Compartilhamento de utilização de calor: como usar a mineração de Bitcoin para aquecer sua casa e garagem？

Introdução

A mineração de Bitcoin consome uma quantidade significativa de eletricidade e gera muito calor. Alguns mineiros estão agora a aproveitar este calor para aquecer as suas casas, criando um espaço acolhedor, poupando energia e reduzindo as contas de aquecimento. Esta abordagem não é apenas económica, mas também amiga do ambiente. A FogHashing oferece um kit especializado projetado para auxiliar nesse processo, permitindo aos usuários aquecer suas casas ou piscinas aproveitando o excesso de calor da mineração. Recentemente, recebemos a experiência de configuração de um cliente dos EUA e, com sua permissão, estamos compartilhando sua história para inspirar outras pessoas a explorar esta forma eficiente e ecológica de utilizar energia.

Autor do artigo: live4soccer7

Vou criar um post com um resumo essencialmente para condensar informações e também uma explicação.
Usei o FogHashing B6D e minha unidade em conjunto. Isso se deve ao fato de a parte elétrica funcionar para um e também para diferentes tamanhos de conexões de trocadores de calor, especificamente para o lado da água. Foi o mais rápido colocá-los lado a lado e fazê-lo desta forma para minimizar o tempo de inatividade antes do halving. Em algum momento irei adquirir o C6 ou a versão atual da unidade de 6 mineradores que eles têm disponível naquele momento.

Isenção de responsabilidade: Não sou de forma alguma um projetista experiente em sistemas hidrônicos. Se você usar alguma dessas informações, use-a por sua própria conta e risco. Este também é um sistema em evolução no qual farei alterações ao longo dos anos. Implementei parte do que está no desenho, mas ainda não tudo.

A configuração geral é pegar o óleo quente dos mineiros e colocá-lo em um trocador de calor. O outro lado do trocador de calor possui uma mistura de água e glicol. É o que é utilizado para aquecer diversas coisas do sistema (casa, garagem, etc…).

Por que usar glicol?

Isso evita que a água congele caso os mineiros não funcionem no inverno por qualquer motivo. A maioria das misturas de glicol também possui inibidores de corrosão. Isso mantém tudo limpo e funcionando de forma eficiente.

Etileno ou Propilenoglicol?

Estou usando propileno porque se quebrar um dos trocadores que está sendo usado para água da casa o propileno não vai te matar. Estou usando uma mistura de cerca de 30%. Não vi necessidade de subir mais e acredito que 30% costuma ser o mínimo. Se houver algum tipo de falha catastrófica e estiver muito frio lá fora, eu drenaria essa parte se achasse que o congelamento seria um problema. Quanto maior a porcentagem de glicol na sua mistura, pior será a transferência de calor.

O que estou aquecendo atualmente com meu sistema?

Toda a minha casa (cerca de 2600 pés quadrados), minha oficina/garagem individual e o excesso de calor são despejados na minha garagem, onde estão meus veículos. Utilizo o espaço da garagem como zona flexível para poder controlar melhor a temperatura dos mineiros de forma a satisfazer as minhas necessidades de aquecimento nos restantes espaços mais importantes (casa e oficina).

Quantos mineiros estou executando?

Estou usando apenas 4 mineiros no tanque de 6 unidades. Meu objetivo com este projeto é utilizar minha energia solar extra e não exceder excessivamente minhas necessidades de aquecimento. Além disso, por ter espaço extra no tanque, isso me permitirá um pouco de flexibilidade se eu conseguir um novo minerador, quiser vender um, ou se um estiver inoperante, posso simplesmente jogar outro no tanque, etc…

Como posso controlar tudo no sistema?

Em um shell, eu utilizo unidades esp8266/32 para leituras de temperatura no óleo para temperaturas de entrada/saída. Também utilizo os mesmos dispositivos para verificar a temperatura do ar em casa e em outros locais que desejo monitorar. Todos eles reportam por meio do MQTT, onde posso usar esses dados para criar regras/fluxos/programas. Isso é feito em nó vermelho. Todos os dados também são registrados no influxdb e podem ser visualizados no home assistant ou no grafana para análise. Eu controlo o drycooler e os dois aquecedores hidrônicos suspensos com plugues sonoff. Eles funcionam de maneira semelhante às unidades esp. Posso controlá-los por meio de fluxos node-red. O último ponto de controle é o termostato da casa. Estou utilizando o ecobee premium de última geração e a integração do homeassistant para o termostato. Com isso posso utilizar o node-red para criar regras para o ventilador do termostato. Isso é bastante simplificado, mas a essência está aí.

Quais trocadores de calor eu usei?

No sistema de mineração estou usando um trocador de calor a placas soldadas. Tive que usar uma que já tinha devido ao tamanho da minha bomba d'água que já tinha.
Usei água para arejar os trocadores de calor no lado do glicol. Os aquecedores hidrônicos suspensos são estes: https://www.freeheat4u.com/100k-hot-water-hanging-heater-unit-heater-WATER-TO-AIR-HEAT-EXCHANGER-100000-BTU-AIR-HANDLER-2 -ventilador-velocidade-ventilador-com-termostato-remoto-e-onoffon-switch_p_382.html
Optei pelos acima, principalmente porque são ventiladores de 2 velocidades. Você verá diferentes variações do mesmo aquecedor online. Eu queria que o ventilador de 2 velocidades mantivesse o ruído baixo, mas também tivesse a opção de aumentar a produção de calor, se necessário. Existem algumas configurações de velocidade variável, mas esses ventiladores não foram projetados para isso e provavelmente irão falhar mais cedo. Também posso controlar facilmente os dois ventiladores de velocidade.

Eu os superdimensionei simplesmente porque sabia que a temperatura da água seria muito mais baixa do que normalmente seria obtida com um sistema de caldeira.

O tipo de trocador que usei para o forno é este: https://www.freeheat4u.com/Water-to-Air-Heat-Exchanger–Import_c_37.html
Até agora estou muito satisfeito com os trocadores de calor e não tive nenhum problema com eles.

Qual é o fluxo geral do sistema?

Óleo: Tanque Mineiro → bomba → trocador de calor de placas soldadas → de volta ao Tanque Mineiro
Lado do glicol: Trocador de calor → bomba → distribuição de recuperação de calor → lado de água fria do sistema de recuperação → para o drycooler → trocador de calor

Considerações de design:

Eu queria manter isso o mais simples possível, especialmente para a primeira iteração. É por isso que você não vê válvulas misturadoras, desviadores, etc…
Definitivamente, um tanque de expansão deve estar em seu projeto para permitir que o fluido se expanda à medida que aquece. Vou reduzir o tamanho deste tanque na minha próxima iteração do sistema.
Reação/corrosão glavânica – levei isso muito a sério. Se você juntar metais com potenciais de eletrodo diferentes. Isso pode causar todos os tipos de problemas. Mantive praticamente tudo em aço inoxidável. Você pode ir muito longe nessa toca do coelho, mas sinto que fiz um trabalho decente nesse aspecto do projeto.
Utilizei válvulas borboleta no lado quente do sistema de distribuição para poder ajustar manualmente o fluxo para o trocador de calor. Eu não tinha certeza de quão bem o sistema funcionaria e isso me permitiu ajustes muito fáceis. Acabei fazendo um ajuste no início e nunca mais mudei até o verão.
Adicionei um sistema de bypass para não precisar empurrar todo o fluido através do sistema de recuperação de calor. Isso poderia aumentar a taxa de fluxo e aumentar a capacidade de resfriamento, mas o mais importante é que permitirá que os mineradores continuem funcionando enquanto eu trabalho no sistema de recuperação de calor.
Eu também queria um sistema automático de reposição de glicol para manter a pressão no sistema. É muito difícil não haver um pequeno gotejamento aqui ou ali nas conexões NPT. Ao todo, provavelmente perdi apenas algumas colheres de sopa de água/glicol através de acessórios NPT. Nada com que se preocupar. Todo o sistema de maquiagem também me ajuda a me recuperar de pequenos problemas. Valeu a pena o dinheiro gasto.

Como foi o desempenho do sistema?

O inverno passado foi o primeiro ano em que consegui usá-lo. Funcionou incrível. Isso manteve minha família e eu aquecidos durante todo o inverno. Forneceu calor suficiente para nos manter aquecidos até cerca de 15F lá fora. Se estivesse mais frio do que isso, eu simplesmente ligava nosso fogão a pellets em casa para fornecer um pouco de calor suplementar. Nunca liguei o aquecimento no sistema de climatização tradicional depois de ativar a recuperação.

Anexei algumas fotos. Aqui está o design geral que representa de perto meu sistema. Novamente, ainda não implementei tudo isso, mas você entendeu.

Suportes/suportes suspensos do aquecedor hidrônico:

Bomba de água de glicol e sistema automático de reposição de glicol:

Aquecedor Hidrônico Pendurado na garagem:

Aquecedor Hidrônico Pendurado na oficina:

Vá para a oficina:

Trocador de calor colocado na saída do manipulador de ar do forno. Embora possa não ser o lugar ideal para colocar, foi isso que acabei fazendo com base no sistema existente lá. A seta não indica a direção do fluxo de ar.

Unidade Foghashing após “desembalar”

Drycooler e mangueiras:

Nova caixa de controle do ventilador Drycooler. Este é basicamente um relé para cada ventilador, para que eu possa desligar os ventiladores, ligar um ou ambos. Tudo isso pode ser controlado em node-red.

Visão geral/projeto do sistema de recuperação: