Immersion Cooling bedeutet Tauchkühlung: Elektronik steht in direktem Kontakt mit einer geeigneten dielektrischen, also elektrisch isolierenden Flüssigkeit. Diese nimmt Wärme auf und gibt sie weiter. Das ändert die Kühlung beim Bitcoin-Mining, nicht das Mining-Verfahren. Ein Tank allein kann Wärme nicht unbegrenzt abführen.
Entscheidend sind die ausgewählte Flüssigkeit und Geräte, die für ihren Einsatz ausgelegt sind. Ein Dielektrikum soll unter festgelegten Bedingungen elektrisch isolieren und ermöglicht so den direkten Kontakt. Hydro Cooling funktioniert meist anders: Wasser oder ein anderes Kühlmittel fließt durch geschlossene Kühlplatten, die Wärme von den Chips aufnehmen. Die Elektronik liegt dabei nicht im Wasser. Auch eine Tauchanlage kann hinter dem Wärmetauscher einen getrennten Wasserkreislauf haben. Ein Wärmetauscher überträgt Wärme zwischen getrennten Kreisläufen, ohne dass sich deren Flüssigkeiten vermischen müssen. Die Bezeichnungen beschreiben den Weg der Wärme, nicht bloß das Vorhandensein von Schläuchen. [1] [4]
Verfolgen wir die Wärme vom Chip aus. Im einphasigen Bad erwärmt sich die Flüssigkeit und transportiert Wärme durch ihre Strömung, bleibt aber flüssig. Ein zweiphasiges System nutzt zusätzlich den Wechsel des Aggregatzustands: Das Medium siedet an heißen Bauteilen, Dampf führt Wärme ab und wird im Kondensator wieder flüssig. Der Kondensator muss die Wärme außerhalb des Bads abgeben. „Phase“ bezeichnet hier keine Phase der Stromversorgung. Jedes Verfahren braucht ein passendes Medium und eine passende Konstruktion; nicht jeder Tank lässt sich beliebig zwischen beiden umschalten. [1]
Das Bad transportiert Wärme, kann sie aber nicht dauerhaft verstecken. Leistung beschreibt, wie schnell Energie übertragen wird. Sie wird in Watt (W) gemessen; ein Kilowatt (kW) entspricht tausend Watt. In unserem vereinfachten Beispiel gelangen 100 kW Wärme in die Anlage, während alle Wege nach außen zusammen nur 80 kW abführen. Die übrigen 20 kW erwärmen Flüssigkeit und Geräte weiter. Mehr Flüssigkeit kann den Temperaturanstieg bremsen, beseitigt aber das Ungleichgewicht nicht. Für einen stabilen Betrieb muss die abgeführte Wärme der entstehenden entsprechen. Wärmetauscher, Kondensator oder Außenkühlung sind deshalb ebenso wichtig wie der Behälter um die Maschinen. [1] [5] [6]
Elektrische Isolation macht eine Flüssigkeit noch nicht für jedes Mining-Gerät geeignet. Open Compute Project (OCP), eine Initiative für technische Grundlagen der IT-Infrastruktur, behandelt auch die Materialverträglichkeit. Eine Flüssigkeit kann Dichtungen, Kabel oder Wärmeleitpaste verändern. Außerdem kann sie einen aus einem Bauteil gelösten Stoff zu einem anderen transportieren und dort Schäden verursachen. Geprüft werden muss daher die gesamte Kombination aus Materialien, Medium und Betriebstemperatur. Ein kurzes Eintauchen ohne sichtbaren Fehler belegt keinen sicheren Langzeitbetrieb. [2]
Ein ASIC ist ein Spezialchip für Mining-Berechnungen; seine Hashrate beschreibt Versuche pro Sekunde. TH/s bedeutet Terahashes pro Sekunde, also Billionen Hashversuche pro Sekunde. J/TH steht für Joule pro Terahash: den Energiebedarf für eine Billion solcher Versuche. Zur Leistungsaufnahme kommen jedoch Pumpen und Außenkühlung hinzu. In unserem Modell benötigen die Mining-Geräte 100 kW und Hilfsaggregate 5 kW bei insgesamt 5000 TH/s. Damit gilt: 105000 W / 5000 TH/s = 21 J/TH. Für die Maschinen allein wären es 20 J/TH. Ein kleinerer J/TH-Wert bedeutet also weniger Energie für dieselbe Rechenarbeit. Ein einzelnes Gerät mit einer vollständigen Anlage zu vergleichen wäre deshalb irreführend. [3] [5] [6]
Ein Thermometer misst dort, wo es sitzt. Es zeigt nicht automatisch, ob die Flüssigkeit alle heißen Bauteile ausreichend umströmt. OCP behandelt deshalb Durchfluss, Anordnung der Komponenten und ihre jeweiligen Temperaturgrenzen. Betreiber müssen wissen, ob Wärme tatsächlich von den Chips wegtransportiert wird, nicht nur, ob das Bad kühl ist. Ebenso wichtig ist die Reaktion auf einen Pumpenstillstand oder den Ausfall der Außenkühlung. Sie muss für die konkrete Konstruktion geprüft werden und lässt sich nicht allein aus der Flüssigkeitsmenge ableiten. [1]
Mehr thermische Reserve kann zu Overclocking anregen: Die Chips laufen dabei mit einer höheren Frequenz als in einer Referenzeinstellung. Das Bad verstärkt aber weder Netzteil noch Kabel oder Rechenplatinen. Deren elektrische Grenzen und die Herstellervorgaben gelten weiter. Braiins zeigt anhand konkreter Szenarien, dass mehr Rechenleistung mit schlechterer Energieeffizienz erkauft werden kann. Mehr Berechnungen pro Sekunde beweisen daher noch keinen wirtschaftlichen Vorteil. Auch eine gute Temperatur belegt nicht automatisch fortbestehende Garantieansprüche oder eine längere Lebensdauer der gesamten Anlage. [3]
Für eine Entscheidung gehören Nutzen und sämtliche Kosten gegenübergestellt: Tank, Flüssigkeit, Wärmetauscher, Wartung, Strom und Stillstände. Das Braiins-Wirtschaftlichkeitsmodell von 2022 zeigt je nach Einstellung unterschiedliche Ergebnisse. Es ist weder ein aktuelles Angebot noch eine Amortisationszusage. Abwärme kann zusätzlichen Nutzen bringen, etwa zum Heizen, aber nur bei tatsächlichem Bedarf zur passenden Zeit und auf einem erreichbaren Temperaturniveau. Die sinnvolle Frage lautet deshalb, ob das Gesamtkonzept einen konkreten Betrieb verbessert — nicht, ob Flüssigkeit grundsätzlich besser kühlt als Luft. [3]
Für ein möglichst vollständiges Bild lies diesen Eintrag zusammen mit Hydro Cooling, ASIC Miner, Overclocking, Heat Reuse Mining. Auf diesen Eintrag verweisen außerdem Hydro Cooling, Air Cooling, Mining Farm.