一、机型结构与气流设计架构

1. 直加热 + 直通气流

• 直加热式加热器：加热元件直接安装在舱壁上，通过自然对流将热量传导至培养腔，无需水套，也避免外部对环境温度影响assets.fishersci.com+3profcontrol.de+3mcqueenlabs.com+3。

• 垂直定向气流系统（Directed Airflow）：一侧设有正压送风腔（feed plenum），另一侧为负压回风腔（return plenum）。这样的布置使空气自一侧均匀流过层架，再由另一侧回收，确保每层样本都能获得均匀加热及稳定 CO₂ 分布assets.fishersci.com+1mcqueenlabs.com+1。

2. HEPA 滤芯循环

• 标配或选配舱内 HEPA 滤网空气循环系统，可在 60 秒内循环完整个培养腔，过滤 0.3 微米微粒，达到洁净室 Class 100（ISO 5）洁净度assets.thermofisher.com。

• 日常操作中即使开门，约 5 分钟即可恢复洁净水平，有效降低空气污染风险artisantg.com+5assets.thermofisher.com+5artisantg.com+5。

3. 气路过滤与毒性控制

• CO₂ 进气、样品取样口等均配备一次性微生物滤筒，避免气源回流污染profcontrol.de+11laborator-expert.ro+11assets.thermofisher.com+11。

• HEPA2 + VOC 组合滤网可选，用于吸附挥发性有机物，适合更高洁净实验。

二、气流速率与循环频率分析

1. 循环周期为 60 秒（每分钟换气 1 次）

• 根据官方资料：“舱内 HEPA 循环过滤系统过滤整个舱体体积，每 60 秒完成一次”assets.thermofisher.com+1laborator-expert.ro+1。

• 对 184 L 容量、约 0.184 m³ 的腔体来说，每分钟循环一次意味着气流总量为 184 L/min，约 11乾立方米/小时。

2. 定向气流均匀覆盖

• 正压送风腔以均匀风速将洁净气吹向每层托盘，负压回风腔回收空气。空间布局和风道截面经过 CAD 计算优化，确保风速水平、大体均匀、有良好的层间覆盖。

• 即使载架物堆叠，也不会造成死角，常见的补偿设计使得风速不受阻碍。

三、控温与 CO₂ 均匀协同

温度对流与传感器反馈

• 直加热方式辅以自然对流与强制循环，配合埋置温度探头 + 精准微处理控制，温度稳定性为 ±0.1 ℃（设定 37 ℃ 时均匀性 ±0.2 ℃）。

• CO₂ 传感器（TC 或 IR）采样气流来自回风腔或测量口，确保读取代表全舱状态，协同气流系统增强浓度均匀thermobid.com+3thermofisher.com+3fishersci.be+3。

湿度协同

• 设有水盘，靠对流蒸发维持 RH ≥ 90%。气流循环将湿润空气匀速送达全腔区，避免表面干涸。

四、洁净性能与恢复能力

Class 100 级洁净恢复

• 实验证明，在打开门后关闭即可，HEPA 循环 5 分钟恢复 Class 100 等级assets.thermofisher.com。

• 定向气流配合洁净循环，减少门开次数带来的污染累积风险。

VOC 控制选项

• HEPA2 + VOC 滤芯组合可控制挥发性有机物浓度，适用于对气味敏感细胞培养（如神经元细胞等实验）。

五、即使缺少官方 L/min 数据也可推算估计

从循环周期与腔体体积：

184 L×1 次/分钟＝184 L/min，或 11 m³/h

如果是更大体积型号（如双台堆叠），可按倍增原则估算总循环流量。热对流对气流速度的辅助也无法忽略，同样有助稳定参数。

六、为何厂商不公布具体 L/min？

• 气路速度因加载量变化：风速依托载物位置、装载高度、电路阻力，会有变化。

• 侧重洁净周期与等温稳定性：厂商提供“每 60 秒循环 1 次”数据，是更贴合使用者应用的设计说明，比 L/min 数值更具参考价值。

• 跨型号一致标准：多型号共用 60 秒循环标准，避免复杂参数表格，便于培训和用户决策。

七、应用场景与性能意义

无菌培养 & 高洁净需求

快速恢复 Class 100，适合如 IVF、干细胞、病毒株培养、穿刺疫苗生产等要求高洁净的操作环境。

温度／CO₂ 控制需求

温度控制 ±0.1 ℃，CO₂ 精度 ±0.1 %，支持高要求培养曲线设计，例如 5% → 2% CO₂ 转换实验。

如何优化内部气路系统参数感知？

• 独立风速探头：可部署小型 Anemometer 插入气流腔口做验证。

• 烟雾测试：借助洁净烟雾测试，验证风流覆盖度与时效。

八、对比其他气流架构

相比传统自上而下风格设计：

• Directed Airflow 提供侧向均匀送回气格局，更可靠；

• 高洁净循环频次兼顾恒温与洁净；

• 热对流＋强制循环组合为培养提供“双保险”。

九、总结提炼

• 循环周期：每 60 秒完成一次完整腔体循环；

• 理论风量：184 L/min，约 11 m³/h；

• 气流设计：正压送风、负压回风，层层覆盖；

• 洁净性能：ISO 5，与 HEPA2/VOC 可选；

• 控温控 CO₂：±0.1 ℃ / ±0.1 %，湿度 ≥ 90%；

• 应用适用：IVF、干细胞、神经元培养、生物制剂研发等需要高洁净与极稳定控制环境。