Số lần trao đổi không khí hay hệ số tuần hoàn là gì? Tại sao thi thiết kế và thi công phòng sạch cần cân nhắc đến chỉ số này, nó ảnh hưởng như thế nào đối với các môi trường phòng sạch, các yếu tố có thể ảnh hưởng đến nó ra sao, hãy cùng KYODO tìm hiểu qua nội dung sau đây.
1. Số lần trao đổi không khí là gì?
Số lần trao đổi không khí hay hệ số tuần hoàn không khí là tỷ lệ giữa lưu lượng gió cấp vào hoặc hút ra so với thể tích phòng trong một đơn vị thời gian (giờ), thường được ký hiệu là: ACH (Air change per Hour) hoặc ACR (Air Change Rates).
Thông thường, thuật ngữ ACH được sử dụng khi nói đến hệ thống thông gió hoặc điều hòa không khí, được phổ biến với ý nghĩa là việc “hô hấp” không khí của một môi trường/khu vực xác định nào đó. Ở nội dung này số lần trao đổi không khí hay “hệ số tuần hoàn không khí” hoặc “hệ số trao đổi không khí” sẽ được nhắc đến như là một thuật ngữ trong chuyên ngành phòng sạch. Chúng tôi sẽ tập trung vào sự liên quan của chỉ số này với môi trường cấp sạch.
Chỉ số này thể hiện số lần không khí trong một căn phòng/khu vực được thay thế bằng không khí mới trong một giờ.
2. Tạo sao số lần tuần hoàn không khí lại quan trọng với phòng sạch
Số lần trao đổi không khí là một thông số quan trọng cần tính toán trong kỹ thuật thông gió, thông số này có vai trò chủ chốt trong việc kiểm soát sự ô nhiễm, vi khuẩn hoặc nồng độ hạt bụi có trong không khí của phòng sạch. Bản chất của việc thay thế không khí mới có các tác dụng chính như sau:
- Loại bỏ các chất ô nhiễm trong không khí, bao gồm bụi, mùi hôi, vi khuẩn, virus,…
- Cung cấp đủ oxy cho con người và các sinh vật sống khác.
- Giúp điều hòa nhiệt độ và độ ẩm trong phòng.
Để kiểm soát và duy trì môi trường phòng sạch đạt yêu cầu, quá trình cấp và hồi gió trong phòng sạch phải đảm bảo hoạt động liên tục, hệ số tuần hoàn không khí thể hiện được tốc độ thực hiện của quá trình này. Thông qua quá trình cấp và hồi gió, hệ thống tuần hoàn không khí cấp gió tươi (Fresh Air) và mang gió thải (Exhaust Air) có chứa các tạp chất, vi sinh khác ra khỏi phòng sạch. Gió tươi được cấp từ môi trường (hoặc 1 phần của gió thải) thông qua các bộ lọc hiệu suất cao và xử lý liên tục để đảm bảo độ sạch.
Kỹ thuật thông gió hay hệ thống xử lý không khí nói chung (HVAC) là hệ thống quyết định đến tổng lưu lượng gió, hướng thổi, hiệu suất gió, áp suất, … có tác động sâu rộng đến tiêu chuẩn và chi phí xây dựng phòng sạch.
Số lần trao đổi không khí ảnh hưởng như thế nào đến môi trường phòng sạch?
Khi số lần trao đổi không khí càng lớn đồng nghĩa yêu cầu với môi trường phòng sạch càng cao, tốn kém thêm chi phí đầu tư và vận hành. Ngược lại, số lần trao đổi không khí càng thấp ở các môi trường không đòi hỏi cao ở mức độ sạch cho không khí.
Bên cạnh đó, số lần trao đổi không khí còn ảnh hưởng đến sự an toàn và sự thoải mái cho các nhân lực làm việc trong phòng sạch. Việc tính toán và xử lý hệ số trao đổi không khí phù hợp là một năng lực cần phải có ở một nhà cung cấp giải pháp và xây dựng phòng sạch chuyên nghiệp.
Vậy hệ số tuần hoàn không khí trực tiếp ảnh hưởng đến tiêu chuẩn phòng sạch. Tuy hiện nay có nhiều biện pháp làm giảm sự phụ thuộc của phòng sạch vào nó, nhưng chỉ số này vẫn cần được xem xét để tính toán cho hệ thống xử lý không khí trong phòng sạch.
Ngoài ra, số lần trao đổi không khí có thể ảnh hưởng đến yếu tố con người. Một số ảnh hưởng có thể xem xét như: Trạng thái tinh thần, hiệu suất lao động, vấn đề tim mạch, các bệnh hô hấp, …
3. Các yếu tố ảnh hưởng đến việc tính toán hệ số trao đổi không khí
Các yếu tố chính gây nên sự mất chính xác trong tính toán hệ số tuần hoàn không khí:
- Hệ thống lỗi thời, không hoàn thiện hoặc pha trộn không phù hợp
- Phương pháp thiết kế phòng sạch không phù hợp
- Thi công hệ thống xử lý không khí không đúng chuẩn, không đáp ứng các tiêu chí kỹ thuật cơ bản
- Tham khảo các biện pháp không có cơ sở khoa học
- Kiểm soát số liệu thống kê chưa chính xác hoặc thiết kế sai lầm
- Cơ sở vật chất bên trong môi trường phòng sạch gây ảnh hưởng
Các cơ sở và tiêu chuẩn chỉ nêu ra một con số tương đương và công nhận nếu môi trường của chúng ta có ACH nằm trong khoảng đó. Tại sao? Vì có quá nhiều yếu tố có thể ảnh hưởng để xác định chính xác chỉ số này. Bội số tuần hoàn không khí thường được biểu diễn dưới dạng các dãy số không cố định. Để tạo ra một chỉ số chính xác chúng ta cần đến các phương pháp đột phá và đáng tin cậy hơn. Nhưng với các tiêu chuẩn phòng sạch phổ biến hiện nay, mức độ trao đổi không khí không cần thiết phải là một con số cố định, nhiều biện pháp và kỹ thuật khác có thể tác động để giảm sự phụ thuộc của phòng sạch vào nó.
4. Công thức, cách tính hệ số tuần hoàn
n = q/V
Trong đó:
- n: Hệ số tuần hoàn/số lần trao đổi không khí – ACH (Air change per Hour).
- q: Lưu lượng/tổng thể tích không khí cấp hoặc hút ra trong 1h được tính bằng m³.
- V: Thể tích của phòng/vùng sạch.
Số lần trao đổi không khí được biểu thị bằng số lần trao đổi gió trong một đơn vị thời gian và được tính bằng thương số giữa thể tích gió cấp vào trong một đơn vị thời gian chia cho thể tích của phòng hoặc vùng sạch. – Theo phụ lục A của ISO 146144-4.
5. Một số mẫu quy định về hệ số tuần hoàn không khí ở các môi trường khác nhau
Theo Tiêu chuẩn Việt Nam: TCVN 5687:2010
Hệ số tuần hoàn không khí ở một số địa điểm thường được quy chuẩn theo bảng sau:
| Loại phòng, công trình | Hệ số tuần hoàn không khí (lần/h) |
| Công sở | 6 |
| Nhà ở, phòng ngủ | 2-3 |
| Phòng ăn khách sạn, căng tin | 10 |
| Cửa hàng, siêu thị | 6 |
| Nhà máy, nhà xưởng công nghiệp | 6 |
| Phòng học | 8 |
| Phòng thí nghiệm, nghiên cứu | 10-12 |
| Thư viện | 5-6 |
| Bệnh viện | 6-8 |
| Nhà hát, rạp phim | 8 |
| Sảnh, hành lang, cầu thang, lối ra | 4 |
| Phòng tắm, phòng vệ sinh | 10 |
| Phòng bếp | 20 |
| Gara ô tô | 6* |
| Trung tâm cứu hỏa | 6 |
| Phòng máy bơm cấp thoát nước | 8 |
Trang trại chăn nuôi, ươm trồng: Với môi trường nhiệt đới như ở Việt Nam. Hệ số trao đổi thích hợp cho trang trại thường là:
- Từ 20 – 40 lần/h đối với trang trại chăn nuôi
- Từ 6 – 10 lần/h đối với trang trại ươm trồng
*Đây chỉ là thông số tham khảo. Số lần trao đổi gió còn tùy thuộc vào mật độ chăn nuôi, nhiệt độ và độ ẩm môi trường thích hợp với cây trồng/vật nuôi.
Môi trường phòng sạch ISO 6 – ISO 8 gió thổi nhiều hướng
| Chiều cao trần 3m | ACH (m³ / m² * h) |
| ISO 6 (~ Class 1000) | 70 – 160 |
| ISO 7 (~ Class 10.000) | 30 – 70 |
| ISO 8 (~ Class 100.000) | 10 – 20 |
Bảng thông số kỹ thuật thông gió theo ISO 14644
| Class Cleanroom (ISO 14644 | FES 209E) |
Tốc độ trung bình của dòng khí (m/s) / (ft/min) |
Hệ số trao đổi (ACH) |
% Diện tích quạt lọc phủ trần (Ceiling coverage) |
| ISO 8 (Class 100.000) | 0,005 – 0,041 / (1-8) | 20 – 40 | 5 – 15% |
| ISO 7 (Class 10.000) | 0,051 – 0,076 / (10-15) | 30 – 120 | 15 – 20% |
| ISO 6 (Class 1000) | 0,127 – 0,203 / (25-40) | 60 – 240 | 25 – 40% |
| ISO 5 (Class 100) | 0,203 – 0,406 / (40-80) | 240 – 480 | 35 – 70% |
| ISO 4 (Class 10) | 0,254 – 0,457 / (50-90) | 300 – 540 | 50 – 90% |
| ISO 3 (Class 1) | 0,305 – 0,457 / (60-90) | 360 – 540 | 60 – 100% |
| ISO 1 – 2 | 0,305 – 0,508 / (60-100) | 360 – 600 | 80 – 100% |
Bảng tham khảo thông số kỹ thuật thông gió phòng sạch (Cleanroom) theo ISO 14644
Trên đây là những hiểu biết cơ bản về “Số lần trao đổi không khí là gì?” mà KYODO muốn gửi đến quý bạn đọc. Nếu quý bạn đọc còn thắc mắc hoặc muốn tư vấn về hệ thống xử lý thông gió, HVAC công nghiệp, có thể liên hệ đến KYODO. Chúng tôi là đơn vị thi công phòng sạch chuyên nghiệp, có kinh nghiệm trong lĩnh vực thi công phòng sạch và các hệ phụ trợ khác.
Xem thêm: Tầm quan trọng của nhiệt độ, độ ẩm trong môi trường sản xuất
Năng lực thi công các dự án:
