Solución de centro de datos de fila única INVT iWit para una compañía eléctrica en Sri Lanka

Resumen: A medida que la demanda de energía eficiente y confiable en los centros de datos sigue aumentando, las instalaciones tradicionales enfrentan desafíos crecientes debido a espacio limitado, largos ciclos de construcción y baja integración de sistemas. La solución de energía modular y contenedorizada está diseñada para superar estos problemas. Con despliegue rápido, escalabilidad flexible y alta eficiencia energética, se ha convertido en la infraestructura preferida para aplicaciones 5G, IoT(Internet de las cosas) y de emergencia. Integrando sistemas de refrigeración de precisión, UPS y distribución eléctrica, esta solución permite a los clientes construir centros de datos de alto rendimiento incluso en entornos con espacio limitado, allanando el camino hacia un futuro digital más inteligente, eficiente y sostenible.

Palabras clave: Centro de datos de una sola fila, aire acondicionado de precisión.

1. Antecedentes del proyecto

La Oficina de Energía local en Sri Lanka operaba un centro de datos heredado ubicado en una sala de servidores limitada de 4,6 m × 7,8 m. La instalación existente utilizaba un diseño tradicional con siete bastidores de servidores dispuestos en dos filas. Esta configuración reflejaba los desafíos típicos de las infraestructuras antiguas: baja eficiencia de enfriamiento, ausencia de sistema de protección contra incendios, alto consumo energético y escasa escalabilidad. Estas limitaciones se volvieron cada vez más críticas, ya que la creciente demanda operativa digital de la oficina y los planes de expansión futura se veían gravemente afectados por un entorno de centro de datos anticuado e ineficiente. La necesidad de un proyecto de modernización era evidente para garantizar que la instalación pudiera soportar de manera confiable los servicios críticos actuales y futuros.

Para abordar estos problemas, INVT recomendó la solución de centro de datos de una sola fila iWit, que incluye seis gabinetes (un gabinete principal y cinco gabinetes IT). La configuración incluye dos unidades de aire acondicionado de precisión de 25 kW en fila con redundancia N+1, un UPS modular de 45 kVA con tres módulos de potencia de 15 kVA y 15 minutos de respaldo de batería, asegurando tanto eficiencia como alta confiabilidad. Esta solución cumplió completamente con los requisitos del cliente, transformando el centro de datos heredado en una instalación moderna y modular con mayor resiliencia y escalabilidad.

2. Puntos críticos del cliente

• Espacio extremadamente limitado: La sala de servidores original medía solo 4,6 m × 7,8 m. El diseño tradicional de doble fila ocupaba un espacio de piso excesivo, dificultando la futura expansión y la instalación de nuevos equipos IT en el área limitada.

• Baja eficiencia de enfriamiento: El sistema de enfriamiento original era ineficiente y tenía dificultades para disipar el calor de los gabinetes de alta densidad, creando riesgos de zonas calientes localizados y comprometiendo la vida útil y estabilidad del equipo IT.

• Falta de redundancia del sistema: Los sistemas de energía y enfriamiento carecían de configuraciones redundantes, representando un alto riesgo de puntos únicos de falla y no cumpliendo con los requisitos de alta confiabilidad de la oficina de energía.

• Alto consumo energético: El diseño tradicional generaba un uso excesivo de energía, resultando en altos costos operativos y un PUE elevado, sin cumplir con los estándares modernos de eficiencia energética.

• Escalabilidad limitada e infraestructura rígida: La infraestructura heredada era rígida y difícil de escalar según la creciente demanda digital, dificultando la adaptación rápida a nuevas necesidades tecnológicas. El diseño físico también complicaba y prolongaba el mantenimiento.

3. Solución INVT

INVT recomendó e implementó la solución de centro de datos modular de una sola fila iWit:

• Optimización del espacio: Se adoptó un diseño de 6 gabinetes en una sola fila, ahorrando ≥30% de espacio en comparación con el diseño tradicional de doble fila.

• Diseño de alta confiabilidad:

• Enfriamiento: Equipado con dos unidades de aire acondicionado de precisión de 25 kW en N+1 redundante.

• Energía: Se utilizó un sistema UPS modular de 45 kVA (3 x 15 kVA) con redundancia N+1. Se implementaron gabinetes de baterías intercambiables en caliente para proporcionar 60 minutos de respaldo para una carga IT de 15 kW, mejorando la estabilidad y mantenibilidad del sistema.

• Despliegue rápido: La solución estaba altamente preintegrada en fábrica, permitiendo que la instalación y puesta en marcha en sitio se completara en ≤4 horas.

• Escalabilidad: La arquitectura modular del UPS y del centro de datos permite una expansión futura flexible según la demanda.

Comparación

Los centros de datos de micro-módulos enfriados por aire de una sola fila superan a las soluciones de un solo gabinete al soportar mayor densidad (hasta 10–15 kW por gabinete) y mayor escalabilidad (2–15 gabinetes por módulo), superando el límite rígido de capacidad de los bastidores individuales (≤5–8 kW). En comparación con los diseños de doble fila, el diseño de un solo pasillo ahorra ≥30% del espacio en el suelo al eliminar pasillos y conductos de enfriamiento redundantes, lo que lo hace ideal para sitios urbanos con espacio limitado o proyectos de remodelación.

El despliegue se acelera a ≤4 horas gracias a que el 90% de los subsistemas están preintegrados en fábrica, mientras que las soluciones de doble fila aún requieren coordinación entre filas en sitio. Aprovechando la refrigeración de precisión en fila con ventilador EC y tecnología de compresor inverter, estos módulos logran eficiencia energética con un PUE tan bajo como 1,35–1,6, superando significativamente a las unidades de un solo gabinete (>1,8) y siendo comparables a las configuraciones de doble fila (≈1,4).

Cada módulo funciona de manera autónoma con redundancia N+1 en enfriamiento y energía, asegurando aislamiento de fallas y resiliencia del sistema, ventajas que no son posibles en sistemas de un solo gabinete compartido o en configuraciones de doble fila interdependientes. Comprobado en escenarios de banca, salud, telecomunicaciones y edge computing, este equilibrio entre densidad, velocidad y confiabilidad autónoma hace que los micro-módulos enfriados por aire de una sola fila sean la opción óptima para despliegues de 10–75 kW.

4. Configuración del sistema

Diseño del centro de datos de INVT

En comparación con la solución original, INVT ocupa menos espacio, tiene mayor densidad de potencia y es más fácil de mantener.

Se utilizan el UPS modular (montado en rack) y el aire acondicionado en fila (RM045/15X, 45 kVA UPS) y el aire acondicionado en fila (VCR025, 25 kW AC), de modo que tanto el sistema de alimentación como el sistema de refrigeración se encuentran dentro del gabinete, el canal de aire frío está cerrado y todo el sistema es muy eficiente.

Estrategia de configuración: Dado que el cliente requería que todo el sistema soportara una carga IT de 15 kW y redundancia N+1, se eligió un UPS de 45 kVA con la máxima eficiencia de UPS (50%-75%) para la redundancia. Para el aire acondicionado, se podrían haber utilizado dos unidades AC no estándar de 15 kW. Sin embargo, considerando que si una unidad falla, la otra podría necesitar operar a plena carga, se aumentó el margen y se seleccionó una unidad AC de 25 kW.

The customer requires that hot-swappable battery packs must be used and that a 15kW IT load needs to be backed up for 60 minutes.

El cliente requiere que se utilicen paquetes de baterías intercambiables en caliente y que se respalde una carga IT de 15 kW durante 60 minutos.

Configuration Strategy: Calculations revealed that we would need to connect at least eight 480V, 9AH lead-acid battery packs to meet the requirements. We ultimately decided to use a hot-swappable battery cabinet. For system stability, INVT UPS doesn't recommend connecting more than four battery packs to a single UPS (due to the risk of battery charge and discharge loops). The hot-swappable battery cabinet's overall design significantly reduces this risk. Furthermore, compared to rack-mounted installation, cabinet installation is more compatible with the iWit solution and offers a more aesthetically pleasing design.

Estrategia de configuración: Los cálculos revelaron que sería necesario conectar al menos ocho paquetes de plomo-ácido de 480V, 9AH para cumplir con los requisitos. Finalmente, se decidió utilizar un gabinete de baterías intercambiables en caliente. Para la estabilidad del sistema, INVT UPS no recomienda conectar más de cuatro paquetes de baterías a un solo UPS (debido al riesgo de bucles de carga y descarga de la batería). El diseño general del gabinete de baterías intercambiables en caliente reduce significativamente este riesgo. Además, en comparación con la instalación montada en rack, la instalación en gabinete es más compatible con la solución iWit y ofrece un diseño más estéticamente agradable.

5. Beneficios para el cliente

• Ahorro significativo de espacio: El diseño de una sola fila liberó un espacio considerable dentro de la sala de servidores limitada, permitiendo un mejor aprovechamiento del área.

• Mayor fiabilidad y tiempo de actividad: La redundancia N+1 tanto en alimentación como en refrigeración aseguró operaciones de TI estables y continuidad del negocio sin interrupciones, minimizando los riesgos de inactividad y cumpliendo con altos estándares de fiabilidad.

• Despliegue rápido y reducción del tiempo de instalación: El enfoque preintegrado y plug-and-play redujo drásticamente los tiempos de construcción, instalación y puesta en marcha, minimizando las interrupciones en las operaciones.

• Mayor eficiencia energética y menores costos operativos: La solución logró un PUE más bajo mediante refrigeración eficiente en fila y sistemas UPS de alta eficiencia, reduciendo los costos operativos.

• Escalabilidad a prueba de futuro: El diseño modular permite que el centro de datos crezca de manera fluida junto con las necesidades evolutivas del cliente, protegiendo la inversión.

• Reducción del costo total de propiedad (TCO): La combinación de ahorro de espacio, eficiencia energética, despliegue rápido y alta fiabilidad contribuyó a una reducción significativa tanto del riesgo operativo como del Costo Total de Propiedad.

Esta actualización transformó con éxito el centro de datos heredado en una instalación modular moderna, eficiente, escalable y altamente confiable, potenciando la infraestructura digital del cliente para las demandas futuras.