драй-кулер 9–10 месяцев в году использует free-cooling: без затрат воды и опасности замерзания. В летний период к нему добавляют адиабатический модуль. Градирня оправдана лишь при суммарной нагрузке более 20 МВт, когда драй-кулер перестаёт быть выгодным.

Какой показатель PUE можно считать хорошим для майнинг-фермы?

Воздух: 1,4–1,7. DLC: 1,10–1,18. Иммерсия 1-фазная: 1,05–1,12. Иммерсия 2-фазная: 1,03–1,08. Каждые 0,1 PUE на ферме 10 МВт — это ≈318 500 000 ₸/год при тарифе 28 ₸/кВт·ч.

Реально ли задействовать тепло от майнинг-фермы для отопления небольшого посёлка?

Да. Отработанная вода с температурой 40–50 °C проходит через дополнительный ТО и тепловой насос, нагреваясь до 65–75 °C — обычной температуры для систем отопления. Схема обвязки описана в статье «теплообменный аппарат для частного дома». В тепличных комплексах такое тепло можно использовать напрямую, без теплового насоса.

Какой резерв по площади теплопередачи стоит предусматривать?

Пластинчатый ТО — 10–15 %, кожухотрубный — 15–20 %. Этот резерв покрывает загрязнение поверхности (fouling factor) и сезонные перепады. Если загрузка фермы непредсказуема (Litecoin/Kaspa), запас повышают до 20–25 %.

Во сколько обходится пусконаладка теплообменника на ферме?

Для аппарата 1 000–3 000 кВт инженерные работы составят 80–150 тыс. ₸. Для крупного промышленного ТО 10 МВт — 400–700 тыс. ₸ вместе с обвязкой, балансировкой контуров и запуском автоматики. Опрессовку контура проводить обязательно при давлении 1,5 P-раб.

Какие отличия в обслуживании у иммерсионной фермы по сравнению с обычной?

Пыли меньше, шума меньше, отказов ASIC тоже. Зато появляется регулярная фильтрация диэлектрика (раз в 6–12 мес), проверка свойств жидкости (вязкость, диэлектрическая проницаемость) и контроль герметичности ванн. Зато радиаторы воздушных ASIC не нужно промывать каждый квартал.

Допустимо ли объединить ферму с тепловым насосом, чтобы поднять температуру тепла?

Да, это стандартный способ утилизации тепла в отопление. Вода на входе теплового насоса 40–45 °C, на выходе 65–80 °C, COP при таком ΔT остаётся в диапазоне 4,5–6,0. То есть 1 кВт электроэнергии для насоса даёт 4–6 кВт тепла с более высокой температурой. Больше информации — в каталоге тепловых насосов.

Расчёт бесплатно за 30–60 мин

Инженеры ТПЛ-Сервис выполнят расчёт системы охлаждения

Подберём пластинчатые, паяные или кожухотрубныеАппараты ТО на нагрузку 0,5–50 МВт. Схема с 2 контурами, КИП, обвязка. Сертификация по ТР ТС 010/2011. Коммерческое предложение подготовим за 1 рабочий день.

Звонок и расчёт бесплатны. Работаем пн-пт 8:00-21:00 по времени Астаны. Есть возможность работы по 44-ФЗ и 223-ФЗ.

t-decoration:none;font-size:16px;display:inline-block;box-shadow:0 12px 28px -8px rgba(0,0,0,0.25)">


Загрузка комментариев...
0
0
0
Корзина