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負壓排風扇的運作原理是利用氣壓差來促進空氣流通。當風扇啟動時，會大量抽出室內空氣，使室內氣壓降低，形成負壓區。這種氣壓差使外部高壓空氣透過門窗縫隙或設計好的進氣口自動流入室內，形成穩定的氣流對流。透過這股氣流，室內積聚的熱氣與濕氣被快速帶走，達到換氣降溫的效果，尤其適合大型工廠、倉庫、畜舍等密閉或半密閉空間。

一般排風扇多為局部抽氣，風量較小且無法改變室內整體氣壓，換氣效果有限，氣流往往侷限於風扇附近，無法實現有效氣流循環。這類風扇適合小空間的局部通風，如浴室或廚房，但在大空間中容易造成熱氣與濕氣滯留。

負壓排風扇搭配大型扇葉與高功率馬達，並合理設計多處進氣口，形成有效氣流路徑，使室內空氣能均勻且快速置換。這種設計不僅提升室內空氣品質，也能顯著提高空間舒適度，成為需要長時間大量換氣場所的理想設備。

在高溫密閉空間中，如倉儲工廠、溫室、禽畜舍等場所，悶熱空氣常因對流不足而累積於室內，形成悶熱、濕黏甚至危及設備與作業安全的環境。負壓排風扇透過風葉運轉在室內製造低壓環境，使室內空氣被強力抽出，室外相對清新或冷涼的空氣則經由進氣口流入，迅速建立有效氣流通道。

當負壓排風扇與其他通風系統協同運作時，降溫效能大幅提升。最常見搭配設備為濕簾系統，將空氣進入前通過濕簾降溫，讓流入空氣具備冷卻效果；再者於空間中安裝循環風扇，可協助推動冷空氣平均分布至整個空間，避免出現熱區與氣流死角；此外，屋頂設置風球或高位排風管，則可協助高溫氣體快速上升逸散，與下層負壓系統產生上下對流強化通風。