Immersionskühlung beim Mining: Was es bringt und kostet

Immersionskühlung beim Mining heißt: Der Miner läuft nicht an der Luft, sondern taucht vollständig in eine Flüssigkeit, die keinen Strom leitet. Die Lüfter fallen weg, das Gerät wird fast still, bleibt gleichmäßig kühl und lässt sich übertakten. Die Wärme kommt als 50 bis 60 Grad warme Flüssigkeit heraus, mit der du heizen kannst. Dafür kaufst du Wanne, Pumpe, Wärmetauscher und Flüssigkeit dazu, und der Miner wird nicht billiger im Betrieb: Eine kWh Strom bleibt eine kWh Strom.

Warum Miner überhaupt gekühlt werden müssen

Ein ASIC-Miner wandelt fast den ganzen Strom, den er zieht, in Wärme um. Ein aktuelles Gerät mit 200 TH/s und 17,5 J/TH braucht rund 3,5 kW, so viel wie zwei große Heizlüfter. Diese Wärme entsteht auf wenigen Platinen mit Dutzenden Chips. Werden die Chips zu heiß, drosselt das Gerät oder schaltet ab.

Bei Luftkühlung schieben zwei bis vier Lüfter mit hoher Drehzahl Luft durch das Gehäuse. Das funktioniert, hat aber drei Nachteile: Es ist laut, es saugt Staub und Feuchtigkeit an, und die Wärme kommt als großer Strom lauwarmer Luft heraus, mit dem man wenig anfangen kann. Was ein ASIC ist und welche Geräte es gibt, erklärt ASIC-Miner kaufen. Warum ein Gerät zuhause mit Haushaltsstrom kaum Gewinn macht, rechnet Bitcoin-Mining zuhause durch.

Flüssigkeit nimmt Wärme viel besser auf als Luft. Darauf beruhen die zwei Alternativen: Wasserkühlung über Kühlplatten (die „Hydro“-Geräte der Hersteller) und Immersion, bei der das ganze Gerät eintaucht.

Einphasige Immersionskühlung: der Standard

Bei der einphasigen Kühlung liegt der Miner in einer Wanne mit dielektrischem Öl. Die Lüfter sind abgebaut. Eine Pumpe treibt das Öl durch die Wanne, es nimmt an den Kühlkörpern Wärme auf und fließt zu einem Wärmetauscher. Dort gibt es die Wärme an Luft (ein Rückkühler, ähnlich einem Autokühler) oder an Wasser ab und kommt abgekühlt zurück.

„Einphasig“ heißt: Das Öl bleibt die ganze Zeit flüssig. Typisch sind Zulauftemperaturen um 35 bis 45 Grad und Rücklauftemperaturen um 50 bis 60 Grad, je nachdem, wie stark das Gerät belastet wird und wie schnell gepumpt wird.

Fast alle Mining-Farmen mit Immersion arbeiten so. Die Technik ist einfach: Wanne, Pumpe, Wärmetauscher, Temperaturfühler. Sie gibt es fertig als Container für Dutzende Geräte und als kleine Tanks für ein bis zwei Miner.

Zweiphasige Immersionskühlung: Sieden am Chip

Bei der zweiphasigen Kühlung siedet die Flüssigkeit direkt an den heißen Bauteilen. Verwendet werden Fluorkohlenwasserstoffe mit einem Siedepunkt um 50 bis 60 Grad. Der Dampf steigt auf, kondensiert an einer gekühlten Schlange im Deckel und tropft zurück. Verdampfen nimmt sehr viel Wärme auf, die Temperatur bleibt dabei fast genau am Siedepunkt.

Physikalisch ist das die bessere Kühlung. Im Mining ist sie trotzdem selten, aus drei Gründen:

• Die Flüssigkeit ist teuer und kostet ein Vielfaches eines Mineral- oder Syntheseöls. Was verdampft und durch Undichtigkeiten entweicht, musst du nachkaufen.
• Die Wanne muss dicht sein. Jedes Öffnen für einen Gerätewechsel kostet Dampf.
• Die Stoffe gehören zu den PFAS, den „ewigen Chemikalien“. Der größte Hersteller 3M hat angekündigt, die PFAS-Produktion bis Ende 2025 einzustellen, und fünf europäische Länder haben 2023 bei der Europäischen Chemikalienagentur ECHA eine weitgehende Beschränkung von PFAS beantragt. Wer heute zweiphasig plant, wettet darauf, dass er die Flüssigkeit in fünf Jahren noch bekommt.

Dielektrische Flüssigkeiten: Was in die Wanne kommt

„Dielektrisch“ heißt: Die Flüssigkeit leitet keinen Strom. Ein eingeschalteter Miner kann deshalb darin laufen, ohne dass es einen Kurzschluss gibt. Wasser kommt nicht infrage, schon wenig Leitfähigkeit würde die Platinen zerstören.

Für Mining hat sich einphasiges Syntheseöl durchgesetzt. Es ist sauberer und gleichmäßiger als billiges Mineralöl, altert langsamer und greift Dichtungen und Kunststoffe weniger an. Ein paar Punkte, die in der Praxis zählen:

• Verträglichkeit: Nicht jedes Öl verträgt sich mit jedem Kunststoff, Kabelmantel oder Wärmeleitpad. Die Hersteller der Flüssigkeiten führen Listen, was geprüft ist.
• Wärmeleitpaste: Manche Pasten lösen sich im Öl langsam auf. Für Immersion gebaute Geräte haben das berücksichtigt, umgebaute Luftgeräte nicht immer.
• Sauberkeit: Öl zieht keine Feuchtigkeit wie Luft, aber Abrieb und gelöste Reste sammeln sich. Ein Filter im Kreislauf gehört dazu.

Übertakten in Öl: mehr Hashrate, schlechtere Effizienz

Das meistgenannte Argument für Immersion ist Übertakten. Weil die Chips gleichmäßig kühl bleiben, kannst du Takt und Spannung anheben. Mit angepasster Firmware sind 20 bis 30 % mehr Hashrate üblich.

Der Haken: Mehr Takt braucht mehr Spannung, und der Stromverbrauch steigt schneller als die Hashrate. Die Effizienz in J/TH wird schlechter. Die zusätzliche Hashrate kostet also mehr Strom pro TH als die Grundleistung. Ob sich das lohnt, hängt allein am Strompreis.

Umgekehrt geht es auch: Unter Öl kannst du ein Gerät untertakten und leiser, effizienter und länger betreiben. Für Heim-Miner, die vor allem heizen wollen, ist das oft die vernünftigere Einstellung. Wie die Hashrate des Netzes und die Difficulty deinen Ertrag pro TH Jahr für Jahr drücken, gilt in Öl genauso wie an der Luft: Ein heute gekaufter Miner schürft in sechs Jahren rund 36’500 Sats pro TH/s, zwei Drittel davon in den ersten zwei (unsere Forschung zum Mining zuhause, mit dem Netz unseres Hashrate-Modells).

Was eine Immersionsanlage kostet

Die Kosten teilen sich in einmalige Anschaffung und laufenden Betrieb. Preise für kleine Anlagen schwanken stark, die folgende Rechnung nutzt deshalb ausdrücklich Annahmen.

Was die Kosten wieder hereinholt, sind andere Dinge: weniger Lärm, kein Staub, eine längere Lebensdauer der Geräte (die Hersteller von Immersionstechnik versprechen sie, belastbare Langzeitdaten für kleine Anlagen gibt es wenig) und vor allem nutzbare Wärme.

Abwärme nutzen: der eigentliche Vorteil

An der Luft kommt die Wärme eines Miners als Abluft um 40 Grad heraus, verteilt auf viel Volumen. Im Winter kannst du damit einen Raum heizen, aber kaum Wasser erwärmen oder die Heizung des Hauses unterstützen.

In Öl ist das anders. Die Wärme liegt konzentriert in einer Flüssigkeit mit 50 bis 60 Grad. Über einen Plattenwärmetauscher lässt sie sich an einen Wasserkreislauf übergeben. Was du damit anfangen kannst, hängt an der Temperatur, die dein System braucht:

Für einen Heim-Miner heißt das: Mit Immersion und Wärmetauscher kann der Miner einen Teil der Heizarbeit eines Hauses übernehmen, statt nur einen Kellerraum zu wärmen. Ob das günstiger ist als deine heutige Heizung, steht in der Tabelle „Kosten pro kWh Wärme“ im Artikel Bitcoin-Mining zuhause: Gegen eine Elektroheizung gewinnt der Miner, gegen eine Wärmepumpe oder Gas verliert er: Deren Wärme kostet etwa ein Drittel. Statt einer Elektroheizung ist der Strom für die Wärme bezahlt, die Bitcoin müssen also nur die Hardware wieder hereinholen: In unserem Forschungspapier schafft ein Heiz-Miner das in einem bis sieben Jahren. Bei einer Immersionsanlage kommen ihre 3’800 € dazu.

Im großen Maßstab wird flüssig abgeführte Mining-Wärme bereits genutzt. MARA startete 2024 in der finnischen Region Satakunta ein Pilotprojekt mit rund 2 MW, dessen Wärme in das Fernwärmenetz eines Ortes mit rund 11’000 Einwohnern geht. Wärmepumpen heben das warme Wasser dort auf rund 80 Grad an, bevor es in die Häuser fließt. Das zeigt auch die Grenze: Für ein Fernwärmenetz reicht die Temperatur des Miners allein nicht. Mehr zu dem Unternehmen steht in Marathon Digital.

Lärm, Platz und Sicherheit im Haus

Lärm: Ein luftgekühlter Miner erreicht nach Herstellerangaben rund 75 dB. In Öl sind die Lüfter weg; was bleibt, sind Pumpe und, falls vorhanden, der Lüfter des Rückkühlers. Den kannst du nach draußen stellen und langsam drehen lassen.

Gewicht: 150 Liter Öl wiegen über 120 kg, dazu Wanne und Gerät. Ein Holzboden im Dachgeschoss ist kein guter Ort.

Auslaufen: Eine undichte Leitung verteilt Öl, das sich schlecht entfernen lässt. Eine Auffangwanne unter der Anlage ist Pflicht.

Brandschutz: Mineral- und Syntheseöle brennen erst bei hohen Temperaturen, aber sie brennen. Ein eigener, abgesicherter Stromkreis, ein FI-Schutzschalter und ein Fühler, der bei Übertemperatur abschaltet, gehören dazu. Wer zur Miete wohnt, fragt vorher den Vermieter, auch wegen der Dauerlast.

Wartung: Ein Gerät zu tauschen ist eine ölige Angelegenheit. Du hebst es heraus, lässt es abtropfen und reinigst es, bevor du es verkaufst oder einschickst. Gebrauchte Immersionsgeräte erzielen oft schlechtere Preise als saubere Luftgeräte.

Für wen sich Immersionskühlung lohnt

Für Farmen mit günstigem Strom: Hier bringt Immersion messbar mehr. Mehr Geräte pro Fläche, stabile Temperaturen in heißen Klimazonen, Übertakten in Stunden mit billigem Strom, Untertakten bei teurem.

Für Heim-Miner, die wirklich heizen wollen: Wenn du ohnehin elektrisch heizt oder einen Pufferspeicher hast, kann ein Miner in Öl einen Teil dieser Arbeit übernehmen und dabei leise bleiben. Die Mehrkosten für die Kühlung müssen sich über die Jahre aus der eingesparten Heizenergie bezahlen.

Für alle, die mit Mining Geld verdienen wollen: eher nicht. Immersion senkt deinen Strompreis nicht, und der Strompreis entscheidet. Bei rund 37 Cent in Deutschland bleibt jede kWh im Miner ein Verlustgeschäft, ob in Luft oder in Öl. Wer Bitcoin ansammeln will, kommt mit einem Sparplan meist günstiger an seine Satoshi.