====== Энергетическая эффективность и доля механического охлаждения ======

<WRAP box round>
Раздел посвящён оценке энергоэффективности различных схем охлаждения ЦОД и определению доли **механического холода (Trim Cooling)**, требуемого для компенсации работы экономайзера в периоды высоких температур и влажности.  
Рассматриваются годовая доля естественного охлаждения, потребность в механическом резерве и их влияние на капитальные и эксплуатационные затраты.
</WRAP>

===== Основные факторы влияния =====
<WRAP info>
На эффективность систем охлаждения влияют:
  * климат региона (температура и влажность наружного воздуха);
  * доступность воды для адиабатического охлаждения;
  * допустимая температура в холодном коридоре (обычно 22–27 °C);
  * экстремальные температуры и продолжительность пиковых часов;
  * архитектура здания и расположение воздухозаборов.
</WRAP>

Экономайзер может обеспечивать **до 95–99 %** годового объёма охлаждения, однако в самые жаркие и влажные дни ему требуется **механическое дополнение (Trim Cooling)**.  
Эта часть системы определяет:
  * **энергоэффективность в течение года**,  
  * **первоначальную стоимость** оборудования,  
  * **надёжность** охлаждения при экстремальных условиях.

===== Сравнение доли механического холода =====
<WRAP box round>
**Критерии расчёта по методике ASHRAE (TMY3 и 50-летние экстремумы):**
  * выбран город/климатическая зона;
  * заданы уставки: холодный/горячий коридор 24 °C / 35 °C;
  * определены значения сухого (db) и влажного (wb) термометров;
  * вычислена требуемая мощность механического холода (тонн/1000 SCFM).
</WRAP>

^ Схема ^ Обозначение ^ Принцип работы ^ Доля естественного охлаждения ^ Trim Cooling ^ |
| 1 | IASE (HX воздух–воздух) | Косвенное воздушное охлаждение | 70–90 % | 0.9–1.8 т/1000 SCFM |
| 2 | IASE + DEC | Косвенное с адиабатическим предохлаждением | 85–95 % | 0.6–1.1 т/1000 SCFM |
| 3 | IEXC | Интегральный косвенный испарительный теплообменник | 95–99 % | 0.3–0.8 т/1000 SCFM |
| 4 | DASE + DEC | Прямое испарительное охлаждение | 60–80 % | Δt ≈ 11 K к уставке холодного коридора |

<WRAP center round>
**Типичные диапазоны по данным ASHRAE TMY3**  
(75 °F / 95 °F = 23.9 °C / 35 °C, 80 °F / 100 °F = 26.7 °C / 37.8 °C)
</WRAP>

===== Интерпретация примеров для регионов России =====
<WRAP info>
  * В **Москве** при tₑ = 35 °C и влажности 50 % схема IASE обеспечивает около **75–80 %** годовой нагрузки; при добавлении DEC — до **90 %**.  
  * В **Екатеринбурге** и **Новосибирске** IEXC и IASE работают в режиме free cooling до **98 %** времени года.  
  * В **Казани** и **Нижнем Новгороде** экономайзеры обеспечивают **90–95 %**, механическое охлаждение включается редко.  
  * В **Краснодаре** и **Симферополе** DASE + DEC покрывает **60–75 %** нагрузки, остальное — механика.  
  * В **Владивостоке** из-за высокой влажности предпочтительны IASE + DEC или IEXC, обеспечивающие **50–60 %** естественного охлаждения.
</WRAP>

===== Сравнение энергетических показателей =====
<WRAP box round>
Для количественной оценки используется **частичный показатель PUE (pPUE):**

<WRAP center>
$$ pPUE = \frac{P_\text{ИТ} + P_\text{охлаждение}}{P_\text{ИТ}} $$
</WRAP>

| Тип системы | pPUE | Комментарий |
| Традиционная DX/чиллер | 1.8 – 2.5 | Высокие энергозатраты, постоянная работа компрессоров |
| Экономайзеры (IASE/IEXC) | 1.07 – 1.3 | До 6 раз меньше энергии на охлаждение |
</WRAP>

===== Пример расчёта =====
<WRAP info>
Для ЦОД с ИТ-нагрузкой **5 МВт** и тарифом **6 ₽/кВт·ч**:  
  * Энергопотребление ИТ = 263 млн ₽/год.  
  * При pPUE = 1.8 (DX/чиллер) общие расходы = **474 млн ₽/год**.  
  * При pPUE = 1.13 (IASE/IEXC) → **297 млн ₽/год**.  
**Экономия ≈ 177 млн ₽/год**, даже при частичной работе free cooling (95 %) сохраняется выгода **150–160 млн ₽**.
</WRAP>

===== Выводы =====
<WRAP tip>
  * Экономайзерные системы снижают потребление электроэнергии на охлаждение в 4–6 раз.  
  * Trim Cooling определяет только малую часть годовой нагрузки (1–20 %).  
  * Использование DEC-модулей уменьшает потребность в механике до 2–5 %.  
  * Для умеренных и континентальных регионов (Москва, Екатеринбург, Новосибирск) возможна круглогодичная работа free cooling с PUE ≈ 1.1–1.2.  
  * Для южных и влажных климатов (Краснодар, Симферополь, Владивосток) рациональны DASE + DEC и IASE + DEC при качественной фильтрации воздуха.  
  * Сочетание IASE/IEXC с резервным DX даёт оптимальный баланс надёжности и энергоэффективности.
</WRAP>