LiBr (Lithium Bromide / ลิเทียมโบรไมด์)
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 แต่ต้องควบคุมเรื่อง
- ความเข้มข้น
- การกัดกร่อน
- การตกผลึก (crystallization)
เพราะเป็นประเด็นสำคัญมากในการใช้งานจริง
ข้อควรระวังในอุตสาหกรรม
- LiBr กัดกร่อนโลหะได้ หากควบคุมระบบไม่ดี
- มีความเสี่ยง ตกผลึก เมื่ออุณหภูมิและความเข้มข้นไม่เหมาะสม
- ต้องควบคุมคุณภาพสารละลายและ inhibitor อย่างสม่ำเสมอ
- ต้องเก็บรักษาให้เหมาะสม เพราะดูดความชื้นได้มาก
สรุปสั้น ๆ
การใช้ LiBr ในอุตสาหกรรมที่สำคัญที่สุดคือ
“ใช้เป็นสารดูดซับในเครื่องทำความเย็นแบบดูดซึม (Absorption Chiller)”
รองลงมาคือ งานดูดความชื้น และ งานเคมีเฉพาะทาง
LiBr ใน Absorption Chiller ทำงานโดยอาศัย “ความร้อน” เพื่อสร้างความเย็น ไม่ได้พึ่งคอมเพรสเซอร์แบบเครื่องชิลเลอร์ทั่วไป
- น้ำ (Water) = เป็นสารทำความเย็น
- LiBr (Lithium Bromide) = เป็นสารดูดซับไอน้ำ
LiBr ชอบดูดน้ำมาก เมื่อมันดูดไอน้ำได้ดี ระบบก็จะช่วยทำให้ “น้ำ” ระเหยได้ที่อุณหภูมิต่ำลง และการระเหยนี้เองที่ทำให้เกิดความเย็น
วงจรการทำงานหลัก
Evaporator
ในส่วนนี้ น้ำจะระเหยภายใต้สภาวะความดันต่ำมาก เมื่อน้ำระเหย จะดึงความร้อนจากน้ำเย็นในระบบไป ทำให้ได้น้ำเย็นสำหรับส่งไปใช้งานในอาคารหรือโรงงาน
สรุป:
น้ำระเหย = เกิดความเย็น
Absorber
ไอน้ำที่เกิดจาก evaporator จะถูก สารละลาย LiBr ดูดซับ ไว้ เมื่อ LiBr ดูดไอน้ำ มันจะเกิดความร้อนขึ้น จึงต้องมีระบบระบายความร้อนออกจาก absorber ด้วยน้ำหล่อเย็น หน้าที่ของ LiBr ตรงนี้: ช่วยดูดไอน้ำออกจากระบบ เพื่อรักษาสภาวะความดันต่ำให้การระเหยเกิดได้ต่อเนื่อง
สรุป:
LiBr ดูดไอน้ำ = ช่วยให้ระบบสร้างความเย็นต่อได้
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
ภาพจำง่ายที่สุด
ให้นึกว่า
- น้ำ = ตัวที่ทำให้เกิดความเย็น
- LiBr = ตัวช่วยจับไอน้ำ
- ความร้อน = ตัวฟื้น LiBr ให้กลับมาพร้อมใช้งานอีกครั้ง
ดังนั้น LiBr ไม่ได้เป็นตัว “ให้ความเย็น” โดยตรง
แต่เป็นตัวสำคัญที่ทำให้วงจรความเย็นแบบดูดซึมทำงานได้