LiBr (Lithium Bromide / ลิเทียมโบรไมด์)
ใช้ในอุตสาหกรรมหลัก ๆ ดังนี้
สารดูดซับในเครื่องทำความเย็นแบบดูดซึม
เป็นการใช้งานที่สำคัญมากที่สุด
LiBr ใช้คู่กับน้ำ ใน Absorption Chiller เพื่อผลิตความเย็น โดย LiBr มีคุณสมบัติ ดูดไอน้ำได้ดีมาก จึงช่วยให้ระบบทำความเย็นทำงานได้โดยใช้ความร้อนแทนไฟฟ้าส่วนหนึ่ง
พบใน
- โรงงานอุตสาหกรรม
- โรงแรม
- โรงพยาบาล
- อาคารขนาดใหญ่
- ระบบที่ใช้ไอน้ำ หรือความร้อนทิ้งจากกระบวนการผลิต
ระบบใช้ความร้อนทิ้งให้เกิดประโยชน์
LiBr นิยมใช้ในระบบที่ต้องการเอา waste heat มาใช้ต่อ เช่น
- ความร้อนจาก boiler
- ไอน้ำเหลือใช้
- ความร้อนจากเครื่องยนต์หรือ turbine
- cogeneration / trigeneration systems
จุดเด่นคือช่วย ลดค่าไฟ และเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงาน
สารลดความชื้น / สารดูดความชื้น
LiBr มีความสามารถดูดความชื้นสูง จึงอาจใช้ใน
- ระบบควบคุมความชื้น
- งานปรับอากาศเฉพาะทาง
- กระบวนการที่ต้องการอากาศแห้ง
แต่การใช้งานด้านนี้พบรองจากงาน absorption chiller
งานเคมีและห้องปฏิบัติการ
ใช้เป็นสารเคมีในบางกระบวนการ เช่น
- สารรีเอเจนต์ในห้องแล็บ
- ใช้ในงานวิจัย
- ใช้เป็นส่วนประกอบในสารละลายเฉพาะทางบางชนิด
งานด้านการถ่ายเทความร้อนหรือระบบเฉพาะทาง
บางระบบใช้ LiBr solution ในงานที่เกี่ยวกับ
- การแลกเปลี่ยนความร้อน
- การควบคุมอุณหภูมิ
- กระบวนการวิศวกรรมเฉพาะทาง
แต่ต้องคุมเรื่อง
- ความเข้มข้น
- การกัดกร่อน
- การตกผลึก (crystallization)
เพราะเป็นประเด็นสำคัญมากในการใช้งานจริง
ข้อควรระวังในอุตสาหกรรม
- LiBr กัดกร่อนโลหะได้ หากควบคุมระบบไม่ดี
- มีความเสี่ยง ตกผลึก เมื่ออุณหภูมิและความเข้มข้นไม่เหมาะสม
- ต้องควบคุมคุณภาพสารละลายและ inhibitor อย่างสม่ำเสมอ
- ต้องเก็บรักษาให้เหมาะสม เพราะดูดความชื้นได้มาก
LiBr ใน Absorption Chiller ทำงานโดยอาศัย “ความร้อน” เพื่อสร้างความเย็น ไม่ได้พึ่งคอมเพรสเซอร์แบบเครื่องชิลเลอร์ทั่วไป
ระบบนี้ใช้สารทำงาน 2 ตัวคือ
- น้ำ (Water) = เป็นสารทำความเย็น
- LiBr (Lithium Bromide) = เป็นสารดูดซับไอน้ำ
จุดสำคัญคือ
LiBr ชอบดูดน้ำมาก
เมื่อมันดูดไอน้ำได้ดี ระบบก็จะช่วยทำให้ “น้ำ” ระเหยได้ที่อุณหภูมิต่ำลง และการระเหยนี้เองที่ทำให้เกิดความเย็น
วงจรการทำงานหลัก
Evaporator
ในส่วนนี้ น้ำจะระเหยภายใต้สภาวะความดันต่ำมาก เมื่อน้ำระเหย จะดึงความร้อนจากน้ำเย็นในระบบไป ทำให้ได้น้ำเย็นสำหรับส่งไปใช้งานในอาคารหรือโรงงาน
Absorber
ไอน้ำที่เกิดจาก evaporator จะถูก สารละลาย LiBr ดูดซับ ไว้ เมื่อ LiBr ดูดไอน้ำ มันจะเกิดความร้อนขึ้น จึงต้องมีระบบระบายความร้อนออกจาก absorber ด้วยน้ำหล่อเย็น หน้าที่ของ LiBr ตรงนี้: ช่วยดูดไอน้ำออกจากระบบ เพื่อรักษาสภาวะความดันต่ำให้การระเหยเกิดได้ต่อเนื่อง
Generator
เมื่อ LiBr ดูดน้ำไว้มากขึ้น มันจะเจือจางลง จึงต้องส่งสารละลายนี้ไปที่ generator แล้วให้ความร้อนเข้าไป เช่น
- ไอน้ำ
- น้ำร้อน
- แก๊สร้อน
- waste heat
ความร้อนนี้จะไล่น้ำออกจากสารละลาย LiBr ทำให้ LiBr กลับมาเข้มข้นอีกครั้ง
สรุป:
ให้ความร้อนเพื่อ “รีเซ็ต” LiBr ให้กลับไปดูดน้ำได้ใหม่
Condenser
ไอน้ำที่ถูกไล่ออกจาก generator จะไหลไปที่ condenser แล้วถูกควบแน่นกลับเป็นน้ำ จากนั้นน้ำนี้จะกลับไป evaporator เพื่อเริ่มวงจรใหม่อีกครั้ง
สรุปทั้งระบบแบบสั้นมาก
- น้ำระเหยใน evaporator → เกิดความเย็น
- LiBr ดูดไอน้ำใน absorber → รักษาสูญญากาศ
- ให้ความร้อนที่ generator → ไล่น้ำออกจาก LiBr
- ไอน้ำไป condenser → กลับเป็นน้ำ → วนใหม่
ทำไม LiBr ถึงสำคัญ
เพราะ LiBr เป็นตัวที่ทำให้ระบบนี้ไม่ต้องใช้คอมเพรสเซอร์ขนาดใหญ่แบบ chiller ทั่วไป จึงเหมาะกับสถานที่ที่มี
- ไอน้ำเหลือใช้
- ความร้อนทิ้ง
- boiler อยู่แล้ว
- ต้องการลดค่าไฟฟ้า
ข้อดีของระบบ LiBr Absorption Chiller
- ใช้ waste heat ได้
- ลดการใช้ไฟฟ้า
- เหมาะกับโรงงานและอาคารขนาดใหญ่
- การทำงานค่อนข้างนิ่ง
- เสียงและแรงสั่นสะเทือนต่ำกว่าระบบคอมเพรสเซอร์ขนาดใหญ่บางแบบ
ข้อควรระวัง
1) การตกผลึก (Crystallization)
ถ้า LiBr เข้มข้นเกินไป หรืออุณหภูมิไม่เหมาะสม อาจเกิดผลึกได้
เมื่อเกิดแล้วระบบอาจเดินต่อไม่ได้
2) การกัดกร่อน
LiBr solution มีความกัดกร่อน จึงต้องควบคุม
- คุณภาพสารละลาย
- inhibitor
- vacuum
- อุณหภูมิการทำงาน
3) ต้องรักษาสูญญากาศให้ดี
เพราะระบบนี้ทำงานภายใต้ความดันต่ำมาก
ถ้ามีอากาศรั่วเข้าไป ประสิทธิภาพจะตก
เปรียบเทียบง่าย ๆ
Electric Chiller
ใช้ไฟฟ้าขับคอมเพรสเซอร์เพื่อสร้างความเย็น
LiBr Absorption Chiller
ใช้ความร้อน + คุณสมบัติการดูดซับของ LiBr เพื่อสร้างความเย็น