Различия

Показаны различия между двумя версиями страницы.

--- topics:06:case [2025/10/09 19:17] – admin
+++ topics:06:case [2025/10/09 19:27] (текущий) – [Точка безубыточности] admin
@@ Строка 1: / Строка 1: @@
 ====== 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 совокупной стоимости владения (CAPEX + OPEX).
 ----
-===== 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.
-**Airflow + VFD**
+**2. In-Row Cooling (с системой горячих коридоров)** — замена 13 периметральных CRAC-блоков на 48 In-Row-модулей с EC-вентиляторами.
-* Частотное регулирование вентиляторов без сенсорной сети.
+Температура подачи воды — 15 °C, два CRAC-блока сохраняются с VFD.
-* Минимальный расход воздуха — 80 %.
-* Повышение CHWS до 12 °C.
-**In-Row Cooling (с Hot Aisle Containment)**
+**3. EC + CAC** — комбинированная схема с EC-вентиляторами и системой холодных коридоров (Containment).
-* Замена 13 периметральных CRAC на 48 In-Row блоков.
+Температура подачи воды — 15 °C.
-* EC-вентиляторы, регулирование по давлению.
-* Повышение CHWS до 15 °C.
-* Два оставшихся CRAC оснащаются частотным управлением.
-**EC + CAC**
+**4. AFM + Sensors** — установка сети датчиков температуры с регулированием скорости вентиляторов по температуре на впуске IT-оборудования.
-* Комбинация EC-вентиляторов и системы холодных коридоров.
+Температура подачи воды — 15 °C.
-* Повышение CHWS до 15 °C.
-**AFM + Sensors**
-* Сеть температурных датчиков с управлением скоростью вентиляторов по температуре на IT-впуске.
-* Повышение CHWS до 15 °C.
 ----
@@ Строка 46: / Строка 42: @@
 ^ 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 61: / Строка 61: @@
 ^ Вариант | Среднегодовой PUE |
-| Существующее состояние | 1.92 |
+| Базовое состояние | 1.92 |
 | Airflow + VFD | 1.72 |
 | In-Row Cooling | 1.65 |
 | EC + CAC | 1.63 |
 | 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.
+Для Симферополя (≈ 4500 часов в год с t < 15 °C) эффект free cooling особенно выражен.
+</WRAP>
 ----
-===== Финансовые показатели =====
+===== Финансовая эффективность =====
-^ Вариант | CAPEX | PV OPEX | Total PV | NPV | IRR |
+^ Вариант | Капитальные вложения | Приведённые эксплуатационные затраты (PV OPEX) | Общие приведённые расходы (Total PV) | Чистая приведённая стоимость (NPV) | Внутренняя норма доходности (IRR) |
-| Existing | \$0 | \$5 450 134 | \$5 450 134 | 0 | 0 % |
+| Базовое состояние | \$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 % |
+<WRAP info>
+NPV рассчитан при ставке дисконтирования 8 % и ежегодном росте тарифов на электроэнергию 3 %.
+IRR определяет предельную доходность проекта при тех же параметрах.
+</WRAP>
 ----
@@ Строка 82: / Строка 92: @@
 ===== Точка безубыточности =====
-* Airflow + VFD — **1.5–2 года**
+* **Airflow + VFD** — 1,5 – 2 года
-* EC + CAC — **около 2.5 лет**
+* **EC + CAC** — около 2,5 лет
-* In-Row Cooling — **≈ 5.5 лет**
+* **In-Row Cooling** — ≈ 5,5 лет
-<WRAP center>
-[[figure:roi_break_even.png|600px|Точки безубыточности вариантов модернизации]]
-</WRAP>
-----
-===== Основные выводы =====
-* Наилучшее соотношение NPV/IRR к вложениям — **Airflow + VFD**.
-* Наибольший абсолютный NPV — у **EC + CAC**.
-* Сенсорная сеть увеличивает ROI умеренно, но не окупается как отдельное решение.
-* In-Row оправдан лишь при полной реконструкции.
 <WRAP tip>
-**Оптимум:** 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>
 ----
-====== Финансовые модели эксплуатации и стратегии владения ======
+===== Анализ чувствительности =====
-===== Монокультура сервисов =====
+Для оценки устойчивости проекта к внешним изменениям (тарифы, нагрузки, инфляция) использовался метод анализа чувствительности:
-Во многих организациях сохраняется «монокультура» — единый стандарт доступности и стоимости для всех сервисов.
-Это снижает гибкость и создаёт избыточные расходы, особенно при росте коммодитизации рынка ЦОД.
-Типичный пример — инфраструктура, где мейнфрейм задаёт требования для всего объекта, в результате чего ресурсы работают 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.
-===== Внутренние рынки и chargeback =====
+<WRAP info>
-Современные компании переходят к модели **внутреннего рынка ресурсов**, где мощности распределяются по принципу «плати за использование».
+Для высокотемпературных систем охлаждения с free cooling важно моделировать минимум двух сценариев:
-Это устраняет фиксированную «плановую ёмкость» и делает эксплуатацию прозрачной.
+) повышение средней температуры внешнего воздуха;
+) рост стоимости электроэнергии.
-**Типовые 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 сервисам и процессам.
-----
-===== Модели учёта и тарификации =====
-**Metered IT Power**
-Прост в управлении, но не отражает фиксированные расходы и приводит к перекрёстному субсидированию низконагруженных потребителей.
-**kW Capacity / Per Circuit**
-Оплата за выделенную мощность; хорошо подходит для SLA-контрактов, но не стимулирует экономию.
-**Mixed Capacity + Metered Power**
-Комбинация двух подходов, применяемая на коммерческих площадках.
-**Activity-Based Costing (ABC)**
-Позволяет учитывать реальные зависимости затрат, даёт основу для внутреннего chargeback и внешней отчётности.
-----
-===== Полная стоимость доставки (Unit Cost of Delivery) =====
-Методика ABC даёт возможность рассчитать **финансовый эквивалент PUE** — полную стоимость доставки 1 кВт·ч или 1 кВт мощности с учётом CAPEX, налогов, персонала и тарифов.
-Показатель служит KPI эффективности площадки и стратегии эксплуатации.
-----
-===== Стратегии владения инфраструктурой =====
-Главное решение — **строить, реконструировать, арендовать или использовать облако**.
-Выбор зависит от баланса между надёжностью, гибкостью и структурой затрат.
-**Ключевые факторы:**
-  * Критичность и риски (высоконагруженные — только собственный ЦОД).
-  * Гибкость масштабирования.
-  * CAPEX / OPEX баланс.
-  * Уровень загрузки мощностей.
-<WRAP round tip>
-**Оптимальная модель:**
-  * Собственные ЦОД — для критичных сервисов.
-  * Колокация — для стабильных нагрузок.
-  * Облако — для пиковых и временных задач.
 </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 включает не только энергоэффективность, но и структуру владения, риски и жизненный цикл.
+<WRAP tip>
-* Модели NPV, IRR и ROI дают количественную основу, но решение зависит от стратегии.
+**Рекомендованная стратегия модернизации:**
-* Activity-Based Costing и chargeback обеспечивают прозрачность TCO.
+базовый Airflow Management + регулирование EC/VFD + Containment в рамках капремонта.
-* Энергосервисные контракты (ESCO) и гарантированные показатели PUE становятся новым финансовым инструментом управления инфраструктурой.
+Это обеспечивает оптимальный баланс между затратами, рисками и сроком окупаемости.
-<WRAP info>
-**Итог:** эффективность ЦОД определяется способностью балансировать между капиталом, операционными расходами и стратегией владения.
 </WRAP>