本发明属于通风技术领域，涉及一种双通道排风装置和排风方法。
背景技术：
为收集在工业生产过程中产生的废气等污染物，常常利用通风系统将污染物进行收集处理，最后达标排放。为满足节能要求，应尽可能地实现低风量、高浓度的废气收集系统，以便为后续污染处理提供有利条件。但经调研发现，在工业生产过程中，极少数场景下是单个污染源稳定、持续地散发，大多呈现为多个污染源间歇性散发。另外，污染源处会持续性地产生大量的废热。如不及时排出这些废热，会对车间环境造成极为不利的影响。所以车间通风系统的设计不仅要满足收集废气的要求，同时还需要将大量的废热带走。
为满足排热排污的通风要求，我国工业企业普遍采用大风量连续引风收集并排放的模式。由此造成通风系统的排风量巨大而污染物的收集浓度却很低，带来的后果就是风机能耗高、净化设备的初投资高而运行效率低、运行费用高昂，令许多企业不堪重负。
技术实现要素：
本发明针对现有技术的不足，其目的在于提供一种双通道排风装置，其能够在降低风机能耗的前提下提高废气收集污染物的浓度。
本发明的另一个目的在于提供一种用于上述双通道排风装置的双通道排风方法。
为达到上述目的，本发明的解决方案是：
一种双通道排风装置，其包括：收集罩、排污支风管、排污支风管电动风阀、排热支风管、排热支风管电动风阀、时控开关定时器、风阀控制器。
其中，收集罩的顶部设两个排气口，分别与排污支风管和排热支风管连接，收集废气污染源间歇排出的废气和废热污染源持续排出的废热；
排污支风管用于排放废气污染源间歇排出的废气。排污支风管电动风阀控制排污支风管的开和关，当废气污染源开始排放废气时打开排污支风管。排热支风管排放废热污染源持续排出的废热。排热支风管电动风阀控制排热支风管的开和关。时控开关定时器在废气污染源开始排放废气时开始计时。风阀控制器用于控制排热支风管电动风阀和排热支风管电动风阀的动作，当排污支风管电动风阀打开排污支风管时使排热支风管电动风阀关闭排热支风管；当时控开关定时器计时结束后使排污支风管电动风阀关闭排污支风管，并使排热支风管电动风阀打开排热支风管。时控开关定时器的计时时间大于或等于废气的最长持续排放时间的1.5倍。
一种双通道排风系统，其特征在于：包括：至少一个双通道排风装置、废气收集主风管、废气净化装置、废气收集用变频风机、废热收集主风管、废热收集用变频风机。
其中，废气收集主风管与至少一个双通道排风装置的排污支风管相连通。废气净化装置用于净化废气收集主风管内经过的废气。废气收集用变频风机变频调节废气收集主风管内的出风流量。废热收集主风管与至少一个双通道排风装置的排热支风管相连通。废热收集用变频风机用于变频调节所废热收集主风管的出风流量。
一种双通道排风方法，其包括如下步骤：
(1)、废热污染源持续排放废热，废气污染源间歇排放废气。
(2)、当废气污染源开始排放需要间歇排出的废气时，排污支风管电动风阀打开排污支风管，时控开关定时器开始计时，风阀控制器获取到排污支风管电动风阀的开启信号并使排热支风管电动风阀关闭排热支风管。
(3)、当时控开关定时器计时结束后，废气污染源停止排放废气，风阀控制器使排污支风管电动风阀关闭排污支风管，获取到排污支风管电动风阀的关闭信号并使排热支风管电动风阀打开排热支风管。
其中，时控开关定时器的计时时间大于或等于废气的最长持续排放时间的1.5倍。
由于采用上述方案，本发明的有益效果是：
第一、本发明提出一种工业车间多台设备废热和废气独立收集的双风道排风系统，针对废气和废热不同的散发特点，进行精细化排风设计，将废气和废热分开收集处理，达到污染物“即产即排，不产不排”的效果，降低系统排风量，同时提高废气收集的污染物浓度，从而降低系统的风机能耗和提高净化设备的净化效率，达到节能、高效的目的。
第二、本发明所示的一种工业车间多台设备废热和废气独立收集的双风道排风系统中，通过设置双风道系统，将废热和废气分开处理，每个风道为独立的变风量系统，降低了系统总风量，提高了污染物的收集浓度，从而降低了风机能耗和净化设备的运行费用。
第三、本发明所示的一种工业车间多台设备废热和废气独立收集的双风道排风系统中，排污支风管电动风阀的开启与机器联动，排污支风管电动风阀的关闭通过时控开关定时器实现延时控制，排风时间为该工艺下污染源散发废气的最长持续时间，达到了污染物“即产即排，不产不排”的效果，避免了非散发期间的无效排风，降低了排风量和净化设备的负荷。
第四、本发明所示的一种工业车间多台设备废热和废气独立收集的双风道排风系统中，排热支风管电动风阀和排污支风管电动风阀“此开彼关”的控制逻辑实现了收集罩排热和废气收集的转换，并保证了两个风道的相互独立，是实现废热和废气独立收集的关键。
附图说明
图1为本发明的双通道排风装置的结构示意图。
图2为本发明的双通道排风方法的流程图。
图3为本发明的双通道排风系统的结构示意图。
图4为本发明用于硫化车间的双风道排风系统的结构示意图。
附图标记：
废气收集主风管1、废热收集主风管2、收集罩3、废气收集用变频风机4、废热收集用变频风机5、废气净化装置6、排污支风管电动风阀7、排热支风管电动风阀8、时控开关定时器9、风阀控制器10、排污支风管11、排热支风管12。
具体实施方式
为了解决前面提到的问题，本发明设置了双风道系统，包括废气收集主风管1和废热收集主风管2。每个风道为一个独立的系统，各配有一个动力源，采用两个变频风机4和5进行变风量控制。废气收集主风管1和废热收集主风管2分别通过对应的支风管与收集罩3连接。废气收集主风管1经废气净化装置6后连接至废气收集用变频风机4，废热收集主风管2连接至废热收集用变频风机5。
双风道系统通过废气收集主风管1和废热收集主风管2分别承担废气和废热的收集工作。废热收集主风管2的尺寸根据排出废热所需最大通风量确定，废气收集主风管1的尺寸根据污染源散发特性计算所需最大排风量确定。变频风机4、5是采用变频控制的，对于每一个风道可视为一个独立的变风量系统。
每个收集罩3的顶部均设两个排气口，通过支风管分别连接至相应的主风管，分别承担排热和排污的工作。废热排气口应尽可能地靠近热源，废气排气口应尽可能地靠近污染源。排气口和支管的尺寸应根据实际工艺需求计算得到。
每根支风管上各安装一个电动风阀，即排热支风管电动风阀8和排污支风管电动风阀7，两个风阀“此开彼关”的启闭关系由风阀控制器10进行控制。排污支风管电动风阀7的开启与废气污染源的开启联动，排污支风管电动风阀7的关闭采用延时控制，该延时控制通过时控开关定时器9来实现。根据实验测试或操作经验确定该工艺下污染源散发废气的最长持续时间，并以此作为时控开关定时器9的时间设定值，以控制排污支风管电动风阀7的开启时间，避免非散发期间的无效排风。
风阀控制器10通过获取排污支风管电动风阀7的启闭信号控制排热支风管电动风阀8的启闭，其控制逻辑为：排热支风管电动风阀8和排污支风管电动风阀7不能同时开启。在污染源散发废气时，排污支风管电动风阀7与污染源联动开启，排热支风管电动风阀8相应关闭，以免废气经排热支风管泄漏。在污染源停止散发废气，只有废热产生时，时控开关定时器9停止计时，排污支风管电动风阀7在风阀控制器10的作用下关闭，排热支风管电动风阀8相应开启，以保证流经净化设备的风量最小。
以下结合附图对本发明的双通道排风装置、双通道排风系统和双通道排风方法作进一步的说明。
<双通道排风装置>
如图1所示，本发明提供了一种在硫化车间使用的双通道排风装置，其包括：收集罩3、排污支风管11、排污支风管电动风阀7、排热支风管12、排热支风管电动风阀8、时控开关定时器9和风阀控制器10。
排污支风管11设于收集罩3的顶部，用于排放废气污染源间歇排出的废气。
排污支风管电动风阀7设于排污支风管11上，用于控制排污支风管11的开或关。当废气污染源开始排放废气时，排污支风管电动风阀7同时打开排污支风管11。
排热支风管12也设于收集罩3的顶部，并且独立于排污支风管11，用于排放废热污染源持续排出的废热。
排热支风管电动风阀8设于排热支风管12上，用于控制排热支风管12的开或关。排污支风管11和排热支风管12不同时开启。当排污支风管11打开时，排热支风管12关闭。当排污支风管11关闭时，排热支风管12开启。
时控开关定时器9与排污支风管电动风阀7信号连接，在废气污染源开始排放废气时开始计时，在计时结束后产生计时结束信号，风阀控制器10接收到计时结束信号后使排污支风管电动风阀7关闭排污支风管11。时控开关定时器的计时时间tp大于或等于废气的最长持续排放时间tm的1.5倍，即：tp≥1.5tm。tm为根据实验测试或操作经验所确定的该工艺下污染源散发废气的最长持续时间。因为废气是间歇排放的，当计时结束后，废气必定排放完毕。例如，该硫化车间可以为pcr半钢型硫化车间，废气散发的最长持续时间可以为4min，时控开关定时器的计时时间可以为6min。
风阀控制器10与排污支风管电动风阀7和排热支风管电动风阀8均信号连接。风阀控制器10的控制逻辑是根据排污支风管电动风阀7的开启信号或关闭信号来确定排热支风管电动风阀8是否关闭或开启排热支风管12，确保在排污支风管电动风阀7开启排污支风管11时，排热支风管电动风阀8关闭排热支风管12；排污支风管电动风阀7关闭排污支风管11时，排热支风管电动风阀8才能开启排热支风管12，从而保证双风道的相互独立。具体而言，当排污支风管电动风阀7打开排污支风管11时，风阀控制器10获取到排污支风管电动风阀7的开启信号，并使排热支风管电动风阀8关闭排热支风管12。当排污支风管电动风阀7关闭排污支风管11时，风阀控制器10获取到排污支风管电动风阀7的关闭信号，并使排热支风管电动风阀8打开排热支风管12。由此实现排污支风管11和排热支风管12的不同时打开。
<双通道排风方法>
如图1和图2所示，本发明提供了一种双通道排风方法，其针对废热污染源和废气污染源不为同一污染源的情况，其包括如下步骤：
1、废热污染源持续排放废热，废气污染源间歇排放废气。
2、当废气污染源开始排放废气时，排污支风管电动风阀7打开排污支风管11，时控开关定时器9开始计时，风阀控制器10获取到排污支风管电动风阀7的开启信号并使排热支风管电动风阀8关闭排热支风管12。此时，排污支风管11和排热支风管12不同时打开。
3、在时控开关定时器9计时没有结束时，排污支风管电动风阀7使排污支风管11持续维持在打开状态，并且风阀控制器10持续获取到排污支风管电动风阀7的开启信号并使排热支风管电动风阀8将排热支风管12维持在关闭状态。
4、当时控开关定时器9计时结束后，废气污染源停止排放废气，时控开关定时器9产生计时结束信号，风阀控制器10接收到计时结束信号后使排污支风管电动风阀7关闭排污支风管11，风阀控制器10获取到排污支风管电动风阀7的关闭信号并使排热支风管电动风阀8打开排热支风管12。此时，排污支风管11和排热支风管12也不同时打开。然后重复执行上述步骤。
在步骤3中，时控开关定时器9的计时时间大于或等于废气的最长持续排放时间的1.5倍。因为废气是间歇排放的，当计时结束后，废气必定排放完毕。此时关闭排污支风管11停止排出废气，并同时打开排热支风管12，继续使排热支风管12来排热。
<双通道排风系统>
如图3所示，本发明提供了一种双通道排风系统，其包括：至少一个双通道排风装置、废气收集主风管1、废热收集主风管2、废气净化装置6、废气收集用变频风机4、废热收集用变频风机5。
其中，双通道排风装置的收集罩3用于收集废气污染源间歇排出的废气和废热污染源持续排出的废热。收集罩3的顶部设有两个排气孔，分别通过支风管连接至相应的主风管。废热排气口应尽可能地靠近废热污染源，废气排气口应尽可能地靠近废气污染源。单个收集罩3排热和废气收集的转换通过两个电动风阀的控制实现。
废气收集主风管1与至少一个双通道排风装置的排污支风管11均相连通，收集这些双通道排风装置的排污支风管11排出的废气。
废气净化装置6设于废气收集主风管1的下游端，用于净化废气收集主风管1内经过的废气。
废气收集用变频风机4作为动力源变频调节废气收集主风管1内的出风流量，废气净化装置6净化后的废气经由该废气收集用变频风机4排出到环境中。
废热收集主风管2与至少一个双通道排风装置的排热支风管12均相连通，收集这些双通道排风装置的排热支风管12排出的废热。两个主风管分别承担排热和排污的工作。
废热收集用变频风机5作为动力源变频调节所废热收集主风管2的出风流量。
本发明的双通道排风系统的控制逻辑为：当工人开始作业、机器启动时，通过联动控制，排污支风管电动风阀7开启排污支风管11，收集罩3开始排污，同时时控开关定时器9开始计时，此时在风阀控制器10的作用下，排热支风管电动风阀8关闭排热支风管12，废气经排污支风管进入废气收集主风管1，经废气净化装置6净化后排放，由于废气收集主风管1内风量发生变化，废气收集用变频风机4相应地做出变频调节。当达到设定的排污时间1.5tm，排污支风管电动风阀7关闭排污支风管11，收集罩3停止排污，其关闭信号传至风阀控制器10，排热支风管电动风阀8开启排热支风管12，收集罩3开始排热，大量废热经废热收集主风管2排放至室外，同时废热收集用变频风机5和废气收集用变频风机4根据系统风量变化做出变频调节。当机器再次启动时，排热支风管电动风阀8关闭排热支风管12，排污支风管电动风阀7开启排污支风管11，以后重复上述步骤。
实施例
本发明特别适用于工业生产过程中有废气间歇排放、废热持续排放特点的场合，如硫化、铝电解等。现以硫化车间为对象，对本发明作进一步详细的说明。
硫化是将成型的胎坯在一定的时间、温度和压力下，将胶料变成弹性复合体，获得使用性能的工艺过程。橡胶原料经过炼胶、挤压等过程成为生胎。在此过程中需要向橡胶中添加加工油、粘合剂等化学品。这些化学品在硫化过程中挥发出来，成为硫化烟气，是硫化车间污染物的主要来源。由于污染是随着轮胎的暴露而散发，且轮胎硫化需要一定的硫化时间，所以污染散发是间歇的；整个硫化过程需要高温环境，伴有大量废热持续产生。
如图4所示，图4为本发明用于硫化车间的双风道排风系统的结构示意图。该双风道排风系统包括一个废气收集主风管1、一个废热收集主风管2、十四个收集罩3、一个废气收集用变频风机4、一个废热收集用变频风机5、一个废气净化装置6、十四个排污支管电动风阀7、十四个排热支管电动风阀8、十四个时控开关定时器9、十四个风阀控制器10等。
废气收集主风管1经废气净化装置6后连接至废气收集用变频风机4，废热收集主风管2连接至废热收集用变频风机5。每个主风管上间隔设置十四个支风管，依次与十四个收集罩3连接，每个支管上各安装一个电动风阀，其中排污支管电动风阀7与相应的机器联动开启，其关闭受时控开关定时器9控制，排热支管电动风阀8的启闭受风阀控制器10控制。
根据橡胶硫化过程产生废气和废热的特性，确定收集罩3排污风量为4000m3/h，排热风量为2000m3/h；废气最长持续产生时间tm为4min，考虑安全因素，确定持续排污时间tp为6min；总周期时间为14min。如图3所示，针对硫化车间，系统的控制逻辑为：当硫化机开模，轮胎暴露在空气中时,污染物开始散发，由硫化机的开模动作联动排污支管电动风阀7的开启，收集罩3开始收集硫化烟气，同时时控开关定时器9开始计时，此时在风阀控制器10的作用下，排热支管电动风阀8处于关闭状态，废气经排污支管进入废气收集主风管1，经净化设备6净化后排放；6min后即当达到设定的排污时间，排污支管电动风阀7关闭，收集罩3停止排污，其关闭信号传至风阀控制器10，排热支管电动风阀8开启，收集罩3开始排热，大量废热经废热收集主风管2排放至室外；8min后硫化机再次开模，排热支管电动风阀8关闭，排污支管电动风阀7开启，重复上述步骤。
在此方案下，计算得到一个周期(14min)内，系统的总排风量为9333m3，其中净化设备的处理风量为5600m3。若采用传统的方案，即大风量连续引风收集并排放的模式，每个收集罩的排风量不小于4000m3/h，计算得到一个周期(14min)内，系统的总排风量为13067m3，净化设备的处理风量同样为13067m3。由此得到，相较于传统方案，本发明方案可以降低总排风量的28.6％，降低净化设备处理风量的57.1％，节能效果显著，具有很高的实用价值。
总之，与现有技术相比，本发明通过设置废热和废气独立收集的双风道排风系统，实现废热和废气的独立收集，大大降低了系统风量，使得污染物能以较高的浓度水平进入净化设备，既减小了设备的尺寸，降低了初投资，又提高了设备的净化效率，降低了运行费用，实现了节能、高效的目的。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。