topics:06:case []

Эта страница только для чтения. Вы можете посмотреть её исходный текст, но не можете его изменить. Сообщите администратору, если считаете, что это неправильно.
====== Примеры расчётов и практические кейсы ======

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 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 %**

===== Цель модернизации =====
* Повысить энергоэффективность охлаждения за счёт регулирования расхода воздуха и повышения температуры хладоносителя  
* Увеличить количество часов работы в режиме **free cooling**  
* Снизить потребление электроэнергии вентиляторами и насосами  
* Сбалансировать капитальные и эксплуатационные затраты (CAPEX / OPEX)

<WRAP info>
• В расчетах учитывается как снижение потребления энергии, так и рост эффективности оборудования при увеличении температуры подачи воды.  
• Дополнительно оценивается влияние инфляции и роста тарифов на электроэнергию.
</WRAP>

----

===== 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.

**2. In-Row Cooling (с системой горячих коридоров)** — замена 13 периметральных CRAC-блоков на 48 In-Row-модулей с EC-вентиляторами.  
Температура подачи воды — 15 °C, два CRAC-блока сохраняются с VFD.

**3. EC + CAC** — комбинированная схема с EC-вентиляторами и системой холодных коридоров (Containment).  
Температура подачи воды — 15 °C.

**4. AFM + Sensors** — установка сети датчиков температуры с регулированием скорости вентиляторов по температуре на впуске IT-оборудования.  
Температура подачи воды — 15 °C.

----

===== Капитальные затраты =====

^ Элемент | Airflow + VFD | In-Row Cooling | EC + CAC | AFM + Sensors |
| Управление воздушными потоками | \$100 000 | – | – | \$100 000 |
| Система коридоров (HAC / CAC) | – | \$250 000 | \$250 000 | – |
| In-Row-блоки CRAC | – | \$480 000 | – | – |
| Трубопроводы и CDU-блоки | – | \$80 000 | – | – |
| Замена вентиляторов (EC) | \$105 000 | – | \$105 000 | \$105 000 |
| Частотные преобразователи (VFD) | \$60 000 | \$8 000 | – | – |
| Сенсорная сеть | – | – | – | \$100 000 |
| CFD-анализ и моделирование | \$20 000 | \$20 000 | \$20 000 | \$20 000 |
| **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>

----

===== Энергоэффективность =====

^ Вариант | Среднегодовой PUE |
| 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>

----

===== Финансовая эффективность =====

^ Вариант | Капитальные вложения | Приведённые эксплуатационные затраты (PV OPEX) | Общие приведённые расходы (Total PV) | Чистая приведённая стоимость (NPV) | Внутренняя норма доходности (IRR) |
| 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>

----

===== Точка безубыточности =====

* **Airflow + VFD** — 1,5 – 2 года  
* **EC + CAC** — около 2,5 лет  
* **In-Row Cooling** — ≈ 5,5 лет  


<WRAP tip>
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>

----

===== Анализ чувствительности =====

Для оценки устойчивости проекта к внешним изменениям (тарифы, нагрузки, инфляция) использовался метод анализа чувствительности:

<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.

<WRAP info>
Для высокотемпературных систем охлаждения с free cooling важно моделировать минимум двух сценариев:  
1) повышение средней температуры внешнего воздуха;  
2) рост стоимости электроэнергии.  
Оба фактора прямо влияют на срок окупаемости.
</WRAP>

----

===== 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 %.

<WRAP tip>
**Рекомендованная стратегия модернизации:**  
базовый Airflow Management + регулирование EC/VFD + Containment в рамках капремонта.  
Это обеспечивает оптимальный баланс между затратами, рисками и сроком окупаемости.
</WRAP>