Abwärme von crunch Rechnern sinnvoll verwenden

Kater Sylvester

Grand Admiral Special
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Nachdem ja nun schon mehrmals die Diskussion zu diesem Thema an unpassenden Stellen geführt wurde, möchte ich das mal kanalisieren.

Vielleicht kommt ja dabei tatsächlich eine durchführbare und gleichzeitig ökonomisch sinnvolle Lösung heraus.

Ausgangslage:
Meine 32 Rechner (alle mit Quadcores) und inzwischen 20 etwas leistungsstärkere Grafikkarten produzieren in Summe ca. 6 KW Verlustleistung.
Da die Rechner in meinem Arbeitszimmer stehen, muss ich 2 Fenster geöffnet lassen, damit es im Raum nicht zu warm wird.
Das ist natürlich energietechnisch und ökologisch der reine Wahnsinn.

Zur Zeit 18, bald 21 Rechner sind mit Wasserkühlungen ausgestattet. Allerdings werden nur die CPUs gekühlt, nicht die Grafikkarten.
Die geschätzte Aufteilung wäre also:
4 KW für die CPUs
2 KW für die Grafikkarten

1. Lösungsansatz:
1. Die Abwärme ließe sich zur Warmwasserbereitung nutzen:
Im Keller steht ein 300 l Warmwasserspeicher, der von der Gaszentralheizung versorgt wird.
Lässt sich die Rechnerabwärme dort einsetzen?
Bei einer Einlauftemperatur des Warmwasserspeichers von 10 C und einer gewünschten Auslasstemperatur von 55 C erreicht ein frisch gefüllter (kalter) Warmwasserspeicher mit 4 KW nach ca. 4 h die Endtemperatur. Aber nur, wenn das zum Aufheizen verwendete Wasser wärmer als die gewünschte Auslasstemperatur ist.
Die Rücklauftemperatur (Ausgang des Kühlers auf der CPU) liegt aber bei ca. 40 C... 45 C, also zu niedrig, um den Wärmetauscher des Warmwasserspeichers damit zu betreiben.
Selbst wenn:
Da wir bei uns nicht alle 4 Stunden duschen oder Geschirr spülen ;D , lässt sich die Abwärme dort nicht komplett unterbringen

2. Die Abwärme ließe sich im Winter zu Heizzwecken nutzen:
1. Problem: Im Sommer müsste eher gekühlt werden.

Die Rücklauftemperatur (Ausgang des Kühlers auf der CPU) liegt mit ca. 40 C... 45 C auch dafür zu niedrig.

2. Lösungsansatz:
Die Wasserkühlungen der CPUs geben ihre Wärme nicht direkt in den Heizkreislauf ab, sondern in einen Pufferspeicher mit z.B. 300 l Inhalt. Diesem Pufferspeicher wird die Wärme mit einer Wärmepumpe entzogen und die nun höhere Wassertemperatur des Wärmepumpenkreislaufs speist den Vorlauf der Heizungsanlage.
Also im Prinzip wie eine bekannte Heizungsanlage mit Wärmepumpe, nur das die Energie nicht dem Grundwasser, sondern dem Pufferspeicher entzogen wird.

Vorteile:
Die Heizung mit Warmwassererzeugung arbeitet zunächst wie gewohnt im Gasbetrieb.
Steht Abwärme zur Verfügung, wird weniger Gas verbraucht.

Nachteile:
Es wir ein zusätzlicher Pufferspeicher und eine z.B. gasbetriebene Wärmepumpe benötigt.

3. Lösungsansatz:
Die Heizungsanlage wird komplett auf eine Wärmepumpe umgestellt. Um die Erdwärme "anzuzapfen", müssten 2 Bohrungen z.B. im Garten eingebracht werden, die die Wasserrohre des Wärmepumpenkreislaufs für Vor- und Rücklauf aufnehmen.
Kombiniert mit dem schon erwähnten Pufferspeicher ließe sich diese Anlage sogar zur Kühlung der Rechner und Räume im Sommer verwenden.

Sodele. Und nun lasst mal Eure Ideen sprudeln. ;D
 
Zuletzt bearbeitet:
Erdsonden sind teuer und Wärme hast ja schon genug im Haus. Bei deinem Strom Konsum wäre ein Gas Generator sinnvoll, Abwärme zum Heizen und Strom zum crunchen. Dann noch eine kleine Split-Wärmepumpe mit dem Aussenmodul im PC-Zimmer installiert. Im Sommer halt weiter hin den OWM.
Es gibt ja noch so kleine Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung.
 
Zuletzt bearbeitet:
Also man kann so was ja koppeln.
1. Warmwasser
man geht hier auf 65°C rauf
Warum
1. Kalk und weniger warmes wasser ist eine keimzelle. (Legionärskrankheit als Beispiel)

bei 10°C grundtemperatur ist das eine differenz von 55°C was am anfang klar super ist später ist die ausbeute geringer

Aber wo kann man wasser noch nutzen

Waschmaschine (Warmwasser einlauf)
Besser weil kaum Verkalkung keine extra stromkosten um das wasser zu heizen

Das selbe mit der Spülmaschine

Hier gibt es extra Geräte die so was auch unterstützen

klar heizung.
kommt drauf an wie die ausgelegt ist..bei neuen Heizungen so mit 45-55°C warmen wasser.

das könnte man danach durchleiten (2. Wärmetauscher)

Klar ist der Sommer ein Problem
Wenn aber einen Garten hast ...ein Pool
so paar tausend liter wasser auf eine angenehme Temperatur zu bringen wäre auch ein guter Abnehmer.


Das müsste man sich mal durchrechnen ist im jeden fall aber ein nicht so kleiner aufwand
 
6kW sind nicht gerade viel Wärme in dem Sinn.
Ganze Rechenzentren blasen im MW-Bereich die Wärme in die Umwelt, bei einem guten Atomkraftwerk sind es 65%.

Die Temperaturdifferenz ist auch zu gering um die Wärme effektiv zu nutzen. Man kann maximal per Wärmepumpe/Klimaanlage die Wärme in einen anderen Raum schaffen. Im Sommer stellst du die Gegenseite raus, im Winter in den zu beheizenden Raum.

In der Industrie gibt es 19" Schaltschränke mit Wärmetauschern. ie wirbeln die Luft nur innerhalb des Schranks herum, womit das auch gleichzeitig staubfrei bleibt. Aber die Luft geht durch einen Wärmetauscher, der dann Wasseranschluß nach außen zu einem Kühlaggregat hat.
Vielleicht geht auf der Basis etwa, dürfte aber teuer sein und recht viel Platz verbrauchen.

MfG Micha
 
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Stirlingmotor? 40 Grad sollten dicke reichen. Ist in der Anschaffung aber eher eine teure Gerätschaft.

<http://de.wikipedia.org/wiki/Stirlingmotor>
 
Also man kann so was ja koppeln.
1. Warmwasser
man geht hier auf 65°C rauf
Warum
1. Kalk und weniger warmes wasser ist eine keimzelle. (Legionärskrankheit als Beispiel)

Das Problem ist, dass du bei / für 65°C Wassertemp 100°C an den Bauteilen erdulden musst. Das wird die Lebensdauer erheblich senken.

Die einzige sinnvolle Lösung wäre: weniger Rechner. Oder extern auslagern!
 
Ich glaube weniger Rechner sind indiskutabel - vermutlich..

Aber ich könnte mir da schon was vorstellen - allerdings wäre die Umsetzung kompliziert und man müsste schon so ein kleiner Daniel Düsentrieb sein um das umszusetzen..

Es benötigt im Endeffekt einen zentralen großen Tank als Reservoir für alle Rechner. Darin eine große Pumpe mit einzelnen Leitungen und Druckminderer als Zulauf zu den CPU-Kühlern. Den Rücklauf von den CPUs müsste man ebenfalls in einem zentralen Tank sammeln. Da befindet sich wieder eine Pumpe, die einen zweiten Kreislauf an einen Wärmetauscher betreibt, und zurück in das zentrale Reservoir führt..Was man sekundär am Wärmetauscher anschließt kann man sich überlegen. Normalerweise Brauchwasser, also Waschmaschiene, Spülmaschiene, usw. Zentralheizung eher weniger, bzw. könnte man auch via Wärmetauscher ein klein wenig unterstützen, das Wasser ist da aber aber in einem geschlossenen Kreislauf, und auf der Kaltseite kaum kälter als die Warmseite von der CPU-Kühlung, von daher lohnt das nicht bei den C° Differenzen..Eventuell könnte man sich ne Pseudo - Fußbodenheizung basteln - mit den Problem, das man im Sommer keinen bedarf hat..

Wenn man aber derzeit im Winter sich überlegt, das kaltes Brauchwasser mit ~5C° aus der Leitung kommt, und selbst im Sommer nicht viel wärmer ist, da die Wasserleitungen ja ~80cm - 120cm tief im Boden verlaufen - dann würde sich eine C° Differnez von ~30 - 40C° schon lohnen zur Vorwärmung von Brauchwasser..Es benötigt da aber noch einen automatischen (druckabhängig oder per Schwimmschalter) Umschalter - für den Fall das kein Brauchwasser verwendet wird, also einen alternativen zweiten Kühlkreislauf.

Die einfachste methode wäre vermutlich ein gewöhnlicher mobiler Heizradiadiator im Passivbetrieb, um im Winter auf andere Heizungen zu verzichten.. Dürfte für jeweils einige Quadcores ausreichen, wenn man nicht unbedingt besonders niedrige C° bei den CPUs erzielen möchte..

Grüße!
 
Zuletzt bearbeitet:
Is die Abwärme der Netzteile, die ja auch nicht unerheblich, ist eigentlich in den 6 Kw enthalten?
 
Is die Abwärme der Netzteile, die ja auch nicht unerheblich, ist eigentlich in den 6 Kw enthalten?
Naja, er wird wohl den gesamten Stromverbrauch gemessen haben. Und der wird ja zu fast 100% in Wärme umgewandelt, nur ein winziger Teil geht in kinetische Energie (Lüfter->Luftbewegung), letztendlich landet aber auch das als Wärme irgendwo.

Also wenn der Umweltschutzgedanke ernsthaft verfolgt sein soll, würde ich erstmal einen Ökostromanbieter nutzen. Macht ja wenig Sinn, Braunkohle zu verfeuern und CO2 freizusetzen, um damit ClimatePrediction zu betreiben.

Das zentrale Kühlwasserbassin geht in die richtige Richtung, aber ggf. könnte man das mit Erdwärme koppeln. Klingt vielleicht erstmal reichlich abgefahren, aber wenn man die Möglichkeit dafür hat und auch entsprechend finanziell die Anfangsinvestition stemmen kann, ist das eine ganz interessante Angelegenheit, auch ohne daß man 6kW mit PCs verbrät. Wenn man diese Wärme dann noch zusätzlich da einbringen kann, umso besser.
 
Zuletzt bearbeitet:
Ich habe mit einem Leistungsmessgerät die elektrische Leistungsaufnahme jedes PCs gemessen. Und zwar im übertakteten Zustand unter realen "crunch" Bedingungen.
Die einzelnen Leistungen dann addiert.
Also ist alles enthalten, was in irgend einer Form in Wärme umgesetzt wird.
 
Dann gehn wir einfach mal davon aus, das davon ca. 75% nutzbar sind in dem Sinne, dass du sie abfangen kannst. Geht ja schließlich einiges an Abwärme ab das sich nicht so einfach abfangen lässt wie die Abwärme der Netzteile, diverser kleinerer Chips, von Festplatten und Laufwerken.
Real kann ja eigentlich nur die Abwärme von CPUs & GPUs, sowie bei deutlich höherem Aufwand auch noch die Abwärme von South-/Northbridges sowie Spannungsversorgung, gezielt abgeführt werden. Nur ob sich das bei dem Aufwand lohnt wäre die Frage, ich glaub eher nicht.


1.
Nutzwasser vorheizen ist eine gute Idee, Warmwasser wird ja ansich jahreszeitunabhängig gebraucht.
Nur müsstest du hier mit zwei getrennten Systemen arbeiten um das zu bewerkstelligen. Also erste Stufe mit PC-Abwärme auf ca. 40° C (im Idealfall) vorheizen, im zweiten Schritt dann auf 65°C per Gasstufe.
Sobald Warmwasser aus System 2 entnommen wird (65°C) wird vorgewärmtes Wasser aus System 1 nachgeführt.
Je nachdem wie der Kühlkreislauf ausgelegt ist könnte die Temperatur in System 1 aber auch höher als die bisherigen 40-45°C steigen, d.h. du brauchst "Not-Radiatoren" um das System im Notfall abkühlen zu können damit deine Hardware keinen schaden nimmt.


2.
Die Idee mit dem Vorheizen des Heizwassers ist auch gut, aber hier kommst du im Sommer halt wirklich an das Problem, dass du die Abwärme nicht sinnvoll nutzen kannst.
Denn über den Sommer die Wärme bis zum Winter zu speichern wird wohl kaum gehen. ;)
Frage wäre evt. ob sich Idee 1 & 2 miteinander kombinieren lassen.


3.
Hmm, ich glaub damit würdeste so eher die Erde beheizen als umgekehrt. ;)
Wäre aber vielleicht in Kombination mit Vorschlag 1 oder 2 eine Möglichkeit um das System im Sommer kalt zu bekommen, müsste halt nur im Winter abschaltbar (oder insgesamt abkoppelbar) sein.
Evtl. ließe sich dadurch im Sommer das komplette Haus über den Heizkreislauf herunterkühlen (Heizung aus, Pumpe an).



Also einzeln sehe ich bei jeder Idee das eine oder andere Problem, das den Nutzen deutlich schmälert oder schon allein die Ausführung fraglich macht.
Kombiniert dagegen lassen sich Nachteile ausmerzen, nur steigt natürlich der (Arbeits-)Aufwand hier ganz deutlich und dürfte die Ausführung auch schon wieder sehr kompliziert machen.
 
bei dem crunching ausmaß würde ich anbauen ^^ 1 eigener raum.

Aus diesem raum könnte man ja die abwärme entsprechend über ein venitlationssystem auf verschiedene räume aufteilen. würde zumindest bezweifeln das es für dein ganzes haus reichen würde ^^.

Bei 50000 kwh im jahr würde mich mal über stromproduzierende maßnahme nachdenken ^^

wenn man bedenkt das 100 m² solarfläche maximal ca. 12000 kwh im jahr prdozieren ^^
somti auch keine alternative ^^

mit kleinwirndkraft anlagen die 400 watt bei einer windstärker von 12,6 meter die sekunde ereichen würde man aj schon 115 stück benötigen ;D
da müsste der hier aber platz machen
lgim0172cfg8.jpg
 
Zuletzt bearbeitet:
Kater Sylvester, grandios, respeckt. *lol*
Ich berichte mal kurz von meinem Kurzversuch heute.
Heute morgen das Wohnzimmer gelüftet, Türe ständig geschlossen, Heizung aus, Außentemperatur ~0°C.
Zwei Rechner im Dauereinsatz, Zimmertemperatur auf etwa 1m Höhe 20°C.
Im Moment laufen keine GPU Klienten, nur 3xCP und 2x WCG. Also ich halte es gut aus bei 20°C. ;);D
Vielleicht mach ich nach her noch ene Kerze an. ;)
 
Hi oldDirty

Das ist eigentlich die richtige Methode. So vile Rechner einschalten, dass die Zimmertemperatur stimmt. ;D
 
Hallo Kater Sylvester,

selbst wenn wir von einem Zwischenspeicher oder einer anderen Kombination ausgehen, gibt es da noch andere Schwierigkeiten:
Es müssen ja alle Rechner an die Lösung angeschlossen werden, eine reine Reihenschaltung fällt aus weil die Kühlleistung mit jedem angeschlossenen Gerät sinkt. Du würdest einige Leitungen bzw. Kreisläufe benötigen, außerdem größere Pumpen die das Wasser durch die Leitungen drücken (die brauchen dann auch wieder Strom) etc.

Gruß Sepp535

PS: Mir persönlich würde ein Termalbad Kater Sylvester mit Sonderkonditionen für crunchende P3Dler am besten gefallen....
 
moin moin

also für alle rechner brauch man als erstest 1 Tank 300 lter hört sich doch gut an .

und dien Tank würde ich benutzen um eine Fußbodenerwärmung/heizung zu Speisen .
im Bad und dort wo fliesen sind hat mann sie ja sehr lange an (Teilweise auch sommer ) , und man brauch nur geringe Vorlauftemperaturen . genau so sieht es mit Wandheizungen an , also heizschlangen in der wand.
Naja natürlich müste mann extra dafür neue leitungen legen aber vieleicht ist ja so etwas geplant.
mit 6kw kann mann auf jedenfall 1 140 m² Energiesparhaus Beheizen das reicht meine Brennwerttehrme macht 3-12 kw ich habe sie bei 8 kw blokiert .


netten gruß manni
 
Fußbodenheizung ist bei niedrigen Vorlauftemperaturen wirklich sehr sinnvoll. Leider haben wir ein (uraltes) Fachwerkhaus und meine Frau und ich haben 14 Jhre lang renoviert .
Nein, keine Schwarzarbeiter sondern mit Hand am Arm selbst gemacht. ;D
Deshalb ist es erstens technisch sehr aufwändig nachträglich eine Fußbodenheizung einzubauen. Und zweitens habe ich nicht vor, nochmals 14 Jahre lang zu renovieren. ;D

Aber eine Wärmerückgewinnung selbst aufzubauen, würde mich schon reizen.
Ich habe mich inzwischen mal bei gasberiebenen Wärmepumpen umgeschaut. Da gibt es ja inzwischen richtig viel Auswahl.
 
Das einfachste wird eine Luft/Wasser Wärmepumpe sein
 
Im Winter damit Heizen wäre recht einfach.
Das könnte man über eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung oder was mit Eigenbau realisieren.
Wie aber im Sommer kühlen??
 
Kater Sylvester, grandios, respeckt. *lol*
Ich berichte mal kurz von meinem Kurzversuch heute.
Heute morgen das Wohnzimmer gelüftet, Türe ständig geschlossen, Heizung aus, Außentemperatur ~0°C.
Zwei Rechner im Dauereinsatz, Zimmertemperatur auf etwa 1m Höhe 20°C.
Im Moment laufen keine GPU Klienten, nur 3xCP und 2x WCG. Also ich halte es gut aus bei 20°C. ;);D
Vielleicht mach ich nach her noch ene Kerze an. ;)

Ich hab mal gehört Strom wäre die teuerste Variante Wärme zu erzeugen. Außerdem kühlen bei deiner Variante sicherlich die Wände aus und das ist im Winter nicht soo gut, da sich dort die Luftfeuchtigkeit ansammelt (kondensiert) -> Schimmel.
 
Moin ,

wie wäre es wenn man sich die luft in dem raum zu nutze macht, in dem man sich mit hilfe eines kreuz wärme tauschers die warme abluft in warme frischluft z.b andere räume verwandelt. Wäre vllt. die einfachste und billigste Lösung bei dem "Problem" ....

EDIT: Wurde schon genannt ist aber der die einfachste Lösung für den Winter
 
Zuletzt bearbeitet:
Ich hab mal gehört Strom wäre die teuerste Variante Wärme zu erzeugen. Außerdem kühlen bei deiner Variante sicherlich die Wände aus und das ist im Winter nicht soo gut, da sich dort die Luftfeuchtigkeit ansammelt (kondensiert) -> Schimmel.
Du musst beachten, der Rechner läuft ohnehin, die Heizung kostet zusätzlich Geld. ;)
 
Du meinst die US-Version der Heizung über Warmluft
Mit einer intelligenten Steuerung ist so was klasse und man müsste eigentlich nie mehr lüften und schimmelgefahr sinkt enorm

Nun wärme tauscher ala Erdwärme/ Grundwasser (8-12°C) bringen die wassertemperatur auch z.b auf 28-35°C hoch...wie warm dein Kühlwasser ist weißt du nicht ?
Es dürfte aber höher als 8-12°C sein:)

Das reicht z.b auch zum heizen (Niegrigwärme heizung)
Und für gewisse warmwasser Verbraucher
Waschmaschine, Spülmaschine (Warmwasserzulauf)
Duschen, Badewasser

Das Problem ist und bleibt der Sommer...hier hatte ich ja schon einen Pool vorgeschlagen aber der Garten ist ja belegt:)
Wo man auch Wärme nutzen könnte wäre eine Garage...auch im sommer ist es kühl in der Früh und im Winter ist das Auto bischen wärmer :)

Strom zu wärme ist ja eigentlich schlecht...aber wie schon erwähnt ist es da
und z.b regenerative Energie steht auch besser da als z.b Strom aus Kohle/ Gas/ Öl
 
hey Kater Silvester

eine massen wasserkühlung in dieser/deiner art ist bestimmt was einmaliges in der DC-Welt.
nach dem durchlesen dieses fred sind mir einige gedanken durch den kopf gegangen.

mein bastelvorschlag

im garten ein loch ( 5-10 meter tief ) graben und ein edelstahlfass oder dergleichen vergraben.
hier eine wärmepumpe anschliessen.
der deckel hat 3 öffnungen. einen einlass-, einen auslass- + einen prüf-/kontroll-/nachfüll-öffnung.

diese fass wird mit allen 3 verbundenen leitungen in den keller geführt.
hier ist eine hochdruck-/leistungs-pumpe an der auslassöffnung angeschlossen die das wasser in den
giebel des hauses pumpt.

im giebel des hauses befindes sich ein auffangbehällter in dem sich ca 50L befindet.
an dem auffangbehälter ist eine verteilereinheit angebracht die die wassermassen auf mögliche verbunde
von PC´s reduzieren kann. zb. 10 verteiler mit je 5-10 abgriffen.
so hast du noch ein bischen luft für später.

der auffangbehälter wird nicht ständig mit kühlwasser befeuert, da er ja einen 50L vorrat darstellt.

in den räumen die du als crunch-kabinen vorsiehst werden wieder verteiler angebracht, aber diesmal
für das abwasser der warmen PC´s. diese lassen sich bündeln, sofern ein zentraler versorgungsschacht
vorhanden ist. ansonsten muss wohl gebohrt werden.

dieses warme abwasser wird jetzt in den keller in ein weiteres auffanggefäss geleited was vor
einen/mehrere wämetauscher ( zur wärmeerzeugung ) angeschlossen ist.

danach wird es in die garten in das vergrabene fass geleited.

was zu beachten und zu berechnen ist: wie dick muß die steigeleitung, die fallleitung + die verteiler-
leitung sein, damit kein überdruck in der leitung herscht. hab schon mal ne geplatzte leitung gehabt :(

an der prüf/konntroll-öffnung kannst du wasser nachfüllen, sofern du ein leck hattest. auch durch
das sporadische, nicht kontinuierliche pumpen, kannst du dich vor einen grösseren wasserschaden schützen.

an den verteilern sind schnellkupplungen mit tropfschutz angebracht, damit man die PC´s auch
an + ab stöpseln kann, ohne gleich alles auszumachen

ich habe vor kurzem auf deineroehre (YouTube) einen sterlingmotor gesehen der als pumpe im wasserkreislauf eines
PC´s lief. ich muß das video mal suchen, war ziemlich witzig die angelegenheit.
in dem zusammenhang kannst du ja auch darüber nachdenken ob du dir nicht gleich damit deinen eigenen
strom erzeugst ;D

soviel erstmal von mir

p.s. verteil die PC´s einfach in den wänden des fachwerkhausen als wandschmuck :-D, dann kannst du immer
sagen von der eingangstür bis zum wohnzimmer kannst du meine MW, QMC, Spinhenge, ... rechner bewundern ;D

ich weis aber nicht was deine bessere hälfte dazu sagt *duckundrenn*

MfG Filidae

EDIT:
hier der link: http://www.youtube.com/watch?v=q5vqsZlnsks
/EDIT
 
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