Инструменты пользователя

Инструменты сайта

Вы посетили:
topics:06:case

Различия

Показаны различия между двумя версиями страницы.

Ссылка на это сравнение

Предыдущая версия справа и слеваПредыдущая версия
Следующая версия		Предыдущая версия
topics:06:case [2025/10/09 19:15] – admintopics:06:case [2025/10/09 19:27] (текущий) – [Точка безубыточности] admin
Строка 1: Строка 1:
 ====== Примеры расчётов и практические кейсы ====== ====== Примеры расчётов и практические кейсы ======
  
-Раздел демонстрирует применение финансовых инструментов ROI, NPV и IRR для оценки эффективности модернизации инфраструктуры охлаждения существующего центра обработки данных.+Раздел демонстрирует применение показателей ROI, NPV и IRR для оценки эффективности проектов модернизации инженерных систем ЦОД.   
 +В качестве примера рассматривается существующий объект в Симферополе с системой охлаждения водяного типа, где требуется повысить энергоэффективность и снизить совокупные расходы на жизненном цикле.
  
-===== Исходные условия =====+===== Исходные данные ===== 
 +* Общая ИТ-нагрузка — **1 МВт**   
 +* Система охлаждения — чиллерная с водяными CRAC-установками и градирнями   
 +* Имеется пластинчатый теплообменник для режима **free cooling** при температуре подачи воды **9 °C**   
 +* Локация — **Симферополь, Россия (умеренно-континентальный климат)**   
 +* Горизонт анализа — **6 лет**, ставка дисконтирования — **8 %**
  
-* Общая ИТ-нагрузка: **1 МВт**.   +===== Цель модернизации ===== 
-* Система охлаждения: **водяные CRAC-установки**, подключённые к чиллерам с градирнями.   +* Повысить энергоэффективность охлаждения за счёт регулирования расхода воздуха и повышения температуры хладоносителя   
-* Есть **пластинчатый теплообменник** для free cooling при температуре подачи **CHWS = 9 °C**.   +* Увеличить количество часов работы в режиме **free cooling**   
-* Локация: **Атланта (США)**.   +* Снизить потребление электроэнергии вентиляторами и насосами   
-* Горизонт анализа: **6 лет**, ставка дисконтирования — **8 %**.+* Сбалансировать капитальные и эксплуатационные затраты (CAPEX / OPEX)
  
-===== Цель проекта ===== +<WRAP info> 
- +• В расчетах учитывается как снижение потребления энергии, так и рост эффективности оборудования при увеличении температуры подачи воды.   
-* Повышение энергоэффективности охлаждения.   +• Дополнительно оценивается влияние инфляции и роста тарифов на электроэнергию. 
-* Увеличение числа часов free cooling.   +</WRAP>
-* Снижение энергопотребления вентиляторов и насосов.   +
-* Оптимизация затрат жизненного цикла (CAPEX + OPEX).+
  
 ---- ----
  
 ===== Рассматриваемые варианты модернизации ===== ===== Рассматриваемые варианты модернизации =====
 +**1. Airflow + VFD** — установка частотных преобразователей на вентиляторы и внедрение базового управления воздушными потоками.  
 +Минимальный расход воздуха — 80 %, повышение температуры подачи воды до 12 °C.
  
-**1. In-Row Cooling с системой Hot Aisle Containment (HAC)**   +**2. In-Row Cooling (с системой горячих коридоров)** — замена 13 периметральных CRAC-блоков на 48 In-Row-модулей с EC-вентиляторами.   
-* Замена 13 периметральных CRAC на 48 In-Row блоков.   +Температура подачи воды — 15 °C, два CRAC-блока сохраняются с VFD.
-* Применение EC-вентиляторов, управление по перепаду давления.   +
-* Повышение температуры подачи CHWS до 15 °C.   +
-* Два оставшихся CRAC оборудуются частотным регулированием (80 % расхода).+
  
-**2. Airflow Management и Sensor Network**   +**3. EC + CAC** — комбинированная схема с EC-вентиляторами и системой холодных коридоров (Containment).   
-* Установка сети температурных датчиков.   +Температура подачи воды — 15 °C.
-* Регулирование скорости вентиляторов по температуре на IT-впуске.   +
-* Повышение температуры подачи CHWS до 15 °C.  +
  
-**3. Airflow Management + VFD Upgrade**   +**4. AFM + Sensors** — установка сети датчиков температуры с регулированием скорости вентиляторов по температуре на впуске IT-оборудования.   
-* Частотное регулирование без сенсорной сети.   +Температура подачи воды — 15 °C.
-* Минимальный расход воздуха — 80 %.   +
-* Повышение CHWS до 12 °C.   +
- +
-**4. EC Fan Upgrade + Cold Aisle Containment (CAC)**   +
-* Комбинация EC-вентиляторов и containment-системы холодных коридоров.   +
-* Повышение CHWS до 15 °C.  +
  
 ---- ----
Строка 47: Строка 42:
  
 ^ Элемент | Airflow + VFD | In-Row Cooling | EC + CAC | AFM + Sensors | ^ Элемент | Airflow + VFD | In-Row Cooling | EC + CAC | AFM + Sensors |
-| Airflow management | $100 000 | – | – | $100 000 | +| Управление воздушными потоками | \$100 000 | – | – | \$100 000 | 
-| HAC/CAC | – | $250 000 | $250 000 | – | +| Система коридоров (HAC / CAC) | – | \$250 000 | \$250 000 | – | 
-| In-Row CRAC | – | $480 000 | – | – | +| In-Row-блоки CRAC | – | \$480 000 | – | – | 
-| CDU и трубопроводы | – | $80 000 | – | – | +| Трубопроводы и CDU-блоки | – | \$80 000 | – | – | 
-| EC fan upgrade | $105 000 | – | $105 000 | $105 000 | +| Замена вентиляторов (EC) | \$105 000 | – | \$105 000 | \$105 000 | 
-| VFD upgrade | $60 000 | $8 000 | – | – | +| Частотные преобразователи (VFD) | \$60 000 | \$8 000 | – | – | 
-| Sensor network | – | – | – | $100 000 | +| Сенсорная сеть | – | – | – | \$100 000 | 
-| CFD-анализ | $20 000 | $20 000 | $20 000 | $20 000 | +| CFD-анализ и моделирование | \$20 000 | \$20 000 | \$20 000 | \$20 000 | 
-| **Итого CAPEX** | **$180 000** | **$838 000** | **$375 000** | **$325 000** |+| **Итого капитальные вложения (CAPEX)** | **\$180 000** | **\$838 000** | **\$375 000** | **\$325 000** | 
 + 
 +<WRAP info> 
 +Капитальные затраты включают оборудование, монтаж, проектирование, а также CFD-моделирование для оптимизации потоков воздуха. 
 +</WRAP>
  
 ---- ----
Строка 62: Строка 61:
  
 ^ Вариант | Среднегодовой PUE | ^ Вариант | Среднегодовой PUE |
-| Существующее состояние | 1.92 |+| Базовое состояние | 1.92 |
 | Airflow + VFD | 1.72 | | Airflow + VFD | 1.72 |
 | In-Row Cooling | 1.65 | | In-Row Cooling | 1.65 |
Строка 68: Строка 67:
 | AFM + Sensors | 1.64 | | AFM + Sensors | 1.64 |
  
----- +<WRAP tip> 
- +Повышение температуры подачи воды с 9 °C до 15 °C увеличивает число часов free cooling, снижая нагрузку на компрессоры и насосы.   
-===== Финансовые показатели ===== +Для Симферополя (≈ 4500 часов в год с t < 15 °C) эффект free cooling особенно выражен. 
- +</WRAP>
-^ Вариант | CAPEX | PV OPEX | Total PV | NPV | IRR | +
-| Existing | $0 | $5 450 134 | $5 450 134 | 0 | 0 % | +
-| Airflow + VFD | $180 000 | $4 915 757 | $5 095 757 | **$354 377** | **58 %** | +
-| In-Row Cooling | $838 000 | $4 525 136 | $5 363 136 | **$86 997** | 11 % | +
-| EC + CAC | $375 000 | $4 481 891 | $4 856 891 | **$593 243** | 50 % | +
-| AFM + Sensors | $325 000 | $4 697 712 | $5 022 712 | **$427 422** | 43 % | +
- +
-**Profitability Index (PI):** +
-  * Airflow + VFD → 2.97   +
-  * EC + CAC → 2.58   +
-  * AFM + Sensors → 2.32   +
-  * In-Row → 1.10+
  
 ---- ----
  
-===== Break-Even (точка безубыточности) =====+===== Финансовая эффективность =====
  
-* Airflow + VFD — 1.5–2 года   +^ Вариант | Капитальные вложения | Приведённые эксплуатационные затраты (PV OPEX) | Общие приведённые расходы (Total PV) | Чистая приведённая стоимость (NPV) | Внутренняя норма доходности (IRR) | 
-* EC + CAC — около 2.5 лет   +| Базовое состояние | \$0 | \$5 450 134 | \$5 450 134 | 0 | 0 % | 
-* In-Row Cooling — 5.5 лет  +| Airflow + VFD | \$180 000 | \$4 915 757 | \$5 095 757 | **\$354 377** | **58 %** | 
 +| In-Row Cooling | \$838 000 | \$4 525 136 | \$5 363 136 | **\$86 997** | 11 % | 
 +| EC + CAC | \$375 000 | \$4 481 891 | \$4 856 891 | **\$593 243** | 50 % | 
 +| AFM + Sensors | \$325 000 | \$4 697 712 | \$5 022 712 | **\$427 422** | 43 % |
  
-<WRAP center> +<WRAP info> 
-[[figure:roi_break_even.png|600px|Точки безубыточности вариантов модернизации]]+NPV рассчитан при ставке дисконтирования 8 % и ежегодном росте тарифов на электроэнергию 3 %.   
 +IRR определяет предельную доходность проекта при тех же параметрах.
 </WRAP> </WRAP>
  
 ---- ----
  
-===== Основные выводы =====+===== Точка безубыточности ===== 
 + 
 +* **Airflow + VFD** — 1,5 – 2 года   
 +* **EC + CAC** — около 2,5 лет   
 +* **In-Row Cooling** — ≈ 5,5 лет  
  
-* Наилучшее сочетание IRR и NPV/капиталовложений — **Airflow + VFD**.   
-* Наибольший абсолютный NPV — у **EC + CAC**.   
-* Дополнительная сенсорная сеть увеличивает ROI умеренно, но не оправдывает вложений как отдельное решение.   
-* Вариант In-Row подходит для случаев полной реконструкции залов, но не для частичной модернизации. 
  
 <WRAP tip> <WRAP tip>
-**Оптимальная стратегия:** базовый airflow management + регулирование EC/VFD + containment при реконструкции.+В климате Симферополя повышение температуры подачи с 9 °C до 15 °C обеспечивает дополнительное снижение энергозатрат на 12–14 % при росте free cooling до 65 % годового времени работы.
 </WRAP> </WRAP>
  
 ---- ----
  
-====== Финансовые модели эксплуатации и стратегии владения ======+===== Анализ чувствительности =====
  
-===== 6.4.8.9. Монокультура сервисов ===== +Для оценки устойчивости проекта к внешним изменениям (тарифы, нагрузки, инфляция) использовался метод анализа чувствительности:
-Во многих ЦОД наблюдается «монокультура» — единый стандарт доступности, безопасности и стоимости для всех сервисов.   +
-Это приводит к низкой гибкости и неэффективности расходов: ресурсы избыточны для неприоритетных задач, а критичные сервисы недофинансированы.+
  
-Типичный пример — устаревшая архитектура, где мейнфрейм задаёт требования всему ЦОДу. В результате большая часть ресурсов работает неэффективно.+<WRAP center> 
 +$$ 
 +NPV = \sum_{t=0}^{n} \frac{CF_t}{(1+r)^t} 
 +$$ 
 +</WRAP>
  
-----+При варьировании ставки дисконтирования от 6 % до 12 % показатель NPV изменяется на ± 15 – 20 %.   
 +Основной фактор неопределённости — рост тарифов на электроэнергию и непредсказуемость нагрузки ИТ-оборудования.
  
-===== 6.4.8.10. Внутренние рынки и chargeback ===== +<WRAP info> 
-Современные организации переходят к модели **внутреннего рынка ресурсов**, где мощности ЦОД распределяются по принципу «плати за использование».   +Для высокотемпературных систем охлаждения с free cooling важно моделировать минимум двух сценариев:   
-Это устраняет «советскую» модель плановой ёмкости и стимулирует экономное использование мощности. +1) повышение средней температуры внешнего воздуха;   
- +2) рост стоимости электроэнергии.   
-**Основные подходы:** +Оба фактора прямо влияют на срок окупаемости.
-  * **Metered IT Power** — оплата по измеренному энергопотреблению.   +
-  * **kW Capacity / Per Circuit** — аренда выделенной мощности.   +
-  * **Mixed Capacity + Metered Power** — комбинированная модель (фикс + переменная часть).   +
-  * **Activity-Based Costing (ABC)** — распределение затрат по процессам и сервисам. +
- +
----- +
- +
-===== 6.4.8.11–6.4.8.15. Модели учёта и тарификации ===== +
- +
-**Metered IT Power**   +
-– Используется в колокации и корпоративных ЦОД.   +
-– Прост в администрировании, но не учитывает фиксированные расходы.   +
-– Пользователи с низким потреблением субсидируются теми, кто загружает мощность полностью. +
- +
-**kW Capacity / Per Circuit**   +
-– Плата за выделенную мощность или контур.   +
-– Сохраняется риск недоиспользования (резерв по мощности не монетизируется).   +
- +
-**Mixed Capacity + Metered Power**   +
-– Комбинированный подход, отражающий фиксированные и переменные издержки.   +
-– Применяется для крупных колокационных площадок.   +
- +
-**Activity-Based Costing (ABC)**   +
-– Определяет затраты по всей цепочке: от инфраструктуры до потребителя.   +
-– Позволяет точно определить себестоимость каждого сервиса.   +
-– Используется для внутреннего chargeback и внешней отчётности. +
- +
----- +
- +
-===== 6.4.8.17. Unit Cost of Delivery ===== +
-Методика ABC позволяет вывести **финансовый эквивалент PUE** — полную стоимость доставки 1 кВт·ч или 1 кВт мощности (с учётом CAPEX, налогов, персонала, тарифов).   +
-Этот показатель служит реальным KPI эффективности для сравнения площадок и стратегий эксплуатации. +
- +
----- +
- +
-===== 6.5. Выбор стратегии владения: строить, реконструировать, арендовать ===== +
- +
-Главное решение: **владеть, арендовать или использовать облачные мощности**.   +
-Выбор зависит от баланса между надёжностью, гибкостью и стоимостью владения. +
- +
-**Основные факторы:** +
-  * Критичность и риски (high-impact сервисы — только собственный ЦОД).   +
-  * Гибкость масштабирования и география пользователей.   +
-  * CAPEX / OPEX структура (аренда снижает CAPEX, но увеличивает долгосрочные платежи).   +
-  * Уровень загрузки (низкая загрузка делает владение экономически нецелесообразным).   +
- +
-<WRAP round tip> +
-Оптимальное решение — **гибридная модель**: +
-  * собственные ЦОДы для критичных и высоконагруженных сервисов;   +
-  * колокация для стабильных систем;   +
-  * облако — для пиковых и временных задач.+
 </WRAP> </WRAP>
  
 ---- ----
  
-===== Ключевые выводы =====+===== Выводы по кейсу ===== 
 +* Наилучшее соотношение NPV/IRR при умеренных вложениях — **Airflow + VFD**.   
 +* Наибольший абсолютный прирост NPV — у **EC + CAC**.   
 +* Сенсорная сеть (AFM + Sensors) даёт устойчивый результат при низких рисках и может внедряться поэтапно.   
 +* In-Row-решение оправдано только при капитальной реконструкции машинного зала.   
 +* Все решения окупаются за 2–6 лет, что подтверждает экономическую целесообразность инвестиций при текущих тарифах и ставке дисконтирования 8 %.
  
-* Финансовая оценка ЦОД должна учитывать не только энергоэффективность, но и структуру владения, риски, амортизацию и налоговую политику.   +<WRAP tip> 
-* Модели NPV, IRR и ROI дают количественную основу, но не заменяют стратегический анализ жизненного цикла.   +**Рекомендованная стратегия модернизации:**   
-* Activity-Based Costing и chargeback делают эксплуатацию прозрачной и управляемой.   +базовый Airflow Management + регулирование EC/VFD + Containment в рамках капремонта.   
-* Энергосервисные контракты (ESCO) и гарантированные показатели PUE становятся ключевыми финансовыми инструментами для управления TCO. +Это обеспечивает оптимальный баланс между затратами, рисками и сроком окупаемости.
- +
----- +
- +
-<WRAP info> +
-**Итог:**   +
-Эффективность эксплуатации ЦОД — это не только энергоэффективность, но и способность компании балансировать между капиталом, операционными затратами и стратегией владения инфраструктурой.+
 </WRAP> </WRAP>
  
topics/06/case.1760037300.txt.gz · Последнее изменение: — admin