Air changes per hour is the common and most widely used term in pharmaceutical industries and other fields where HVAC systems are installed. Air changes per hour are also called ACPH. Most people and even pharmaceutical professionals are not aware of the method to calculate ACPH.In this article, we will discuss
- What is ACPH?
- Importance of ACPH
- How to Calculate ACPH?
- What is CFM?
- Recommended ACPH
- Queries to Solve Questions
What is ACPH?
Air changes per hour is the volume of air supplied and removed from an area in one hour using an HVAC system.
ACPH is the volume of air per hour divided by the volume of area or room.
As the name indicates air changes mean the replacement of air or changing the old air with new air in one hour.
Importance of ACPH
Air changes per hour are important because of the following.
- To ensure proper ventilation.
- To remove dust, and smoke fumes from an area, room or building.
- To remove carbon dioxide and other gases from the area.
- To maintain clean room status by removing non-viable particles.
- To maintain clean room status by removing viable count adhere to the non-viable particles.
Also Read:ย
Recommended Air changes
- In the pharmaceutical industry different recommended ranges of Air Changes Per Hour are given.
- ACPH is given in a range which means that a fixed value is not given.
- The range has the flexibility to adopt any value that lies between the range.
- For lower range, air movement or velocity is low and for higher range, air velocity or movement is high.
- For some general areas, ACPH is given as follows,
For Clean rooms recommended ACPH are as follows,
If we select a lower number of ACPHย in pharmaceuticals it meets regulatory requirements but the level of cleanliness is different at lower and upper ranges.
Selection of lower range ACPH reduces the cost of operation due to less energy cost.
Explanation
ISO Class 8 recommended range is 5-48 ACPH.
If we select a lower range e.g 5 ACPH it means that 5 times in an hour air in the room will be replaced.
If we select the upper range e.g. ACPH 48 then it means air replacement is high that is 48 times in an hour.
As we increase the ACPH from low to high it changes the status of the area from less clean to more clean due to the increased swiping action of air.
Also Read:ย
Pharmaceutical Questions and Answers.
How to Calculate ACPH?
To calculate ACPH the following formula is used.
ACPH=Tร60/Volume of the Room
ย ACPH=Air changes Per Hour
T=Total air volume supplied in the room
Step 1
Total Air Volume
In the first step, we will calculate T or the total air volume supplied in the room by using the following formula,
ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย T=VรA
Andย
V=Velocity of air from HEPA filter in the room
ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย A=Area of HEPA filter
From the above formula, we can see that to calculate ACPH, first, we have to calculate the velocity of air and the volume of the room.
So
How to Calculate Velocity of Air?
- The velocity of air is the speed at which air comes into the room from a HEPA filter.
- It is taken in feet/minute or Meters/Second.
- To determine the air velocity anemometer is used.
We take 5 values of air velocity from the filter face,4 values are taken from each corner and the 5th value is taken from the center of theย HEPA filter.
The average velocity is calculated below
Air Velocity V= V1+V2+V3+V4+V5 /5
Example
Suppose values of air velocity from V1 to V5 are as follows in feet/minute
- V1=240
- V2=280
- V3=200
- V4=250
- V5=230
Put values in the above formula as follows,
Air Velocity V= V1+V2+V3+V4+V5 /5
V= 240+280+200+250+230/5
ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย V=1200/5
ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย V=240 feet/minute
Result
So the average velocity of air in the room is 240 feet/minute.
How to Calculate the Area of Filter?
A is the Area of the HEPA filter and is determined by the multiplying length and width of the HEPA filter as follows.
A=Length of HEPAร Width of HEPA
Example
Calculate the area of the HEPA filter having 2.5 feet in length and 2 feet in width.
As we know
A=Length of HEPAร Width of HEPA
ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย or
ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย A= Lรw
Put values asย
ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย A=2.5ร2= 5 square feet
So
Total air vol is calculated by following the formula
ย ย ย ย ย ย ย T=AรV
Example
Calculate Total air volume if air velocity is 240 feet/minute and the area of filter is 5 square feet.
Put values in following formula as
T=Velocity of Airร Area of filter
ย ย ย ย ย ย ย ย T =240ร5
ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย =1200
Also Read:ย
100 MCQs to revise your pharmaceutical knowledge.
Step 2
Calculation of Room Volume.
In step two we will find the volume of the area or room where the air is supplied. volume of room or areaย is measured by multiplying the length, width and height of the room as follow
ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย Volume of Room = lรwรh
- l= Length of the Room
- w=Width of Room
- h=Height of Room
Example
Calculate the volume of room havingย
- Length=10 feet
- Width=ย 10 feet
- Height= 12 feet
Put values in the formula as
Volume of Room = lรwรh
Vol of room =10ร10ร12
ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย =1200 cubic feet
What is CFM?
- CFM is cubic feet per minute.
- It is used to measure the air volume.
- Volume of air supplied to the room is called CFM.
- CFM indicates capacity of a fan or blower.
- If the total volume of air in a room is 500ftยณ then this room will require a 500 CFM blower to empty the room from air in one minute.
- CFM is calculated by measuring the air velocity and multiplying it with the area of the filter.
CFM=Velocity of airรArea of filter
As we knowย
ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย T= Velocity of airรArea of filter
So
ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย T=CFM=VรA
We can write following formulaย
ACPH=Tร60/Volume of the Room
As
ACPH=CFMร60/Volume of the Room
If a room has more than one inlet filter then for each filter CFM is calculated and results are combined.
Query 1
Calculate ACPH of a room having following parameters
- Length=10
- width=10
- Height=12
- CFM = 800
Use following formula
ACPH=CFMร60/Volume of Room
First we will calculate volume of room by using following formula
ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย Volume of Room=lรwรh
Put values in the above formula
ย ย ย Vol of room = 10ร10ร12 = 1200 ftยณ
Now calculate the ACPH using following formula
ACPH=CFMร60/Volume of Room
Put values in the above formula
ย ย ย ย ย ย ย ย ย ACPH= 800ร60/1200=40
Result
Air changes Per Hour for the above mentioned room is 40.
Query 2ย
In query 2 we will calculate the CFM from given ACPH or cross check our answer of query 1 as follows.
Calculate CFM of a AHU supplying air to a room havingย
- Length=10
- Width=10
- Height=12
- ACPH =40
Solution
First we will calculate volume of room using following formula
Volume of Room=lรwรh
Put values in the above formula
ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย Volume of room = 10ร10ร12ย
ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย = 1200 ftยณ
Now calculate the CFM using following formula
ACPH=CFMร60/Volume of Room
We will rearrange the above formula as
ACPHรVolume of Room/60=CFM
or
CFM=ACPHรVolume of Room /60
Put values in above formula as
ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย CFM= 40ร1200/60
ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย =800
Result
As we can see that CFM are the same as we use in the first query.
Conclusion
We can find ACPH of any area if CFM is given and in the same way we can find out the CFM from the given ACPH.
Also Read:ย
Lux level for Different areas in pharma.
Query 3
In query 3 we will learn to calculate the ACPH when air velocity and area of filter is given but CFM is not given.
Calculate the Air changes for a room when
- Velocity of air = 240
- Area of filter = ย ย 5ย
- Room volume= 1200 cubic feet.
Solutionย
First we will calculate Total air volume by using following formula
ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย T=VรAย
Put values in above formula as
ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย T=240ร5
ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย ย =1200
Now calculate ACPH usingย following formula
ACPH=Tร60/Volume of Room
Put values in above formula as
ACPH=1200ร60/1200 ย = 60
Popular Posts:
- Types of airlocks in pharma.
- Types and functions of HEPA filters.
- Cleanroom classification in pharmaceutical industries.
- HVAC or Heating Ventilation & Airconditioning System.
- Potency calculation of Active pharmaceutical Ingredient.
- Easy Steps to calculate Double cone blender capacity.
- Line Clearance in pharmaceuticals
remarkable, great dedication and effort for delivering knowledge. thanks sir.
keep this effort continue sir
thanks
Awesome sir great work
thanks dear
greatยก
I have a quetion about ACPH. It's specifications vary with the area of clean room?
yes.for higher clean areas more air changes are required.