Số lần thay đổi không khí trong phòng sạch

Trong thời đại công nghiệp hóa hiện nay, phòng sạch đóng vai trò vô cùng quan trọng trong nhiều lĩnh vực sản xuất, từ dược phẩm, điện tử cho đến thực phẩm. Một trong những yếu tố then chốt quyết định hiệu quả của phòng sạch chính là số lần thay đổi không khí (Air Changes per Hour - ACH). Hãy cùng tìm hiểu chi tiết về khái niệm quan trọng này.

Phòng sạch và tầm quan trọng của việc kiểm soát không khí

Phòng sạch là một không gian được thiết kế đặc biệt nhằm kiểm soát nồng độ các hạt trong không khí, nhiệt độ, độ ẩm và áp suất. Mục đích chính là ngăn chặn sự xâm nhập của các tác nhân gây ô nhiễm như bụi, vi khuẩn, và các hạt có kích thước siêu nhỏ khác vào quá trình sản xuất.

Trong môi trường phòng sạch, các nguồn gây ô nhiễm có thể đến từ nhiều nguồn khác nhau như:

• Con người: tế bào da chết, tóc rụng, hơi thở
• Thiết bị: bụi từ máy móc, hơi dầu
• Vật liệu: bụi từ nguyên vật liệu sản xuất
• Môi trường: không khí bên ngoài xâm nhập

Số lần thay đổi không khí là gì?

Số lần thay đổi không khí (ACH) được định nghĩa là số lần toàn bộ thể tích không khí trong phòng được thay thế hoàn toàn trong một giờ. Để dễ hình dung, chúng ta có thể so sánh với việc thay nước trong bể cá - nếu bạn thay toàn bộ nước trong bể 10 lần một giờ, thì ACH của bể cá là 10.

Công thức tính ACH như sau:

ACH = (Lưu lượng gió (m3/giờ)) / (Thể tích phòng (m3))

Ví dụ: Một phòng sạch có kích thước 5m x 4m x 3m (thể tích 60m3) được cấp không khí với lưu lượng 1200m3/giờ sẽ có: ACH = 1200/60 = 20 lần/giờ

Bảng tham khảo về số lần thay đổi không khí

Dưới đây là bảng tham khảo số lần thay đổi không khí cho từng môi trường cụ thể:

Các yếu tố ảnh hưởng đến ACH

1. Tiêu chuẩn sạch ISO

Theo tiêu chuẩn ISO 14644, phòng sạch được phân loại từ ISO Class 1 (sạch nhất) đến ISO Class 9 (ít sạch nhất). Mỗi cấp độ sạch yêu cầu một mức ACH khác nhau:

• ISO Class 5: 240-480 ACH
• ISO Class 6: 150-240 ACH
• ISO Class 7: 60-150 ACH
• ISO Class 8: 5-48 ACH

2. Thiết kế phòng sạch

Các yếu tố thiết kế ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả của ACH bao gồm:

• Kích thước và hình dạng phòng
• Vị trí đặt cửa thổi và cửa hút
• Hướng luồng không khí (đơn hướng hay đa hướng)
• Vị trí các vách ngăn và thiết bị

3. Hệ thống HVAC

Hệ thống HVAC (Heating, Ventilation, and Air Conditioning) đóng vai trò quyết định trong việc đạt được ACH mong muốn. Các thành phần chính bao gồm:

• Quạt cấp và quạt hút
• Bộ lọc HEPA/ULPA
• Hệ thống ống gió
• Thiết bị điều khiển và giám sát

Tầm quan trọng của ACH trong việc lựa chọn quạt hút

Hiệu quả lọc bụi

ACH có mối quan hệ trực tiếp với khả năng loại bỏ các hạt bụi và vi khuẩn. Càng nhiều lần thay đổi không khí, càng nhiều hạt ô nhiễm được loại bỏ. Tuy nhiên, cần cân nhắc đến chi phí năng lượng và hiệu quả kinh tế.

Tính toán công suất quạt hút

Để lựa chọn quạt hút phù hợp, cần tính toán công suất dựa trên:

• ACH yêu cầu theo tiêu chuẩn
• Thể tích phòng sạch
• Tổn thất áp suất trong hệ thống
• Hệ số an toàn (thường là 1.2-1.5)

Các yếu tố khác cần xem xét để chọn quạt hút

Ngoài việc đáp ứng ACH, việc lựa chọn quạt hút còn phải cân nhắc:

• Độ ồn cho phép
• Hiệu suất năng lượng
• Chi phí vận hành và bảo trì
• Độ tin cậy của thương hiệu
• Khả năng tích hợp với hệ thống điều khiển

Việc duy trì số lần thay đổi không khí phù hợp là yếu tố quan trọng quyết định hiệu quả hoạt động của phòng sạch. Thông qua việc hiểu rõ các yếu tố ảnh hưởng và cách tính toán ACH, chúng ta có thể thiết kế và vận hành phòng sạch một cách hiệu quả, đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt của từng ngành công nghiệp.