Design and analysis of cooling systems in modern data centers

Magistrska naloga obravnava načrtovanje in primerjavo različnih hladilnih sistemov v sodobnih podatkovnih centrih, kjer sta energetska učinkovitost in zanesljivost delovanja ključnega pomena. V teoretičnem delu je predstavljena klasifikacija Uptime Institute, ki opredeljuje stopnje zanesljivosti podatkovnih centrov (Tier I–IV) ter smernice Ameriškega združenja za ogrevanje, hlajenje in klimatizacijo, ki določajo priporočene temperaturne in vlažnostne pogoje za delovanje opreme IT. Analitični del vključuje izračune toplotnih obremenitev kritične opreme IT, določitev ustrezne hladilne opreme, oceno učinkovitosti sistemov ter stroškovno primerjavo, osredotočeno na kapitalske izdatke in obratovalne stroške. Primerjava je izvedena za novi podatkovni center Arnes v Mariboru, pri čemer so bile upoštevane prostorske omejitve, možnost fazne gradnje ter zahteve za gradnjo po stopnji Tier III, ki zagotavlja visoko stopnjo redundance in zanesljivosti. Rezultati analize kažejo, da so vodni sistemi hlajenja med seboj stroškovno primerljivi, razlike pa se pojavljajo predvsem v razporeditvi investicij med posameznimi fazami gradnje. Sistem z enotami adiabatskega prostega hlajenja se je izkazal kot najučinkovitejši v smislu dolgoročnih stroškov lastništva in ocene učinkovitosti sistemov, vendar ima veliko porabo vode, kar lahko predstavlja okoljski in operativni izziv. Plinski sistemi z direktno ekspanzijo so se pokazali kot najmanj primerni zaradi visokih obratovalnih stroškov in slabih izkoristkov. Glavni zaključek naloge je, da izbira optimalnega sistema hlajenja ni univerzalna, temveč je odvisna od strateških prioritet naročnika. Ta se odloča med nizkimi začetnimi stroški, dolgoročno energetsko učinkovitostjo, prostorsko optimizacijo in zahtevano stopnjo zanesljivosti. Naloga ponuja metodološko podlago in konkretne rezultate, ki lahko služijo kot smernice pri načrtovanju prihodnjih podatkovnih centrov, zlasti pri projektu Arnes v Mariboru.