洁净室每小时换气次数 (ACH)：计算、标准和优化终极指南

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Deiiang™洁净室解决方案 | 产品设计师：Jason.peng

空气交换系统在洁净室运行中的关键作用

洁净室环境需要精确的污染控制，而每小时换气次数（ACH）是这一控制的核心指标。本指南全面探讨了为何合理的ACH管理对于维持ISO洁净室等级、确保产品质量以及优化受控环境的运行效率至关重要。

理解并正确执行每小时换气次数(ACH ) 规程，是确保合规运营和避免代价高昂的污染事件的关键所在。ACH 参数的战略性管理是多个行业高效洁净室设计和运营的基础。

主要学习目标：

掌握洁净室换气次数的计算和测量。
了解 ISO 标准和行业特定要求
学习提高能源效率的优化策略
识别与不当 ACH 水平相关的风险

什么是洁净室每小时换气次数（ACH）？

定义

每小时换气次数 (ACH)衡量的是洁净室内的空气每小时被过滤后的空气替换的次数。这一关键参数直接影响污染控制的有效性和洁净室等级的合规性。

每小时换气次数（ACH）的概念是洁净室设计中的一项基本工程原理。正确理解ACH动态变化，有助于设施管理人员在满足各种应用领域的监管要求的同时，保持环境条件的稳定。

稀释原理

较高的换气次数 (ACH)值能更有效地稀释空气中的污染物，通过持续的空气置换循环降低颗粒物浓度。

污染物去除

适当的每小时换气次数可确保通过回风系统和过滤系统有效捕获和去除颗粒物。

为什么洁净室空气交换系统对污染控制至关重要

维持合适的换气次数（ACH）水平直接影响产品质量和法规遵从性。换气次数不足会导致颗粒物积聚，而换气次数过高则会增加运营成本，却没有相应的收益。

质量保证

正确的ACH维护可防止半导体制造（良率提高高达 60%）和制药生产中的产品污染。

监管合规

满足 ISO 14644 和 GMP 对每小时换气次数的要求，可确保审核成功并维持运营许可证。

成本优化

与过度设计的系统相比，平衡式ACH实施可降低 15-40% 的能耗，同时保持合规性。

战略性地实施每小时换气次数(ACH ) 控制方案，是对质量保证和运营效率的一项关键投资。Deiiang™ 的工程师们始终观察到，优化的ACH管理对提升设施的整体性能指标有着显著的贡献。

如何计算洁净室每小时换气次数（ACH）

准确计算每小时换气次数(ACH) 需要精确测量房间容积和气流速率。ACH的基本计算公式是洁净室设计和验证的基础。

ACH 计算公式

换气次数 = (总送风量 ÷ 房间体积)

其中，空气流量单位为立方米/小时，体积单位为立方米。

实际计算示例

考虑一个尺寸为 10 米 × 8 米 × 3 米（长 × 宽 × 高）且总送风量为 7,200 立方米/小时的洁净室：

房间体积 = 10 × 8 × 3 = 240 立方米
总送风量 = 7,200 立方米/小时
ACH = 7,200 ÷ 240 = 每小时换气30次

每小时换气次数的计算结果证实，洁净室符合 Deiiang™ 设计标准规定的 ISO 7 级洁净室要求。

定期核查换气次数(ACH)计算结果可确保持续合规，并能识别潜在的系统性能下降。Jason.peng 强调，妥善记录每小时换气次数是质量管理体系的重要组成部分。

洁净室分类标准和推荐的换气次数 (ACH) 值

行业标准根据洁净室等级规定了合适的每小时换气次数范围。了解这些要求可确保受控环境的正确设计和运行。

ISO分类	颗粒计数（≥0.5μm）	推荐的ACH范围	典型应用
ISO 5（100级）	3,520	240-600+	药品灌装，半导体
ISO 6（1000级）	35,200	90-180	医疗器械制造
ISO 7（10,000级）	352,000	30-60	配制药房、电子产品
ISO 8级（100,000级）	3,520,000	10-25	包装区、组装区

建议的每小时换气次数范围考虑了人员密度、工艺污染和设备布局等因素。Deiiang™ 设计规范强调，最终的换气次数确定必须包含颗粒计数验证。

影响洁净室空气交换率要求的关键因素

多种因素会影响任何特定洁净室应用的最佳每小时换气次数。了解这些因素有助于更精确地进行系统设计和运行控制。

人员密度

每人每分钟产生 10 万至 100 万个粒子，增加了所需的交流电频率。

工艺污染

生产运营可能需要每小时增加 15-30% 的换气次数。

房间配置

复杂的布局可能需要针对不同区域进行定制的ACH计算。

设备负载

发热设备会影响气流模式和换气效率。

对这些变量进行正确评估可确保每小时换气次数(ACH) 符合规范。Deiiang™ 工程分析通常会识别出 3-5 个关键因素，这些因素会显著影响任何给定应用中的ACH要求。

洁净室换气次数的测量与监控

准确测量每小时换气次数需要合适的仪器和方法。定期监测可确保洁净室性能稳定，并及早发现系统问题。

主要测量方法

空气速度法

测量多个点的速度，计算平均值，乘以出口面积

流罩测量

使用校准过的流量罩进行直接测量，以精确测定体积

示踪气体分析

利用气体浓度衰减进行精密度验证的先进方法

应每季度或在任何重大系统改造后定期检查每小时换气次数 (ACH )。Jason.peng 建议在关键环境中实施持续监测系统，因为在这些环境中，持续的ACH维护至关重要。

优化洁净室换气效率：平衡效率与能耗

优化每小时换气次数（ACH ）可以在保持污染控制的同时显著节省能源。现代洁净室设计融合了多种ACH优化策略。

能源影响分析

暖通空调系统通常消耗洁净室40%至65%的能源，其中换气次数（ACH）是主要驱动因素。在ISO 7级洁净室中，将每小时换气次数从50次降低到30次，可以在保持合规性的前提下节省约25%至35%的能源成本。

可变风量（VAV）

根据入住率和工艺要求调整换气次数 (ACH) ，并在非运行期间降低空气流量。

分区控制系统

根据具体的污染风险，对不同洁净室区域实施不同的每小时换气次数。

按需通风

使用粒子计数器根据实时污染水平动态调整换气次数 (ACH)。

Deiiang™ 优化方案通常通过战略性的每小时换气次数管理，实现 20-40% 的节能，同时保持或提高污染控制性能。

不当ACH交易的风险：了解其后果

每小时换气次数过少或过多都会对洁净室运行构成重大风险。了解这些风险有助于制定合理的系统设计和操作规程。

ACH风险不足

颗粒物累积量超过 ISO 分类限值
产品污染加剧，产量降低
监管不合规和审计失败
工艺或产品之间的交叉污染

过高的ACH风险

不必要的能源消耗（成本增加 30-60%）
增加过滤器更换频率和维护
潜在的气流湍流会干扰污染控制
持续高强度运行导致设备寿命缩短

定期评估每小时换气次数 (ACH)的性能有助于识别和降低这些风险。Jason.peng 强调，应在调试期间以及整个设施生命周期内定期进行适当的ACH验证。

结论：掌握换气次数以实现最佳洁净室性能

合理管理每小时换气次数是洁净室操作人员和设计人员的一项关键技能。策略性地实施适当的换气次数水平，可确保在各种应用中符合法规要求、保证产品质量并提高运营效率。

随着洁净室技术的不断发展，高效的每小时换气次数（ACH ）管理原则仍然是污染控制成功的关键。Deiiang™通过创新设计和卓越的工程技术，持续推进ACH优化方法的发展。

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关于洁净室空气交换系统的常见问题

问：洁净室中应该多久测量一次ACH值？

答：对于大多数应用，建议每季度进行测量；对于关键环境，则需进行持续监测。Deiiang™ 协议包含每半年一次的全面验证。

问：非营业时间能否降低ACH费用？

答：是的，经过适当的验证。许多设施在无人使用期间将换气次数降低 30-50%，在保证设施完整性的同时，显著节省了能源。

问：换气次数（ACH）与气流速度之间有什么关系？

答：ACH代表空气更换率，而速度描述空气流动速度。这两个参数都必须优化，才能在洁净室环境中有效控制污染。