IDC机房空调系统气流组织研究与分析
摘要：本文阐述了IDC机房气流组织的设计对机房制冷效率有重要影响，叙述现有空调系统气流组织的常见形式。同时重点对IDC机房常见的几种气流组织进行了研究与分析，对比了几种气流组织的优缺点，从理论与实践中探讨各种气流组织情况下冷却的效率。
关键词：IDC、气流组织、空调系统
一、概述
在IDC机房中，运行着大量的计算机、服务器等电子设备，这些设备发热量大，对环境温湿度有着严格的要求，为了能够给IDC机房等提供一个长期稳定、合理、温湿度分布均匀的运行环境，在配置机房精密空调时，通常要求冷风循环次数大于30次，机房空调送风压力75Pa，目的是在冷量一定的情况下，通过大风量的循环使机房内运行设备发出的热量能够迅速得到消除，通过高送风压力使冷风能够送到较远的距离和加大送风速度；同时通过以上方式能够使机房内部的加湿和除湿过程缩短，湿度分布均匀。
大风量小焓差也是机房专用空调区别于普通空调的一个非常重要的方面，在做机房内部机房精密空调配置时，通常在考虑空调系统的冷负荷的同时要考虑机房的冷风循环次数，但在冷量相同的条件下，空调系统的空调房间气流组织是否合理对机房环境的温湿度均匀性有直接的影响。
空调房间气流组织是否合理，不仅直接影响房间的空调冷却效果，而且也影响空调系统的能耗量，气流组织设计的目的就是合理地组织室内空气的流动使室内工作区空气的温度、湿度、速度和洁净度能更好地满足要求。
影响气流组织的因素很多，如送风口位置及型式，回风口位置，房间几何形状及室内的各种扰动等。
二、气流组织常见种类及分析：
按照送、回风口布置位置和形式的不同，可以有各种各样的气流组织形式，大致可以归纳以下五种：上送下回、侧送侧回、中送上下回、上送上回及下送上回。
1) 投入能量利用系数
气流组织设计的任务，就是以投入能量为代价将一定数量经过处理成某种参数的空气送进房间，以消除室内某种有害影响。因此，作为评价气流组织的经济指标，就应能够反映投入能量的利用程度。
恒温空调系统的“投入能量利用系数”βt，定义：
（2-1）
式中： t0一一送风温度，
tn一一工作区设计温度，
tp一一排风温度。
通常，送风量是根据排风温度等于工作区设计温度进行计算的．实际上，房间内的温度并不处处均匀相等，因此，排风口设置在不问部位，就会有不同的排风温度，投入能量利用系数也不相同。
从式(2—1)可以看出：
当tp = tn 时，βt =1.0，表明送风经热交换吸收余热量后达到室内温度，并进而排出室外。
当tp > tn时，βt >1.0，表明送风吸收部分余热达到室内温度、且能控制工作区的温度，而排风温度可以高于室内温度，经济性好。
当tp < tn时，βt <1.0，表明投入的能量没有得到完全利用，住住是由于短路而未能发挥送入风量的排热作用，经济性差。
2) 上送下回
孔板送风和散流器送风是常见的上送下回形式。如图2-1和图2-2所示．
图2-1 散流器上送下回气流流型图2-2 孔板送风气流流型
孔板送风和密布散流器送风，可以形成平行流流型、涡流少，断面速度场均匀。对于温湿度要求精度高的房间于温湿度要求精度高的房间，特别是洁净度要求很高的房间，则是理想的气流组织型式。这种形式的排风温度接近室内工作区平均温度，即tp = tn 时，βt =1.0。
3) 侧送侧回
侧送风口布置在房间的侧墙上部，空气横向送出，气流吹对面墙上转折下落到工作区以较低速度流过工作区，再由布置在同侧的回风口排出，根据房间跨度大小，可以布置成单侧回和双侧送双侧回。如图2-3 所示。
图2-3 侧送气流流型
侧送侧回形式使工作区处于回流区，具有以下优点，由于送风射流在到达工作区之前，已与房间空气进行了比较充分的混合，速度场与温度场都趋于均匀和稳定，因此能保证工作区气流速度和温度的均匀性。所以对于侧送侧回来说，容易满足设计对于速度不均匀系数的要求．
工作区处于回流区，故而 tp = tn 时，投入能量利用系数βt =1.0，此外，由于侧送侧回的射流射程比较长，射流来得及充分衰减。故可加大送风温差。基于上述优点，侧送侧回是一般建筑中用得较多的气流组织形式。
4) 中送风下上回风
图2-4是中部送风下部回风或下部上部同时回风的气流流型图。
图2-4 中送气流流型
对于高大房间来说，送风量往往很大，房间上部和下部的温差也比较大，因此将房间分为上下两部分对待是合适的。下部视为工作区，上部视为非工作区。采用中部送风，下部的上部同时排风，形成两个气流区，保证下部工作区达到空调设计要求，而上部气流区负担排走非空调区的余热量。显然下部气流区的气流组织就是侧送侧回，故βt=1.0。
5) 上送上回
图2-5 上送上回气流流型
这种气流组织形式是将送风口和回风口叠在一起，布置在房间上部。如图2-5所示。对于那些因各种原因不能在房间下部布置回风口的场合是相当合适的。但应注意气流短路的现象发生。如果气流短路时，则 tp 6) 下送上回 这种形式的送风口布置在下部，回风口布置在上部，如图2-6所示。 图2-6下送上回气流流型 对于室内余热量大，特别是热源又靠近顶棚的场合，如计算机房，广播电台的演播大厅等，。由于下送上回 tp>tn 时，故而βt >1.0。经济性好。但是，下部送风温差不能太大。在上述条件下，采用下送上回形式是一种较为理想的气流组织形式。 三、 IDC机房的气流组织研究: 根据IDC机房的特点，机房气流组织的确定,—般要从以下几个主要方面来考虑。 1) IDC机房的结构与建筑面积。 2) IDC设备的装机功率及散热量。 3) 计算机设备的采用的冷却方式。如自然冷却机柜或自带风机强制送风冷却、用冷却水或冷却液冷却、冷却水和冷空气综合冷却等。 4) 同时考虑自带风机机柜的进排风口位置，便于迅速排走机柜内的热量。 1. IDC机房的气流组织 数据中心机房空调系统的气流组织简单的说就是送风口回风口的位置设计布置以及采用相应的风口型式，以下是几种常用气流组织形式。 1) 上送下回气流组织 上送下回气流组织是通常采用的全室空调送回风的基本方式。上送还可分为机房顶送或紧靠机房顶下的上部侧送两种形式。下回通常采用为机房的下部侧回形式。 图3-1上顶送下侧回气流组织 上图3-l 所示的上顶送下侧回的气流组织，送风经过顶棚上的空调风口往下送冷空气，至室内先与机房内的空气棍合，通过设备自带的风机，再进入需送风冷却的计算机设备。机房顶棚安装散流器或孔板风口送风，顶棚风口送下的冷空气与机柜顶上排出的热空气，两股气流逆向混合，导致进入机柜的空气温度偏高，影响了对机柜的冷却效果，我们曾在调查中发现这类情况。由于机柜进风温度偏高，机柜内得不到良 好的冷却效果，必然造成机柜内的气温偏高，导致计算机不能进行有效的正常工作。 因此采用上顶送下侧回的气流组织，对于散热量较大的机房，只有采用较低(12—16℃)的空调送风温度，来维持机房较低的(20土2℃)空调温度基数。机柜才能获得较好的冷却效果，但这样的能源消耗较大。 图3-2上侧送下侧回气流组织 图3-2所示的上侧送下侧回气流组织，在机房室内净空较低以及计算机设备布置较密时，部分回风气流有可能被机柜阻挡，形成不了一个通畅的气流回路，造成局部滞流或出现小区的涡流。机房内出现的不均匀温度场，影响着部分机柜散热的冷却效果。 因此上送下回气流组织宜用在机房面积不大于100m2，散热量较小的小型计算机及微型计算机机房，这种方式用在大型的IDC机房，效果并不理想。 2) 上送风上回风气流组织 在多排机柜排列时，当机柜与机柜采用背对背的形式布置时，可采用上送风上回风气流组织方式，出风口与回风口的位置可以采用图3-3的方式布置。形成以机柜冷热通道相间隔的状态（图3-4）。 图3-3上送上回气流组织 上送上回气流组织如果要使用在IDC机房，出风口的位置应该略低于机柜的高度，同时在每排列柜的中间尽量减少通道的数量，避免出现气流短路的情况发生。 图3-4 机柜冷热通道相间隔 3) 下送上回气流组织 IDC机房内可设架空的活动地板，活动地板下的空间, 用作空调送风的通道。空气通过在活动地板上装设的送风口进入机房或机柜内。下送上回气流组织如图3-5所示．它把机房空调与机柜设备冷却合二为一个送风系统，回风通过机房顶棚上装设的风口回至空调装置。 图3-5 下送上回气流组织 下送风机房活动地板的空调送风风口一般布置在机柜近侧或机柜底部。冷却空气从设在机柜近侧或机柜底部的活动地板风口送出，送出的低温空气只在瞬间与机房内的热空气混合，即刻从机柜的进风口进入机柜，有效地提高了送入机柜冷却空气的质量，用较少的风量，提高了机柜的冷却效果。 为了形成以机柜冷热通道相间隔的状态（图3-4），也可以采用机柜背对背的形式布置，在IDC机房采用下送风方式，可以采用图3-6的气流组织形式。 图3-6 下送风气流组织 下送风顶回风的气流组织有以下几方面的显著优点：1．活动地板下用作送风静压箱,当计算机设备进行增减或更新时．可方便地调动或新增地板送风口及机柜接线口的位置及数量。2．机房顶部留有的空间既可用作回风静压箱，又可敷设各种管线。 2. 采用下送上回气流组织在设汁中需要注意的问题： 1) 保持活动地板下一定的均匀静压值： 机房内架空的活动地板下的空间，用作送风风道，通风截面较大，为矩形形状，截面竖向间隔有许多活动地板的支撑杆，造成空气沿地板长度方向流动过程中的压力损失。如果送风沿途的距离较长，选用的通风机全压值虽能克服地板长距离送风的全部压力损失，但送风的始、终端的压差较大，不利于地板下保持均匀的静压值，因此，不能在地板下敷设各种通信线缆，同时要适当控制地板下送风的距离。架空地板的高度也要把握。数据中心机房活动地板敷设高度至少为0.4米， 2) 控制活动地板下的送风口风速： 机房空调向活动地板下送风，送风口不宜集中在一个出处，由于机房空调送风风量大，送风口过分集中在—个断面出口，往往在一定全压条件下，出口处的动压值较大，静压值较小，如果离送风出口附近的不远处设有地板送风风口,那么这个风口很可能要变为实际上的吸风口。为防止产生这种不良现象，可在端部送风截面上横向多开几个送风口。如果机房地板上设立有多台专用空调机时，也应将空调机沿机房长度方向，适当间隔一定距离布置，以利于活动地板下的气流分布均匀。 3) 楼地面必须符合土建规范要求： 机房设计采用下送风方式。楼地面必须符合土建规范要求的平整度。地面需要进行防尘处理。活动地板下均经刷漆处理，达到不起尘的作用，从而保证空调送风系统的空气洁净。活动地板安装过程中，地板与墙面交界处，活动地板需精确切割，切割边需封胶处理后安装，避免风道漏风。 3. 几种送回风方式的冷却效果比较 IDC计算机机柜是个散热量大而又集中的设备，运行中的机柜内温度不断升高，此时，机柜的一部分热量向机房内散放，使机房内的室温升高，同时，又影响到机柜的散热。当机柜的散热不充分时，机柜内的温度将继续升高到一定值时(极限温度为60℃)，易造成电子元器件发生故障。因此，机房空调与机柜冷却两者互为关联，空调首要要保证机柜冷却，其次才是机房的环境冷却。机房的送回风方式不但关系到机柜的冷却效果，而且也关系到空调的送风风量及初次投资和日常的经济运行。 我们对某些单位进行过一些调查，机房单位面积的耗冷量相近，而空调采用的送回风方式不同，机柜实际得到的冷却效果相差甚远，也可这样认为在机房单位面积的耗冷量相近，送风温度相近，采用下送上回的气流组织，机柜实际获得的冷却效果，优于上送风方式。 同时从调查中了解到，无论采用上送或下送的送风方式，只要空调送风系统的工况管理调节好，机房内工作区的风速，均能达到设计要求。 四、机房空调送风量计算 机房空调送风量，按机房在夏季最大的得热负荷结合采用的气流组织进行计算。对于IDC机房这样的大型计算机机房，一般要分别计算机房空调送风量及机柜冷却风量。 机房空调送风量在机房温湿度空调参数确定后，根据机房最大的热负荷及得湿负荷，从湿空气焓湿图(h—d图)上查得送风温差，按设计规范在室温允许波动范围大于1℃时，送风温差可在6~10℃范围内取用，即可算得机房空调送风量。 1．机房上送下回气流组织的送风量按下式计算 （式4-1） 式中： G1——机房送风风量，kg／s； Q1——机房建筑围护结构传热量，W； Q2——计算机设备散热量，W； Q3——人体散热量，W； Q4——照明灯散热量，W； hn——机房空气焓，kJ／kg； hs——机房送风空气焓，kJ／kg； tn——机房空调温度．℃， ts——机房空调送风温度，℃； c——干空气定压比热，1.01kJ／kg?℃ 2．机房与机柜下送上回气流组织的送风量计算： (1)机房送风量按下式计算： （式4-2） 式中符号含义同上。 (2)机柜冷却送风量按下式计算： （式4-3） 式中： G2——计算机机柜需送风冷却的送风风量，kg／s； Q5——需送风冷却的计算机机柜散热量，W； t3——送风冷却机柜的出口排风温度，锗管元件取不大于26℃；集成电路宜取28—30℃；机柜出口排风的相对湿度宜取45～50％； ts——地板风口的出口送风温度，℃；金属地板宜取量17~20℃； 从计算公式也可以看出，达到相同制冷效果的前提下，下送风所需风量比上送风所风量小，机柜下送 风送风量比机房下送风送风量小，这也就说明了下送上回式风比上送下回气流组织效率更高。机柜下送风比机房下送风气流组织效率更高。 五、总结 空调系统的气流组织有五种，数据中心机房空调系统气流组织通常采用下送上回、上送下回及上送上回等几种气流组织。数据中心机房采取何种制冷方式应根据机房基本情况和机柜物理结构及数据设备密集度等实际情况进行选择，从制冷效果和效率来看，下送风方式优于上送风方式，所以在机房条件允许的前提下，可以确定以下送风为主，上送风为辅的设计方式。 参考资料： 1. 中国电信数据中心机房电源、空调环境设计规范 2. 中国电信数据中心机房电源、空调环境验收规范 3. GB50174-93中华人民共和国国家标准电子计算机机房设计规范 4. 计算机机房空调设计 IDC机房空调系统气流组织研究与分析 摘要：本文阐述了IDC机房气流组织的设计对机房制冷效率有重要影响，叙述现有空调系统气流组织的常见形式。同时重点对IDC机房常见的几种气流组织进行了研究与分析，对比了几种气流组织的优缺点，从理论与实践中探讨各种气流组织情况下冷却的效率。 关键词：IDC、气流组织、空调系统 一、概述 在IDC机房中，运行着大量的计算机、服务器等电子设备，这些设备发热量大，对环境温湿度有着严格的要求，为了能够给IDC机房等提供一个长期稳定、合理、温湿度分布均匀的运行环境，在配置机房精密空调时，通常要求冷风循环次数大于30次，机房空调送风压力75Pa，目的是在冷量一定的情况下，通过大风量的循环使机房内运行设备发出的热量能够迅速得到消除，通过高送风压力使冷风能够送到较远的距离和加大送风速度；同时通过以上方式能够使机房内部的加湿和除湿过程缩短，湿度分布均匀。 大风量小焓差也是机房专用空调区别于普通空调的一个非常重要的方面，在做机房内部机房精密空调配置时，通常在考虑空调系统的冷负荷的同时要考虑机房的冷风循环次数，但在冷量相同的条件下，空调系统的空调房间气流组织是否合理对机房环境的温湿度均匀性有直接的影响。 空调房间气流组织是否合理，不仅直接影响房间的空调冷却效果，而且也影响空调系统的能耗量，气流组织设计的目的就是合理地组织室内空气的流动使室内工作区空气的温度、湿度、速度和洁净度能更好地满足要求。 影响气流组织的因素很多，如送风口位置及型式，回风口位置，房间几何形状及室内的各种扰动等。 二、气流组织常见种类及分析： 按照送、回风口布置位置和形式的不同，可以有各种各样的气流组织形式，大致可以归纳以下五种：上送下回、侧送侧回、中送上下回、上送上回及下送上回。 1) 投入能量利用系数 气流组织设计的任务，就是以投入能量为代价将一定数量经过处理成某种参数的空气送进房间，以消除室内某种有害影响。因此，作为评价气流组织的经济指标，就应能够反映投入能量的利用程度。 恒温空调系统的“投入能量利用系数”βt，定义： （2-1） 式中： t0一一送风温度， tn一一工作区设计温度， tp一一排风温度。 通常，送风量是根据排风温度等于工作区设计温度进行计算的．实际上，房间内的温度并不处处均匀相等，因此，排风口设置在不问部位，就会有不同的排风温度，投入能量利用系数也不相同。 从式(2—1)可以看出： 当tp = tn 时，βt =1.0，表明送风经热交换吸收余热量后达到室内温度，并进而排出室外。 当tp > tn时，βt >1.0，表明送风吸收部分余热达到室内温度、且能控制工作区的温度，而排风温度可以高于室内温度，经济性好。 当tp < tn时，βt <1.0，表明投入的能量没有得到完全利用，住住是由于短路而未能发挥送入风量的排热作用，经济性差。 2) 上送下回 孔板送风和散流器送风是常见的上送下回形式。如图2-1和图2-2所示． 数据中心暖通空调选型 发表时间：2018-09-11T15:42:16.617Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第11期作者：龙志威 [导读] 由于数据中心内IT负载的电能最终都将转化为热能，所以为维持数据中心正常运行的空调解决方案就变得至关重要。 东莞深证通信息技术有限公司 523690 摘要：数据中心空调系统的主要任务是为数据处理设备提供合适的工作环境，保证数据通信设备运行的可靠性和有效性。本文结合工程实例浅析一下数据中心机房空调设计的特点和机房空调的节能措施。 关键词：数据中心；暖通空调；选型 引言：由于数据中心内IT负载的电能最终都将转化为热能，所以为维持数据中心正常运行的空调解决方案就变得至关重要。 1、工程项目概况 本工程为某市某企业数据中心机房，该企业数据中心位于一幢28层高层建筑的14层，15层为本高层建筑的消防避难层，14层为标准办公楼层，需利用14层的办公空间建设成为数据中心机房。本工程数据机房采用精密空调进行配置，因此我们需要对机房区域的热负荷进行计算，根据所得的热负荷才能选择所用的精密空调。由于机房的热负荷来源很多，且目前我们无法获知所有热负荷的数量，因此在没有确定各项热负荷具体数量之时，可以按照电子计算机机房通用的估计方法进行机房空调制冷量的预估。 2、机房区域内制冷量的计算及选配方案 在净空高度为2.5～3.7m时，其计算机房按300-400 kcal/h.m2来取值。由于主机房设备较多，在此我们建议取值为400kcal /h.m2 （1W=860kcal）根据上述计算公式，主机房面积为154m2，所需要的总制冷量即、：400kcal×265 m2÷860=71.6KW；根据以上计算，工程项目在数据机房内配置了4台制冷量为24.6KW，“艾默生”Liebert.PEX 系列P1025DD13JHS12K1D000PA000机房专用精密空调，采用冷却水加冷冻水双冷源空调，送风方式采用下送风方式。组成3+1冗余方式对机房区域保持环境的恒温恒湿，每台单机总制冷量为24.6 KW，3台精密空调总冷量为73.8KW。数据机房精密空调介绍： 2.1艾默生Liebert.PEX系列机房专用精密空调描述 Liebert.PEX─面向全球的高端精密空调系统，Liebert.PEX2机组是基于艾默生全球研发与设计平台的高端机组，产品系列完备，具有风冷、水冷、乙二醇冷、双冷源（风冷+冷冻水、水冷+冷冻水、风冷+Freecooling、水冷+Freecooling）、冷冻水和冷冻水双盘管机型制冷量范围宽，风冷、水冷、乙二醇冷机组20kW~100kW，冷冻水机组28～151kW。 2.2Liebert.PEX机组的特点 具有高可靠性、高节能性、全寿命低成本。在同等制冷量条件下，占地面积最小。侧面及背面不需要维护空间，前面只需要600mm维护空间可拆卸后搬运，保证重新组装与整机无差别，适合特殊场地搬运（如利用小电梯或狭小通道）艾默生Copeland高效涡旋式压缩机，直接适合环保制冷剂（R407C）室内EC风机标配，节能且满足不同机外余压需求，下出风机组EC风机下沉设计，使整机更节能大面积V型蒸发器，快速除湿设计，确保节能独特的高效远红外加湿系统，加湿速度快，适应恶劣水质，低维护量，全中文图形显示屏以及iCOM强大的群控与通讯功能（见图一）。 图一艾默生1Liebert.PEX机组 2.3Liebert.PEX机组的设计 Liebert.PEX风冷系统的室内机由压缩机、蒸发器、加热器、风机、控制器、远红外加湿器、热力膨胀阀、视液镜、干燥过滤器等主要部件组成。水冷系列还包括高效板式换热器、电动球阀。室内侧制冷系统和水系统中可能涉及维护、更换的器件全部采用易拆卸的Rotalock连接方式，使维护更方便。 2.4主机房冷负荷估算 主机房面积：270m2；主机房冷负荷主要包括服务器设备冷负荷、照明冷负荷、建筑围护结构冷负荷、新风冷负荷、以及操作人员冷负荷：服务器设备冷负荷估算：272.8KW=（64-7）*5KVA*0.8+7*8KVA*0.8；（功率因素取值0.8、服务器机柜设备散热量取值5KVA/台、小型机机柜设备散热量取值8KVA）；照明冷负荷估算：6.75KW=25 W/ m2*270 m2，（照明冷负荷单位面积取值25 W/m2）；建筑围护结构冷负荷估算：13.5KW=50 W/ m2*270 m2，（建筑围护结构冷负荷单位面积取值50 W/m2）；新风冷负荷：13.5KW=50 W/ m2*270 m2，（新风风量按照维持机房正压，新风冷负荷取值为单位面积50 W/m2）；操作人员冷负荷：1.3KW=0.13KW/人*10人，以10人计算；综上所述，主机房总的冷负荷为：307.85KW=272.8KW+6.75KW+13.5KW+13.5KW+1.3KW。 2.5空调选配方案 经过主机房的冷负荷进行估算后，根据Liebert.PEX机组空调显制冷量的技术参数及风量，可以选取相应的机房空调的型号。主机房空调按照N+1方式进行配置，即满足主机房的冷负荷，再预留出1台的冗余制冷量。空调机组可组网轮换运行，均衡每台机组运行时间，当某一台机组出现故障，备用机组自动启动，提高空调系统可靠性。 由于室内外空调机组分别安装在建筑的14、15层，在空调选配时，应注意空调机组的体积，如体积比较大，必须经过空调机的拆解，设备搬运到位后再进行组装。 3、新、排风系统 本工程新、排系统全部由大楼统一设计及施工，数据机房要求维持一定的正压，数据机房与其它房间、走廊间的压差不应小于4.9Pa， 5北华航天工业学院 课程设计报告(论文) 课程名称: 数据库原理与应用 报告题目： 机房管理系统数据库设计 作者所在系部： 计算机科学与工程 作者所在专业： 计算机科学与技术 作者所在班级： B11512 作者姓名： 刘智星 指导教师姓名： 贾振华、李建义 完成时间： 2013年6月28日 北华航天工业学院教务处制 课程设计任务书 课题名称 《数据库原理与应用》课程设计 完成时间 指导教师 贾振华 职称 副教授 学生姓名 刘智星 班级 总体设计要求 B11512 总体设计要求： 1、明确课设任务，复习与查阅相关资料。 2、根据老师给出的设计题目，在两周时间内完成其中某一个题目的从用户需求分析、数据 库设计到上机编程、调试和应用等全过程的数据库系统设计。如果学生自拟题目，库设计到上 机编程、调试和应用等全过程的数据库系统设计。如果学生自拟题目，需经指导教师同意。 3、独立完成课程设计任务，不能抄袭，设计完成后，将所完成的工作交由老师检查；要求 写出一份详细的设计报告。 4、按要求完成课设内容，课设报告要求文字和图工整、思路清楚、正确。 5、应用程序应具有一定的实用性和健壮性。 工作内容及时间进度安排 第一周、周１：设计动员，布置课程设计任务。 第一周、周2：查阅资料，制定方案，进行程序总体设计。 第一周、周3~第二周2：详细设计, 系统调试。 第二周、周3：整理，撰写设计报告。 第二周、周3-周5：验收，提交设计报告，评定成绩。 课程设计成果 1、课程设计报告书一份 2、源程序清单一份 3、成果使用说明书一份 摘 要 随着网络的飞速发展，机房的数量和功能不断增多，数据量也随之增加。同 样使用者也增多，管理难度不断加大。传统的方式显然浪费了许多的人力、物力， 以及资源甚至已经影响到机房的运营。 机房管理系统正是一套能够合理解决、代替传统人工管理方式的管理系统， 对机房、机器、使用者进行合理有效的管理及操作。本系统模拟了机房的收费、 登录、下机等等的管理，提高了工作效率，节约了管理成本。 关键词：机房管理 自动收费 提高效率 ABSTRACT With the rapid development of the network, the quantity and function room increases, the amount of data increases. As the user is also increasing, the management difficulty increasing. The traditional approach is clearly wasted a lot of manpower, material resources, and has even affected the operating room. Computer room management system is a set of reasonable solution, management system to replace the traditional manual management mode, management and operation is reasonable and effective to room, machine, user. The system simulates the room charge, login, etc. under the management, improve work efficiency, saving the cost of management. Keywords : improve the efficiency management of computer automatic toll collection 目录 《数据库课程设计》............................................................................................................... 1 一、系统需求分析............................................................................................................... 1 （1）信息要求：............................................................................................................. 1 （2）处理要求：............................................................................................................. 1 （3）安全性和完整性要求。......................................................................................... 1 二、概念结构设计............................................................................................................... 1 （1）E‐R 图....................................................................................................................... 1 （2）解决命名冲突以及结构冲突设计方法................................................................. 3 三、逻辑结构设计............................................................................................................... 3 四、数据库物理结构设计................................................................................................... 4 五、数据库实施................................................................................................................... 5 （1）使用 T‐SQL语句实现数据库表；.......................................................................... 5 （2）用 T‐SQL语句实现必要的存储过程及触发器。.. (6) 六、数据库应用系统的实施和维护................................................................................... 《数据库课程设计》 ——机房管理系统 一、系统需求分析 （1）信息要求： 指用户需要从数据库中获得信息的内容与性质。数据库中需要存储那 些数据。 实现机房、上机类型等基本信息的管理； 实现机器信息、管理人员信息、使用者信息的管理； 实现上机管理； 实现收费管理； （2）处理要求： 用户需要完成什么处理功能，对处理的响应时间有什么要求（给出功能模块图）。 1. 学生用户端完成登陆功能，完成登陆记录上机时间； 2. 管理员端完成各个信息的管理； 创建触发器，实现下机时自动计算此次上机的时间和费用； 创建存储过程统计各机房的上机时间和费用； 创建存储过程统计指定时间段内各管理人员的收费合计； （3）安全性和完整性要求。 建立数据库相关表之间的参照完整性约束。 二、概念结构设计 （1）E-R 图 密码 管理管理员姓名 管理人编号 管理员 primary key 合计收费 图 管理员 E-R 图 1机房名称 机房信息 上机总时间 机房号 primary key 上机总费用 每小时费用 管理人编号 图 机房信息 E-R 图 密码 ID 使用者姓名 Foreign key 使用者信息 总费用 图 E-R 图 机房号 Foreign key 机器号 总使用时间 机器信息 Primary key 图 机器信息 E-R 图 机房号 上机类型名称 上机类型_机房 primary key primary key 图 上机类型_机房 E-R 图 2费用 机器号 foreign key 上机时间 上机总费用 ID foreign key 下机时间 图 上机总费用 E-R 图 （2）解决命名冲突以及结构冲突设计方法 相关的列名使用相同的名字，加上完整性约束。 使用者信息 登录 上机总费用 机器信息 属于 管理员信息 管理 机房信息 三、逻辑结构设计 （1）给出由 E-R 得到的关系模型：并注明转换过程中应用的规则； （2）数据模型的优化； （3）分析这些模式对于应用环境是否合适，确定是否要对某些模式进行合并或分解； （4）用户模式设计； （5）在数据库中一般使用英文名字，在用户视图中则一般使用符合用户一贯的中文命 名法； 管理员信息(管理人编号,密码,管理员姓名,合计收费) 3机房信息(机房号,机房名称,每小时费用,上机总费用,上机总时间,管理人编号) 机器信息(机器号,机房号) 使用者信息(ID,密码,使用者姓名,总费用) 上机类型_机房(机房号,上机类型名称) 上机总费用(ID,机器号,上机时间,下机时间,费用) 四、数据库物理结构设计 管理员信息表（管理员信息） 字段名称 中文含义 数据类型 varchar varchar varchar int 长度 完整性约束 是否主键 字段说明 管理人编号 密码 管理人编号 管理人编号 20 20 20 primary key 是 否 否 否 密码 密码 无 无 无 管理员姓名 管理员姓名 管理员姓名 合计收费 合计收费 合计收费 机房信息表（机房信息） 字段名称 机房号 中文含义 机房号 数据类型 char 长度 完整性约束 是否主键 字段说明 机房号 20 20 primary key 是 否 否 否 否 否 机房名称 机房名称 char 无 机房名称 每小时费用 每小时费用 上机总时间 上机总时间 上机总费用 上机总费用 管理人编号 管理人编号 int 无 无 每小时费用 上机总时间 上机总费用 管理人编号 int int 无 Varchar 20 foreign key 使用者信息表（使用者信息） 字段名称 中文含义 数据类型 长度 完整性约束 是否主键 字段说明 ID ID char 20 Not null 否 ID Primary key 密码 密码 char char Int 20 20 无 无 无 否 否 否 密码 使用者姓名 总费用 使用者姓名 使用者姓名 总费用 总费用 机器信息表（机器信息） 字段名称 机器号 中文含义 机器号 数据类型 长度 完整性约束 是否主键 字段说明 机器号 char 20 primary key not null 是 机房号 机房号 char 20 foreign key 否 否 机房号 总使用时间 总使用时间 datetime 无 总使用时间 机房信息表（机房信息） 字段名称 机房号 中文含义 机房号 数据类型 char 长度 完整性约束 是否主键 字段说明 机房号 20 20 primary key primary key 是 否 机房名称 机房名称 char 机房名称 4机房信息表（机房信息） 字段名称 中文含义 数据类型 长度 完整性约束 是否主键 字段说明 使用者 ID ID char 20 foreign key 是 登录名 机器号 上机时间 下机时间 费用 机器号 上机时间 下机时间 费用 char datetime datetime int 20 foreign key 否 否 否 否 本次机器号 上机时间 下机时间 费用 无 无 无 五、数据库实施 （1）使用 T-SQL 语句实现数据库表； create table 管理员信息( 管理人编号 varchar(20) primary key, 密码 varchar(20), 管理员姓名 VARCHAR(20), 合计收费 INT ); create table 机房信息 ( 机房号 char(20) primary key, 机房名称 CHAR (20), 每小时费用 int(20), 上机总时间 int, 上机总费用 INT, 管理人编号 varchar(20), foreign key (管理人编号) references 管理员信息(管理人编号) ); create table 使用者信息 ( ID CHAR (20) not null, 密码 char(20),使用者姓名 char(20), 总费用 INT, primary key(ID) , foreign key (ID) references 使用者信息(ID) ); create table 机器信息 5( 机器号 char(20) not null, 机房号 char(20), 总使用时间 datetime, primary key (机器号), foreign key (机房号) references 机房信息(机房号) ); create table 上机类型_机房 ( 机房号 char(20), 上机类型名称 Char(20), primary key(机房号,上机类型名称), ); create table 上机总费用 ( ID CHAR(20), 机器号 Char(20), 上机时间 datetime, 下机时间 datetime, 费用 int, foreign key(ID) references 使用者信息(ID) on update cascade on delete no action, foreign key(机器号) references 机器信息(机器号) on update cascade on delete no action, ); （2）用 T-SQL 语句实现必要的存储过程及触发器。 create trigger t_上机总费用 --drop trigger t_上机总费用 on 上机总费用 after insert as begin update 管理员信息 set 合计收费=合计收费+(select 每小时费用 from 机房信息 where 机房号=(select 机房号 from 机器信息 6where 机器号 =(select 机器号 from 上机总费用 where 费用=0 ) ) )*(select DATEDIFF(HH,上机时间,下机时间) from 上 机总费用 where 费用=0) where 管理人编号=(select 管理人编号 from 机房信息 where 机房号=(select 机房号 from 机器信息 =0 ) ) ); update 机房信息 set 上机总时间=上机总时间+(select DATEDIFF(HH,上机时间,下机时间) from 上 机总费用 where 费用=0), 上机总费用=上机总费用+(select 每小时费用 from 机房信息 where 机房号=(select 机房号 from 机器信息 where 机 器 号 =(select 机 器 号 from 上机总费用 where 费用=0 ) ) )*(select DATEDIFF(HH,上机时间 ,下机时间 ) from 上机总费用 where 费用=0) where 机房号=(select 机房号 from 机器信息 where 机器号=(select 机器号 from 上机总费用 where 费用=0 ) ); update 使用者信息 set 总费用=总费用+(select 每小时费用 from 机房信息 where 机房号=(select 机房号 from 机器信息 where 机器号=(select 机器号 from 上机总费用 where 费用=0) ) )*(select DATEDIFF(HH,上机时间,下机时间) from 上机总费用 where 7费用=0) where ID=(select ID from 上机总费用 where 费用=0); --更新使用者信息表——共使用的费用 update 上机总费用 set 费用=(select 每小时费用 from 机房信息 where 机房号=(select 机房号 from 机器信息 where 机器号=(select 机器号 from 上机总费用 where 费用=0) ) )*DATEDIFF(HH,上机时间,下机时间) where 费用=0; end; create procedure 时间_费用 --drop procedure 时间_费用 As select 上机总时间,上机总费用 from 机房信息 EXEC 时间_费用 --触发存储过程 create procedure 管理人收费 --drop procedure 管理人收费 As select * from 管理员信息 EXEC 管理人收费 --触发存储过程 六、数据库应用系统的实施和维护 （1）实现数据库的 T-SQL 语句； 激发存储过程 EXEC 时间_费用 --触发存储过程 EXEC 管理人收费 --触发存储过程 激发触发器 insert into 上机总费用 (ID,机器号 ,上机时间 ,下机时间 ,费用 ) values('1 号床的下铺 ',101,'2013-11-10 12:00:','2013-11-10 13:00:',0); insert into 上机总费用 (ID,机器号 ,上机时间 ,下机时间 ,费用 ) values('望江明月 8',101,'2013-11-10 12:00:','2013-11-10 13:00:',0); 将存入所有的需要更新数据；以后需要查什么就可以直接查询表。 （2）写出载入初始数据的 T-SQL 语句； 插入管理员信息数据 insert into 管理员信息(管理人编号,密码,管理员姓名,合计收费) values('2011001','2011001','我 叫 2011001',0); insert into 管理员信息(管理人编号,密码,管理员姓名,合计收费) values('2011002','2011002','我 叫 2011002',0); insert into 管理员信息(管理人编号,密码,管理员姓名,合计收费) values('2011003','2011003','我 叫 2011003',0); insert into 管理员信息(管理人编号,密码,管理员姓名,合计收费) values('2011004','2011004','我 叫 2011004',0); 插入机房信息数据 insert into 机房信息 (机房号,机房名称 ,每小时费用 ,上机总费用 ,上机总时间 ,管理人编号 ) values('01','软件实验室 1','2',0,0,'2011001'); insert into 机房信息 (机房号,机房名称 ,每小时费用 ,上机总费用 ,上机总时间 ,管理人编号 ) values('02','软件实验室 2','2',0,0,'2011001'); insert into 机房信息 (机房号,机房名称 ,每小时费用 ,上机总费用 ,上机总时间 ,管理人编号 ) values('03','软件实验室 3','2',0,0,'2011002'); insert into 机房信息 (机房号,机房名称 ,每小时费用 ,上机总费用 ,上机总时间 ,管理人编号 ) values('04','嵌入式实验室','0',0,0,'2011003'); insert into 机房信息 (机房号,机房名称 ,每小时费用 ,上机总费用 ,上机总时间 ,管理人编号 ) values('05','网络实验室 1','3',0,0,'2011004'); insert into 机房信息 (机房号,机房名称 ,每小时费用 ,上机总费用 ,上机总时间 ,管理人编号 ) values('06','网络实验室 2','3',0,0,'2011004'); 插入机器信息数据 insert into 机器信息(机器号,机房号) values('101','01'); insert into 机器信息(机器号,机房号) values('102','01'); insert into 机器信息(机器号,机房号) values('201','02'); insert into 机器信息(机器号,机房号) values('202','02'); insert into 机器信息(机器号,机房号) values('203','02'); insert into 机器信息(机器号,机房号) values('204','02'); insert into 机器信息(机器号,机房号) values('301','03'); insert into 机器信息(机器号,机房号) values('302','03'); insert into 机器信息(机器号,机房号) values('303','03'); insert into 机器信息(机器号,机房号) values('304','03'); 9insert into 机器信息(机器号,机房号) values('401','04'); insert into 机器信息(机器号,机房号) values('402','04'); insert into 机器信息(机器号,机房号) values('403','04'); insert into 机器信息(机器号,机房号) values('404','04'); insert into 机器信息(机器号,机房号) values('501','05'); insert into 机器信息(机器号,机房号) values('502','05'); insert into 机器信息(机器号,机房号) values('503','05'); insert into 机器信息(机器号,机房号) values('504','05'); insert into 机器信息(机器号,机房号) values('505','05'); insert into 机器信息(机器号,机房号) values('601','06'); insert into 机器信息(机器号,机房号) values('602','06'); insert into 机器信息(机器号,机房号) values('603','06'); insert into 机器信息(机器号,机房号) values('604','06'); insert into 机器信息(机器号,机房号) values('605','06'); insert into 机器信息(机器号,机房号) values('607','06'); insert into 机器信息(机器号,机房号) values('608','06'); insert into 机器信息(机器号,机房号) values('609','06'); 插入使用者信息数据 insert into 使用者信息(ID,密码,使用者姓名,总费用) values('1 号床的下铺','025951','刘智星 ',0); insert into 使用者信息(ID,密码,使用者姓名,总费用) values('我的首级','025951','刘天啊',0); insert into 使用者信息(ID,密码,使用者姓名,总费用) values('望江明月','025951','刘星星',0); 插入上机类型_机房数据 insert into 上机类型_机房 values('01','C 语言程序设计'); insert into 上机类型_机房 values('01','C++程序设计'); insert into 上机类型_机房 values('01','C#高级编程'); insert into 上机类型_机房 values('01','数据库系统概论'); insert into 上机类型_机房 values('02','数据库系统概论'); insert into 上机类型_机房 values('02','交换机原理'); insert into 上机类型_机房 values('03','C++程序设计'); insert into 上机类型_机房 values('04','云计算服务'); insert into 上机类型_机房 values('05','网页设计'); insert into 上机类型_机房 values('05','软件开发'); insert into 上机类型_机房 values('06','计算机组成原理'); （3）简单阐述各模块的基本功能； 触发器作用：更新表：管理员信息(合计收费)；机房信息(上机总时间,上机总费用)；使 用者信息(总费用)；上机总费用(费用) 以便后续查询。 10触发器实现两项数据的查询功能。 （4）给出该模块的设计思路，针对难点部分应该进行详细的阐述； 触发器中需要先更改管理员信息，机房信息，使用者信息；再更新上机总费用以免计费 重复。 （5）按模块分析所编写的应用程序所使用的 T-SQL 语句； 通过插入激发触发器完成更新其他表的操作。 七、界面实现 图 7-1运行后界面 图 7-2登录后 11图 7-3输入用户名密码后登录 图 7-4点击退出后 图 7-5点击注册 点击添加 12图 7-6管理员登录后 八、小结 工作内容：首先进行需求分析，之后实现数据库，在实现数据库中由于需求分析做得不 到位。导致多次更改表。工作量数据库的工作量较小，java 的工作量比较大。数据库和 java 界面连接出现问题通过询问同学解决了ＳＱＬ Ｓｅｖｅｒ ２００８配置问题。实现了数 据库和界面的连接。 系统的不足之处在于界面太过简单，应该美化一下。 界面简明以操作，不以出错。 九、致谢 通过本次课程设计，知道了 java 和数据库的连接方式方法。在此感谢老师的悉心讲解 和指导。我尝试如何设计数据库出现了不少错误多谢老师指证。 13十、参考文献 赵斯思编著.Visual Basic 数据库编程技术与实例.人民邮电出版社, 2004 杨志姝,李光海编著. SQL 应用与开发标准教程. 北京：清华大学出版社, 2006 李爱武编著. SQL Server2000 数据库系统实训教程. 北京：北京邮电大学出版 社,2004 冯凤娟编著. SQL 与PL/SQL 程序设计基础. 北京：清华大学出版社, 2002 王越, 刘加伶, 李粱编著. 大型数据库技术及应用. 重庆：重庆大学出版 社,2001 林桂花编著. 数据库应用技术. 大连：大连理工大学出版社,,2003 王珊, 萨诗煊. 数据库系统概论 [M]. 北京：高等教育出版社, 张化祥, 陆晶. Java 程序设计 [M]. 北京：清华大学出版社, 李兴华. Java 开发实战经典 [M]. 北京：清华大学出版社, 贾振华.Java 语言程序设计（第二版） 中国水利水电出版社 月 14十一、附录 Java 界面部分代码 连接数据库： import .*; public class Link_SQL { Connection conn; Statement stm; PreparedStatement pstm; ResultSet rs; public Link_SQL() throws Exception{ try { (""); conn=("jdbc:odbc:lzx","",""); } catch (ClassNotFoundException e) { ; import .*; public class G_mainFrame extends JFrame implements ActionListener{ JButton btnaddG=new JButton("添加管理员"); JButton updateG=new JButton("修改管理员信息"); JButton select_M_and_T=new JButton("查看机房收费和时长"); JButton how_maney=new JButton("查看各管理员收费"); JButton addJF=new JButton("添加机房信息"); JButton selectJF=new JButton("查看机房信息"); JButton updateJF=new JButton("更改机房信息"); JButton addJQ=new JButton("添加机器信息"); JButton selectJQ=new JButton("查看机器信息"); JButton updateJQ=new JButton("更改机器信息"); 15JButton addSJType=new JButton("添加上机类型信息"); JButton selectSJType=new JButton("查看上机类型信息"); JButton updateSJType=new JButton("更改上机类型信息"); JButton addSJType_JF=new JButton("添加上机类型_机房信息"); JButton selectSJType_JF=new JButton("查看上机类型_机房信息"); JButton updateSJType_JF=new JButton("更改上机类型_机房信息"); JButton index=new JButton("首页"); JButton btnexit=new JButton("退出"); JPanel p1=new JPanel(new FlowLayout); JPanel p2=new JPanel(new FlowLayout); JPanel p3=new JPanel(new FlowLayout); JPanel p4=new JPanel(new FlowLayout); JPanel p5=new JPanel(new FlowLayout); JPanel p6=new JPanel(new FlowLayout); JPanel p7=new JPanel(new FlowLayout); G_mainFrame(){ super ("管理员你好欢迎登陆计算机管理系统"); Container contentpane=getContentPane(); (new GridLayout(6,1)); (this );(this ); (btnaddG);(updateG); (p1); (this );(this ); (select_M_and_T);(how_maney); (p2); (this );(this );updateJF .addActionListener(this ); (addJF);(selectJF);(updateJF); (p3); (this );(this );updateJQ .addActionListener(this ); (addJQ);(selectJQ);(updateJQ); (p4); (this );(this ); (this ); (addSJType);(selectSJType);(updateSJType); (p5); 16(this );( this );(this ); (addSJType_JF);(selectSJType_JF);(updateSJType_JF); (p6); (this );(this ); (index);(btnexit); (p7); setDefaultCloseOperation; setSize(960,540);setVisible(true ); } public void actionPerformed(ActionEvent e) { String command=(); if ("添加管理员")){ Insert_G G=new Insert_G(); } if ("修改管理员信息")){ // 查看机房收费和时长")){ // } if ("查看各管理员收费")){ // } if ("添加机房信息")){ Insert_JF G=new Insert_JF(); } if ("查看机房信息")){ // } if ("更改机房信息")){ // } if ("添加机器信息")){ Insert_JQ s=new Insert_JQ(); } if ("查看机器信息")){ // } if ("更改机器信息")){ // } if ("添加上机类型信息")){ 17// } if ("查看上机类型信息")){ // } if ("更改上机类型信息")){ // } if ("添加上机类型_机房信息")){ Insert_JFType s=new Insert_JFType(); } if ("查看上机类型_机房信息")){ // } if ("更改上机类型_机房信息")){ // } if ("首页")){login_index s=new login_index(); } if ("退出")){(0); } } // // // } public static void main(String args[]){ G_mainFrame s=new G_mainFrame(); } 18北华航天工业学院课程报告 课 程 设 计 成 绩 姓 名 题 目 刘智星 班 级 B11512 指导教师 贾振华、李建义机房管理系统 指 导 教 师 评 语 评定成绩： 指导教师签字： 年 月 日 19 计算机数据中心机房系统设计方案 （模板） 目录 1.机房设计方案 6 1.1概述 6 1.1.1概述 6 1.1.2工程概述说明 6 1.1.3设计原则7 1.1.4建设内容实施7 1.1.5设计依据8 1.1.6引用标准8 1.1.7设计指标9 1.1.9设计思想及特点11 1.1.10绿色数据中心建设12 1.2装饰装修工程14 1. 2.1机房的平面布局和功能室的划分14 1.2.2装修材料的选择14 1.2.3机房装饰的特殊处理17 1.3供配电系统（UPS系统）18 1. 3.1供配电系统设计指标18 1.3.2供配电系统构成20 1.3.3供配电系统技术说明20 1.3.4供配电设计21 1.3.5电池22 1.4通风系统（新风和排风）22 1. 4.1设计依据22 1.4.2设计目标22 1.4.3设计范围22 1.4.4新风系统22 1.4.5排烟系统23 1.4.6风幕机系统23 1.5精密空调系统23 1.5.1机房设备配置分析23 1.6防雷接地系统25 1.6.1需求分析25 1.6.2系统设计25 1.7综合布线系统26 1.7.1系统需求分析26 1.7.2机房布线方案27 1.7.3子系统主要技术说明27 1.8门禁系统28 1.8.1需求分析28 1.8.2系统设计28 1.9机房视频监控29 1.9.1项目概述29 1.9.2设计原则29 1.9.3总体目标30 1.9.4设计依据30 1.9.5机房视频监控规划31 1.10环境集中监控系统33 1.10.1概述33 1.10.2设备监控分析33 1.10.3机房动环设备集中监控平台一套35数据中心机房空调系统气流组织研究与分析
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