ภาคผนวก ข: เครื่องขุด Bitcoin เคลื่อนย้ายความร้อนอย่างไร

แปลโดย : Gemini 2.5 Pro / credit : https://braiins.com/books/bitcoin-mining-heat-reuse

ภาคผนวก ข: เครื่องขุด Bitcoin เคลื่อนย้ายความร้อนอย่างไร (APPENDIX B: HOW BITCOIN MINERS MOVE HEAT AROUND)

เครื่องขุดผลิตความร้อนในปริมาณมหาศาลซึ่งไม่สามารถทำลายได้ หากพลังงานความร้อนนี้ไม่ถูกนำกลับมาใช้ใหม่ ก็ถือว่าสูญเปล่า ไม่ว่าจะด้วยวิธีใด ก็ไม่สามารถเพิกเฉยได้ การจัดการความร้อนที่ปล่อยออกมาจากเครื่องขุดบิตคอยน์เป็นกุญแจสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพทั้งการดำเนินงานแบบดั้งเดิมและระบบทำความร้อนที่ขับเคลื่อนด้วย hashrate ที่ประสบความสำเร็จ การทำความเข้าใจฟิสิกส์พื้นฐานของการถ่ายเทความร้อนจะให้พื้นฐานสำหรับการเคลื่อนย้ายความร้อน

การถ่ายเทความร้อนเบื้องต้น (TRANSFERRING HEAT 101)

การถ่ายเทความร้อนคือกระบวนการที่พลังงานความร้อนเคลื่อนที่จากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งเนื่องจากความแตกต่างของอุณหภูมิ ความร้อนจะถ่ายเทจากร้อนไปเย็นเท่านั้น และอัตราการถ่ายเทพลังงานความร้อนขึ้นอยู่กับความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างวัตถุทั้งสอง

มีกลไกหลักสามประการในการถ่ายเทความร้อน:

• การนำความร้อน (Conduction)

• การพาความร้อน (Convection)

• การแผ่รังสี (Radiation)

การนำความร้อน (Conduction)

การนำความร้อนคือการถ่ายเทพลังงานความร้อนผ่านวัสดุที่เป็นของแข็งหรือระหว่างวัตถุที่สัมผัสโดยตรง สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อโมเลกุลชนกันและถ่ายเทพลังงานจลน์ของพวกมัน (โปรดจำไว้ว่าอุณหภูมิคือความเร็วอะตอมเฉลี่ย)

ตัวอย่าง:

ฮีทซิงค์ที่ติดอยู่กับแผงแฮชจะเพิ่มอุณหภูมิผ่านการถ่ายเทความร้อนแบบนำความร้อน ชิป ASIC บนแผงวงจรและฮีทซิงค์สัมผัสกัน พลังงานความร้อนจะถูกนำจากชิปไปยังฮีทซิงค์ จากนั้นยังคงถูกนำไปตามครีบของฮีทซิงค์เพื่อกระจายพลังงาน

[ภาพ: แผนภาพแสดงการนำความร้อนผ่านฮีทซิงค์ ซึ่งเป็นแผ่นที่มีครีบหลายชั้น และมีลูกศรแสดงการไหลของความร้อน]

อัตราการถ่ายเทความร้อนแบบนำความร้อนส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับการนำความร้อนของวัสดุ ซึ่งเป็นมาตรวัดว่าพลังงานความร้อนสามารถผ่านมันไปได้ง่ายเพียงใด วัสดุที่มีการนำความร้อนสูง เช่น โลหะ มีประสิทธิภาพในการถ่ายเทพลังงานความร้อน ลองนึกถึงฮีทซิงค์หรือโครงอะลูมิเนียมของเครื่องขุดบิตคอยน์ – พวกมันมีการนำความร้อนสูงและร้อนเมื่อสัมผัส!

ในทางกลับกัน วัสดุที่มีการนำความร้อนต่ำ เช่น พลาสติก, เซรามิก, และใยแก้ว ทำหน้าที่เป็นฉนวนที่ดี ส่วนประกอบของเครื่องขุดบิตคอยน์ เช่น PCB และพัดลม ทำจากวัสดุที่มีการนำความร้อนต่ำซึ่งมีคุณสมบัติเป็นฉนวน ช่วยป้องกันการถ่ายเทความร้อนที่ไม่ต้องการไปยังส่วนประกอบเหล่านี้

การคำนวณการนำความร้อน (Calculating Conduction)

กลไกทั้งสามสำหรับการถ่ายเทพลังงานความร้อนมีสมการที่ควบคุมอัตราการถ่ายเทพลังงานความร้อน สำหรับการนำความร้อน กำหนดโดยกฎของฟูเรียร์ (Fourier’s Law):

Q˙_cond = k * A * (∆T / L)

โดยที่:

• อัตราการถ่ายเทความร้อนแบบนำความร้อน (Q˙_cond): = อัตราการถ่ายเทพลังงานความร้อน (W) นี่คือการวัดกำลังความร้อนที่เราสนใจ

• การนำความร้อน (k): = ความง่ายในการถ่ายเทความร้อนผ่านของแข็ง (W/m°K)

• พื้นที่หน้าตัด (A): = พื้นที่ที่ความร้อนถูกถ่ายเท (m2)

• ความแตกต่างของอุณหภูมิ (∆T): = ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างด้านร้อนและด้านเย็นของวัสดุ (°K)

• ความหนาของวัสดุ (L): = ระยะทางผ่านวัสดุที่ความร้อนถูกถ่ายเท (m)

การเพิ่มประสิทธิภาพการนำความร้อน (Optimizing Conduction)

สำหรับการขุดบิตคอยน์แบบดั้งเดิมและการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ เราต้องการระบายความร้อนออกจากเครื่องจักรและรักษาความเย็นไว้ ด้วยปริมาณพลังงาน เราจะต้องระบายความร้อนออกในอัตราเดียวกับที่เครื่องขุดบิตคอยน์ใช้พลังงานไฟฟ้า โปรดจำไว้ว่า: เครื่องจักรที่ใช้ไฟฟ้า 3000 วัตต์จะต้องระบายความร้อน 3000 วัตต์ออกอย่างต่อเนื่องเพื่อรักษาอุณหภูมิที่เย็นและคงที่

เราจะเพิ่มประสิทธิภาพการนำความร้อนเพื่อประโยชน์ของเราได้อย่างไร? เราต้องการให้อัตราการถ่ายเทความร้อนออกจากชิป ASIC สูงที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เมื่อพิจารณาสมการที่ควบคุม มีตัวเลือกบางอย่าง:

• เลือกวัสดุที่มีการนำความร้อนสูงกว่า (k): การเลือกวัสดุสำหรับฮีทซิงค์และส่วนประกอบอื่นๆ ที่สามารถนำความร้อนออกจากชิป ASIC ได้เร็วขึ้น จะช่วยให้ระบายความร้อนได้ดีขึ้น

• เพิ่มพื้นที่หน้าตัดที่ความร้อนถูกถ่ายเท (A): ชิป ASIC หรือฮีทซิงค์ที่มีขนาดใหญ่ขึ้นสามารถถ่ายเทความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

• เพิ่มความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างแหล่งความร้อนและตัวรับความเย็น (∆T): พลังงานความร้อนจะถ่ายเทได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นด้วยความแตกต่างของอุณหภูมิที่มากขึ้น หากความร้อนถูกระบายออกจากฮีทซิงค์ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ทำให้ฮีทซิงค์เย็นลง ความร้อนก็จะถ่ายเทจากชิป ASIC ไปยังฮีทซิงค์ได้เร็วขึ้น

• ลดระยะทางในการถ่ายเทความร้อน (L): เทอมเดียวในตัวส่วน การลดระยะทางที่ความร้อนเคลื่อนที่ส่งผลให้มีการถ่ายเทความร้อนมากขึ้น

ตัวแปรเดียวกันนี้สามารถปรับแต่งในทิศทางตรงกันข้ามเพื่อลดการถ่ายเทความร้อนแบบนำความร้อนเพื่อผลในการเป็นฉนวน

การพาความร้อน (Convection)

การพาความร้อนคือการถ่ายเทพลังงานความร้อนผ่านการเคลื่อนที่ของของไหล (แก๊สหรือของเหลว) กระบวนการนี้สามารถคิดได้ว่าเป็นการ "พา" พลังงานความร้อนจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง มันสามารถเกิดขึ้นได้สองวิธี วิธีแรกคือตามธรรมชาติ โดยการถ่ายเทความร้อนขับเคลื่อนด้วยแรงลอยตัวระหว่างของไหลร้อนและเย็น (ของไหลเย็นจะจม, ของไหลร้อนจะลอย) อีกวิธีหนึ่งคือแบบบังคับ ซึ่งขับเคลื่อนโดยแหล่งภายนอก เช่น พัดลมหรือปั๊มที่ออกแบบมาเพื่อเคลื่อนย้ายของไหลโดยเฉพาะ

ตัวอย่าง:

เพื่อดำเนินต่อในตัวอย่างเครื่องขุดบิตคอยน์ของเรา การถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อนแบบบังคับเกิดขึ้นเมื่อของไหลเย็น เช่น อากาศ, น้ำมันสำหรับจุ่ม, หรือน้ำ ถูกผลักผ่านเครื่องจักร ของไหลทำความเย็นจะสัมผัสกับพื้นที่ผิวที่ร้อนและเป็นของแข็ง พลังงานความร้อนจะถูกถ่ายเทแบบพาความร้อนจากฮาร์ดแวร์การขุดที่ร้อนไปยังของไหล ซึ่งจะถูกระบายออกทางด้านหลังที่อุณหภูมิสูงกว่าที่เข้ามา ของไหลเย็นไหลเข้า, ของไหลร้อนไหลออก

[ภาพ: แผนภาพแสดงการพาความร้อน (Convection) โดยมีของเหลวร้อนไหลขึ้นและของเหลวเย็นไหลลง ซึ่งแสดงถึงการถ่ายเทความร้อนจากแหล่งกำเนิด]

ปัจจัยสำคัญของการถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อนคือ สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อน (heat transfer coefficient - h) ซึ่งแสดงให้เห็นว่าพลังงานความร้อนถูกถ่ายเทจากของแข็งไปยังของไหล หรือในทางกลับกัน ได้อย่างมีประสิทธิภาพเพียงใด สัมประสิทธิ์นี้เองได้รับอิทธิพลจากปัจจัยหลายประการ รวมถึงการนำความร้อนของของไหล, ความปั่นป่วนของการไหล, ความเร็ว, และตัวแปรอื่นๆ พัดลมและปั๊มที่เพิ่มความเร็วของไหลส่งผลให้สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนเพิ่มขึ้น การออกแบบฮาร์ดแวร์ที่ทำลายการไหลของของไหลแบบราบเรียบ (laminar) และอำนวยความสะดวกให้เกิดความปั่นป่วนยังเพิ่มสัมประสิทธิ์ด้วย

การคำนวณการพาความร้อน (Calculating Convection)

สมการที่ควบคุมอัตราการถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อนถูกกำหนดโดยกฎการทำความเย็นของนิวตัน (Newton’s law of cooling):

Q˙_conv = h * A * ∆T

โดยที่:

• อัตราการถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อน (Q˙_conv): = อัตราการถ่ายเทพลังงานความร้อน (W) นี่คือค่าที่ต้องคำนวณ

• สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อน (h): = ค่านี้กำหนดว่าความร้อนถูกถ่ายเทระหว่างของแข็งกับของไหลได้อย่างมีประสิทธิภาพเพียงใด (W/m2 °K)

• พื้นที่ผิวของแข็ง (A): = ปริมาณพื้นที่ผิวของแข็งที่สัมผัสกับของไหลสำหรับการถ่ายเทความร้อน (m2)

• ความแตกต่างของอุณหภูมิ (∆T): = กำหนดโดยความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิพื้นผิวของแข็งและอุณหภูมิของไหลที่อยู่ห่างจากพื้นผิวที่มันมีปฏิสัมพันธ์ด้วย (°K)

การเพิ่มประสิทธิภาพการพาความร้อน (Optimizing Convection)

การระบายความร้อนแบบพาความร้อนมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการจัดการและการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ในการดำเนินงานการขุดบิตคอยน์ เครื่องขุดบิตคอยน์ทุกเครื่องอาศัยการระบายความร้อนแบบพาความร้อน โดยใช้ลม, น้ำมันสำหรับการจุ่ม, หรือน้ำ ยิ่งไปกว่านั้น การใช้งานทำความร้อนเกรดต่ำเกือบทั้งหมดสำหรับบ้านและธุรกิจขึ้นอยู่กับการทำความร้อนอากาศหรือน้ำเพื่อรักษาสภาพแวดล้อมที่สะดวกสบาย

เพื่อเพิ่มการถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อนและเพิ่มประสิทธิภาพการระบายความร้อนของเครื่องจักร เราสามารถทำสิ่งต่อไปนี้:

• เพิ่มสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อน (h): การเลือกของไหลที่มีการนำความร้อนสูงขึ้น, การเพิ่มความเร็วในการไหล, หรือการก่อให้เกิดความปั่นป่วน ล้วนเป็นการเพิ่มสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อน ซึ่งส่งผลให้การถ่ายเทความร้อนระหว่างของแข็งกับของไหลมีประสิทธิภาพมากขึ้น

• เพิ่มปริมาณพื้นที่ผิวทั้งหมดที่สัมผัสกับของไหล (A): นี่เป็นวิธีที่ง่ายที่สุดในการเพิ่มการถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อน และเป็นวัตถุประสงค์ที่แท้จริงของฮีทซิงค์ ครีบบนฮีทซิงค์ ASIC ได้รับการออกแบบมาเพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวทั้งหมดของวัสดุร้อนที่สัมผัสกับอากาศเย็นหรือของไหลสำหรับการจุ่มอย่างมาก

• เพิ่มความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างพื้นผิวของแข็งและของไหลทำความเย็น (∆T): การรักษาอุณหภูมิของไหลให้เย็นลงหรืออุณหภูมิของแข็งให้ร้อนขึ้นจะเพิ่มความชันระหว่างสสารร้อนและเย็น ซึ่งส่งผลให้มีการถ่ายเทพลังงานความร้อนมากขึ้น หากความแตกต่างของอุณหภูมิมีน้อย ความร้อนจะไม่ถ่ายเทได้อย่างมีประสิทธิภาพ

เช่นเดียวกับการนำความร้อน ตัวแปรเหล่านี้สามารถปรับให้เหมาะสมในทิศทางตรงกันข้ามเพื่อลดการถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อนระหว่างของแข็งกับของไหล

การแผ่รังสี (Radiation)

การแผ่รังสีคือการถ่ายเทพลังงานความร้อนผ่านคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ไม่ต้องใช้วัตถุสื่อกลางหรือการสัมผัสโดยตรงระหว่างวัตถุ (ไม่มีของไหลหรือของแข็ง) สสารทั้งหมดที่มีอุณหภูมิมากกว่าศูนย์สัมบูรณ์ (-459.67°F, โปรดจำกฎข้อที่สามของอุณหพลศาสตร์) จะปล่อยรังสี พลังงานรังสีความร้อนนี้สามารถถูกดูดซับ, สะท้อน, หรือส่งผ่านโดยวัสดุอื่นๆ

ตัวอย่าง:

บนโลก เรามีสื่ออากาศอยู่รอบตัวเราและเชื่อมต่อกับสิ่งแวดล้อมทางกายภาพ ดังนั้น การแผ่รังสีจึงมีบทบาทเล็กน้อยในการจัดการความร้อนของเครื่องขุดบิตคอยน์เมื่อเทียบกับการนำความร้อนและการพาความร้อน แต่เรายังคงสามารถทำความเข้าใจอิทธิพลของมันได้ ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่ละเอียดอ่อนหรือท่อและท่อลมระบายความร้อนสามารถห่อหุ้มด้วยแผ่นสะท้อนแสง พื้นผิวสะท้อนแสงทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันรังสี โดยเบี่ยงเบนพลังงานรังสีออกจากส่วนประกอบเพื่อให้พวกมันเย็นอยู่เสมอ

[ภาพ: ภาพวาดแสดงการแผ่รังสี (Radiation) จากแหล่งกำเนิดความร้อน ซึ่งแสดงเป็นเส้นโค้งที่พุ่งออกไป]

อัตราการถ่ายเทความร้อนแบบแผ่รังสีส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติพื้นผิวของวัสดุ:

• ค่าการแผ่รังสี (Emissivity - ε): วัสดุสามารถปล่อยรังสีความร้อนได้ดีเพียงใด มันสามารถปล่อยพลังงานความร้อนในรูปคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้ดีเพียงใด

• ค่าการดูดกลืนรังสี (Absorptivity - α): สัดส่วนของรังสีที่วัสดุดูดซับ วัสดุสามารถดูดซับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้ดีเพียงใด

• ค่าการสะท้อนรังสี (Reflectivity - ρ): สัดส่วนของรังสีที่วัสดุสะท้อน วัสดุสามารถสะท้อนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้ดีเพียงใด

• ค่าการส่งผ่านรังสี (Transmissivity - τ): สัดส่วนของรังสีที่ผ่านวัสดุไปได้ วัสดุสามารถปล่อยให้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าผ่านตัวเองไปได้ดีเพียงใด

ตัวแปรสำคัญอีกประการหนึ่งคือ ปัจจัยการมองเห็น (view factor - F_ij) ซึ่งอธิบายว่าส่วนประกอบหนึ่งสามารถ "มองเห็น" อีกส่วนประกอบหนึ่งเพื่อวัตถุประสงค์ในการแผ่รังสีได้ดีเพียงใด หากส่วนประกอบร้อนไม่สามารถมองเห็นส่วนประกอบเย็นได้โดยตรง มันก็จะแผ่รังสีได้มีประสิทธิภาพน้อยลง ลองนึกภาพการแผ่รังสีเป็นการลากเส้นตรงระหว่างส่วนประกอบต่างๆ เส้นเหล่านี้เป็นตัวแทนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ถ่ายเทพลังงานรังสี หากเส้นถูกขัดขวาง การถ่ายเทพลังงานรังสีก็ถูกขัดขวางด้วย

ในการใช้งานจริง สารเคลือบและสีที่มีค่าการแผ่รังสีสูงสามารถใช้กับฮีทซิงค์เพื่อปรับปรุงการระบายความร้อนแบบแผ่รังสีสู่สภาพแวดล้อม ในทางกลับกัน พื้นผิวสะท้อนแสงหรือพื้นผิวที่มีค่าการดูดกลืนรังสีต่ำมักใช้กับอุปกรณ์ภายนอกเพื่อลดการถ่ายเทความร้อนแบบแผ่รังสีจากดวงอาทิตย์ ทำให้พวกมันเย็นเมื่อสัมผัส

การคำนวณการแผ่รังสี (Calculating Radiation)

กฎของสเตฟาน-โบลซ์มานน์ (Stefan-Boltzmann Law) ระบุปริมาณอัตราพลังงานที่แผ่ออกไปจากพื้นผิว

Q˙_rad =σ * ε * A * T⁴

โดยที่:

• อัตราการถ่ายเทความร้อนแบบแผ่รังสี (Q˙_rad): = อัตราการถ่ายเทความร้อนแบบแผ่รังสีที่ต้องคำนวณ (W)

• ค่าคงที่สเตฟาน-โบลซ์มานน์ (Stefan-Boltzmann Constant - σ): = 5.67 * 10^-8 W/m2 °K4 ค่าคงที่ที่กำหนดโดยการทดลอง

• พื้นที่ผิวของวัตถุที่แผ่รังสี (Radiating Body Surface Area - A): = ปริมาณพื้นที่ผิวของวัสดุที่มีความสามารถในการแผ่พลังงาน (m2)

• ค่าการแผ่รังสีของวัสดุ (Material Emissivity - ε): = วัสดุสามารถปล่อยพลังงานผ่านคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้ดีเพียงใด (ไม่มีมิติ, 0 ถึง 1)

• อุณหภูมิของพื้นผิว (Temperature of the Surface - T): = อุณหภูมิสัมบูรณ์ของพื้นผิว (K)

ในการคำนวณอัตราพลังงานรังสีที่พื้นผิวดูดซับ เราจำเป็นต้องพิจารณาค่าการดูดกลืนรังสีของมัน:

Q˙_abs = α * Q˙_rad * A

โดยที่:

• อัตราการดูดซับรังสี (Q˙_abs): = อัตราพลังงานความร้อนที่วัสดุดูดซับจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (W)

• ค่าการดูดกลืนรังสีของวัสดุ (Material Absorptivity - α): = วัสดุสามารถดูดซับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้ดีเพียงใด (ไม่มีมิติ, 0-1)

• พื้นที่ผิวที่สัมผัส (Exposed Surface Area - A): = ปริมาณพื้นที่ผิวของวัสดุที่สัมผัสกับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (m2)

เมื่อคำนวณอัตราการถ่ายเทความร้อนแบบแผ่รังสีระหว่างสองพื้นผิว ต้องพิจารณาปัจจัยการมองเห็นของพวกมัน:

Q˙_{rad, 12} = σ * ε ₁* A₁ * F₁₂ * (T₁⁴ - T₂⁴)

• อัตราการถ่ายเทรังสีระหว่างวัสดุสองชนิด (Q˙_{rad, 12}): = อัตราพลังงานความร้อนที่ถ่ายเทระหว่างวัตถุ 1 และวัตถุ 2 ผ่านคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (W)

• ค่าคงที่สเตฟาน-โบลซ์มานน์ (σ): = 5.67 * 10^-8 W/m2 °K4 ค่าคงที่ที่กำหนดโดยการทดลอง

• ค่าการแผ่รังสีของวัสดุ 1 (ε₁): = วัสดุที่ร้อนกว่าสามารถถ่ายเทพลังงานผ่านคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้ดีเพียงใด (ไม่มีมิติ, 0 ถึง 1)

• พื้นที่ผิวของวัตถุ 1 ที่แผ่รังสี (A₁): = ปริมาณพื้นที่ผิวของวัสดุร้อนกว่า 1 ที่มีความสามารถในการแผ่พลังงาน (m²)

• ปัจจัยการมองเห็นระหว่างวัสดุ (F₁₂): = คำนวณจากเรขาคณิตและการวางแนวสัมพัทธ์ระหว่างสองพื้นผิว (ไม่มีมิติ, 0 ถึง 1)

• ความแตกต่างของอุณหภูมิ (∆T^₄): = กำหนดโดยความชันอุณหภูมิสัมบูรณ์ระหว่างพื้นผิวที่แผ่รังสี 1 และพื้นผิวที่ดูดซับ 2 (°K)

การเพิ่มประสิทธิภาพการแผ่รังสี (Optimizing Radiation)

แม้ว่าการถ่ายเทความร้อนแบบแผ่รังสีจะไม่ใช่ข้อกังวลหลักสำหรับการดำเนินงานการขุดบิตคอยน์และระบบนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ แต่การจัดการมันก็ยังคงสามารถให้ความได้เปรียบด้านประสิทธิภาพเหนือการตั้งค่าของคู่แข่ง การป้องกันความร้อนแบบแผ่รังสีที่มีประสิทธิภาพอาจมีประโยชน์อย่างยิ่งในสถานที่ติดตั้งที่มีแสงแดดจัด ในสภาพอากาศที่ร้อนจัด สารเคลือบที่มีค่าการแผ่รังสีสูงบนฮีทซิงค์และฮาร์ดแวร์อื่นๆ สามารถเพิ่มการระบายความร้อนแบบแผ่รังสี ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการระบายความร้อนโดยรวมนอกเหนือจากที่ได้จากการนำความร้อนหรือการพาความร้อนเพียงอย่างเดียว

เพื่อเพิ่มการระบายความร้อนแบบแผ่รังสีสู่สภาพแวดล้อม เราสามารถ:

• เพิ่มพื้นที่ผิวทั้งหมดของส่วนประกอบที่ร้อนที่แผ่พลังงานสู่สภาพแวดล้อม (A): การเพิ่มปริมาณพื้นที่ผิวร้อนที่สัมผัสช่วยในการระบายความร้อนแบบแผ่รังสี

• เลือกผิวสำเร็จที่มีค่าการแผ่รังสีสูงขึ้น (ε): สำหรับส่วนประกอบที่ร้อนที่เราต้องการรักษาความเย็น การเลือกผิวสำเร็จที่สามารถแผ่พลังงานความร้อนได้ดีขึ้นจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการระบายความร้อน

• เพิ่มความแตกต่างของอุณหภูมิ (∆T): ความชันอุณหภูมิที่มากขึ้นระหว่างพื้นผิวกับสภาพแวดล้อม หรือกับพื้นผิวที่เย็นกว่า จะช่วยให้พลังงานความร้อนถ่ายเทได้มากขึ้น

• เพิ่มปัจจัยการมองเห็นจากส่วนประกอบที่ร้อนไปยังสภาพแวดล้อมที่เย็น (F₁₂): การเพิ่มปัจจัยการมองเห็นจากส่วนประกอบที่ร้อนไปยังสภาพแวดล้อมที่เย็นกว่าสามารถเพิ่มการถ่ายเทความร้อนแบบแผ่รังสี ทำให้ส่วนประกอบที่ร้อนสามารถระบายความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

เพื่อลดการดูดซับความร้อนแบบแผ่รังสี เราสามารถ:

• ลดปริมาณพื้นที่ผิวที่สัมผัส (A): เพื่อรักษาพื้นผิวให้เย็น เราสามารถจำกัดการดูดซับพลังงานความร้อนแบบแผ่รังสีโดยการลดปริมาณพื้นที่ผิวที่สัมผัสกับรังสี

• เลือกผิวสำเร็จที่มีค่าการดูดกลืนรังสีต่ำ (α): พื้นผิวที่ดูดซับพลังงานรังสีได้น้อยกว่าเหมาะสำหรับส่วนประกอบที่ต้องการรักษาความเย็น

• ลดปัจจัยการมองเห็นของส่วนประกอบที่เย็นต่อรังสี (F₁₂): การลดปัจจัยการมองเห็น – ปริมาณของสภาพแวดล้อมที่ร้อนที่ส่วนประกอบที่เย็น "มองเห็น" – จะจำกัดการถ่ายเทความร้อนแบบแผ่รังสี ช่วยลดการดูดซับความร้อนให้เหลือน้อยที่สุด

เช่นเดียวกับการนำความร้อนและการพาความร้อน ตัวแปรเหล่านี้สามารถปรับแต่งในลักษณะตรงกันข้ามเพื่อลดการระบายความร้อนแบบแผ่รังสีหรือเพิ่มการดูดซับความร้อนแบบแผ่รังสีให้สูงสุด

บทสรุปการถ่ายเทความร้อนสำหรับเครื่องขุด Bitcoin (HEAT TRANSFER TAKEAWAYS FOR BITCOIN MINERS)

เครื่องขุดบิตคอยน์มีความหนาแน่นของพลังงานสูง การระบายความร้อนที่ไม่เพียงพออาจนำไปสู่ประสิทธิภาพที่ไม่ดี, ความเสียหายของฮาร์ดแวร์, และบางครั้งอาจเกิดความล้มเหลวร้ายแรง การทำความเข้าใจวิธีการถ่ายเทพลังงานความร้อนทั้งสามวิธีเป็นพื้นฐานสำคัญสำหรับการออกแบบระบบการขุดบิตคอยน์และประสิทธิภาพสูง ทีมงานที่สร้างการดำเนินงานการขุดแบบดั้งเดิมสามารถนำหลักการเหล่านี้ไปใช้ตลอดกระบวนการออกแบบและระหว่างการดำเนินงานการจัดการเพื่อให้แน่ใจว่าฮาร์ดแวร์มีการระบายความร้อนที่เหมาะสม

สำหรับการใช้งานทำความร้อนด้วยเครื่องขุดบิตคอยน์ หลักการเหล่านี้มีความสำคัญมากยิ่งขึ้น ในขณะที่การระบายความร้อนฮาร์ดแวร์ไฟฟ้ากำลังสูงอย่างเพียงพอเป็นความท้าทายหนึ่ง การระบาย, ดักจับ, และถ่ายเทพลังงานความร้อนนั้นไปยังแอปพลิเคชันเป้าหมายอย่างมีประสิทธิภาพจะเพิ่มความซับซ้อน

ขอบคุณที่สนใจ!