Wie kühlen Sie Ihr Mining-Rig? Welche Kühllösungen sind die besten?

Kühlungsgrundlagen für ASIC- und GPU-Mining-Rigs

1. Die Wärmeerzeugung ist bei Kryptowährungs-Mining-Hardware inhärent, insbesondere bei anhaltender Rechenlast. ASICs wie die Bitmain Antminer S19-Serie erzeugen unter Volllast eine Wärmeleistung von über 3200 W, während High-End-GPU-Rigs mit sechs RTX 4090-Karten eine Gesamtleistungsaufnahme von über 2500 W erreichen können, was sich direkt in Wärme niederschlägt.

2. Die Umgebungstemperatur spielt eine entscheidende Rolle für die Kühleffizienz. Bei einem Gerät, das in einer Umgebung mit 35 °C betrieben wird, sind deutlich höhere Sperrschichttemperaturen zu spüren als bei einem Gerät in einem Raum mit 22 °C, wodurch selbst bei ausreichender Luftzirkulation häufig die Schwellenwerte für die thermische Drosselung überschritten werden.

3. Staubansammlungen auf Kühlkörpern und Lüfterflügeln beeinträchtigen die Wärmeübertragung innerhalb von drei Monaten ohne Wartung um bis zu 40 %. Für eine dauerhafte Leistung ist eine regelmäßige Reinigung mit Druckluft bei 60 PSI oder höher unerlässlich.

4. Nach 12–18 Monaten Dauerbetrieb kommt es zu einer Verschlechterung des thermischen Schnittstellenmaterials. Werksseitig aufgetragene Paste trocknet aus und bildet Mikrospalten, die die Leitung behindern. Durch erneutes Auftragen mit hochviskosen TIMs auf Metallbasis wird der grundlegende Wärmewiderstand wiederhergestellt.

5. Die Luftstromrichtung muss einem unidirektionalen Weg folgen: Kühllufteinlass durch bodenebene oder an der Vorderseite angebrachte Lüftungsschlitze, beheizter Luftauslass nach oben oder hinten gerichtet. Durch umgekehrte oder turbulente Strömung entstehen örtlich begrenzte heiße Zonen innerhalb von Gehäusen.

Aktive Luftkühlungskonfigurationen

1. Lüfter mit hohem statischen Druck und einer Nennleistung von über 4,5 mmH₂O sind für dichte GPU-Stacks obligatorisch. Standard-Gehäuselüftern fehlt ausreichend Schub, um Luft durch dicht gepackte PCIe-Steckplätze und Kühlrippen zu bewegen.

2. Die Lüfterkurven müssen über das BIOS oder die Controller-Firmware – nicht nur über die Drehzahleinstellungen – abgestimmt werden, um den thermischen Lastprofilen zu entsprechen. Ein linearer Anstieg von 30 % auf 100 % über 45 °C bis 85 °C verhindert abrupte Geräuschspitzen und sorgt für eine laminare Strömung.

3. Kanalisierte Ansaugsysteme mit starren PVC- oder Aluminiumabdeckungen reduzieren Turbulenzen um 70 % im Vergleich zu Aufbauten mit offenem Rahmen. Durch das Abdichten aller Lücken zwischen Kanal und Lüfterrahmen wird ein Bypass-Luftstrom verhindert.

4. Push-Pull-Konfigurationen mit zwei Lüftern auf großen Kühlkörpern liefern 18–22 % besseres Delta-T als Konfigurationen mit einem Lüfter, allerdings nur, wenn Lüftermodelle und Drehzahlen identisch sind – nicht übereinstimmende Einheiten verursachen harmonische Vibrationen und akustische Resonanz.

5. EC-Motoren in Industriequalität mit Schutzart IP55 halten dem Dauerbetrieb rund um die Uhr besser stand als Verbraucher-BLDC-Lüfter und weisen nach 10.000 Stunden eine Drehzahlabweichung von weniger als 3 % auf.

Implementierungsstrategien für Flüssigkeitskühlung

1. Eintauchsysteme mit geschlossenem Kreislauf, die einphasige dielektrische Flüssigkeiten wie 3M Novec 7100 verwenden, ermöglichen das direkte Eintauchen ganzer Motherboards und GPUs ohne Modifikation. Der Siedepunkt bei 100 °C beseitigt Bedenken hinsichtlich der Verdunstung unter Umgebungsbedingungen.

2. Kundenspezifische Wasserkreisläufe erfordern vernickelte Kupferblöcke für ASICs, da bei der Kombination von Aluminiumkühlkörpern mit Kupferrohren die Gefahr galvanischer Korrosion besteht. Das Mischen von Metallen ohne dielektrische Isolierung beschleunigt den elektrolytischen Abbau.

3. Die Größe des Kühlers muss eine äquivalente Oberfläche von 480 mm pro 1000 W Verlustleistung überschreiten. Unterdimensionierte Kühler erzwingen eine Übersteuerung der Pumpe und erhöhen die Kühlmitteltemperatur über die sicheren Grenzwerte der ASIC-Verbindung hinaus.

4. Biozidzusätze sind in Glykol-Wasser-Mischungen unerlässlich, um die Bildung von Biofilmen in Stauseen zu verhindern. Unkontrolliertes mikrobielles Wachstum verstopft Mikrokanäle in Kühlplatten innerhalb von 90 Tagen.

5. Leckerkennungssensoren, die unter kritischen Komponenten angebracht sind, lösen bei Feuchtigkeitskontakt eine sofortige Abschaltung aus – mechanische Schwimmerschalter reagieren in Bergbauumgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit schneller als kapazitive Leiterplattenleiterbahnen.

Maßnahmen zur Lärm- und Vibrationskontrolle

1. Gummitüllen mit Härtewerten zwischen 40 A und 50 A absorbieren mehr als 85 % der vom Lüfter verursachten Gehäuseresonanz, ohne die strukturelle Steifigkeit zu beeinträchtigen.

2. Durch die direkte Montage von Lüftern an Kühlkörpern statt an Gehäuserahmen wird die Übertragung mechanischer Oberschwingungen in die umliegende Infrastruktur reduziert – besonders kritisch in Wohngebäuden oder Einrichtungen mit mehreren Mietern.

3. Akustische Dämpfungsplatten aus Melaminschaum (nicht Glasfaser) senken Breitbandgeräusche um 12–15 dB(A), ohne Wärme hinter undurchlässigen Barrieren einzufangen.

4. Antriebe mit variabler Frequenz an Industriegebläsen eliminieren das 60-Hz-Brummen und das damit verbundene Transformatorheulen, das bei AC-Motorkonfigurationen mit fester Drehzahl häufig vorkommt.

5. Isolationshalterungen für ganze Bergbau-Racks entkoppeln Vibrationen von Betonböden und verhindern so Mitschwingungen in angrenzenden HVAC-Leitungen.

Häufig gestellte Fragen

F: Kann ich Kfz-Frostschutzmittel in einem maßgeschneiderten Wasserkreislauf verwenden? Nein. Ethylenglykolformulierungen enthalten Silikate und Phosphate, die die Nickelbeschichtung angreifen und in den Mikrokanal-Kühlplatten leitfähigen Schlamm bilden.

F: Verringern Staubfilter die Kühleffizienz? Ja. Standard-Nylonnetzfilter verursachen einen statischen Druckabfall von 12–18 %. Elektrostatisch geladene Polyesterfilter sorgen für einen Luftstrom von >92 % und fangen gleichzeitig 99,3 % der Partikel über 10 Mikrometer ein.

F: Ist es sicher, Mining-GPUs mit Flüssigkeitskühlung zu übertakten? Übertakten erhöht die Leistungsdichte exponentiell. Selbst bei Kühlung unterhalb der Umgebungstemperatur übersteigen die VRAM-Sperrschichttemperaturen innerhalb von Minuten 110 °C, wodurch die Garantie ungültig wird und die Alterung des Kondensators beschleunigt wird.

F: Wie oft sollte die Leitfähigkeit der Immersionsflüssigkeit getestet werden? Die Leitfähigkeit muss monatlich mit einem kalibrierten Handmessgerät gemessen werden. Der zulässige Bereich liegt bei <0,5 µS/cm. Werte über 1,2 µS/cm deuten auf einen Flüssigkeitszusammenbruch und ein drohendes Kurzschlussrisiko hin.