层流风幕排风柜通过风幕隔离、层流优化、进排风平衡三大核心技术,实现高效排风与节能安全的双重目标,其工作原理可分解为以下关键步骤:
一、风幕形成:物理隔离有害气体
补风系统引入自然风
通过顶部或侧部的补风风机,直接从室外引入60%的自然风(部分型号可达更高比例)。该空气经高效过滤器净化后,以稳定层流形式沿柜体垂直下降,形成一道空气幕。
作用:将柜内空间分隔为工作区(实验操作区域)和非工作区(排风通道),阻止有害气体外溢。
优势:相比传统排风柜,泄漏率可降低至0.01ppm以下(优于欧美标准),确保操作人员安全。
内补风风幕结构
风幕气流从柜体两侧或顶部送入,覆盖整个工作区,形成单向稳定层流。这种设计可降低操作人员移动对气流的干扰,维持排风稳定性。
二、气流组织:层流技术加速排风
推拉气流运动结构
采用3D流体模拟分析技术,设计推拉气流路径,使柜内形成单向稳定层流。
工作区气流:以低速(0.3-0.5m/s)均匀扩散,覆盖实验操作面,减少湍流。
非工作区气流:以较高风速(1.0-1.2m/s)将有害气体快速吸入排风口,避免滞留。
伯努利效应应用
基于伯努利流体力学原理,补风推力可降低40%排风量需求。通过优化进排风比例,减少室内新风消耗80%,同时保持排风效率。
三、进排风平衡:动态调节维持负压
独立送排风系统
进风:室外新鲜空气经补风风机引入,通过高效过滤器净化后送入柜内。
排风:柜内有害气体被风幕捕获后,通过底部或后部排风口排出室外。
压力平衡:系统动态调节进排风量,维持室内微负压(-5至-10Pa),防止有害气体倒灌。
节能与安全双保障
节能:减少40%排风量需求,降低空调系统负荷,年节电量可达2.4万元/台(以中等规模实验室为例)。
安全:泄漏率优于欧美标准,抗干扰能力强,适用于高风险实验环境(如医药、化工、半导体等领域)。
四、循环净化:持续改善室内空气质量
高效过滤器循环净化
排风柜内的风幕循环系统可保持室内空气流动,并通过高效过滤器周期性净化室内空气,减少颗粒物和有害气体浓度。
低噪音设计
优化风机与气流路径,运行噪音降至50分贝以下,改善实验室工作环境。