Free cooling o enfriamiento gratuito ¿qué es y cómo funciona?

El free cooling o enfriamiento gratuito permite ahorrar en la climatización y es considerado una manera de refrigerar los espacios ecosostenible y de bajo consumo.

Se basa en la utilización del aire exterior para climatizar espacios que requieren una refrigeración en todas las épocas del año, así como para mejorar la calidad del aire.

Te invitamos a seguir descubriendo qué es el free cooling y cómo funciona este sistema que puede ayudarte a ahorrar en tu factura energética.

¿Qué es el free cooling?

Free cooling

El free cooling o freshcooling es un sistema de refrigeración de espacios que se basa en el intercambio de aire desde el interior y el exterior a través de un sistema de producción de frío.

De hecho, su traducción literal es “enfriamiento gratuito” y resulta una de las tecnologías más eficientes por su modo de funcionamiento que, por un lado, proporciona una ventilación natural que elimina las impurezas de las estancias, y por el otro, un sistema de refrigeración altamente eficiente.

Por ello, supone una alternativa sostenible a la generación de aire frío con un sistema de climatización clásico cuando el aire exterior tiene una temperatura inferior a la del interior, en vez de utilizar compresores para generar aire frío.

Pero, en esas condiciones, ¿quién puede necesitar enfriar el interior, cuando fuera hace más fresco? Pues en viviendas, locales y todo tipo de espacios que requieran refrigerar el aire durante todo el año y no recircular el aire, como pueden ser los cines, teatros, hospitales, etc.

Además, el acuerdo con el Reglamento de Instalaciones Térmicas en Edificios (RITE) establece directrices claras con respecto al enfriamiento gratuito por aire exterior: su instalación es obligatoria en sistemas de climatización del tipo “todo aire” con una potencia útil superior a 70 kW en régimen de refrigeración.

En ese mismo orden de cosas, la Guía Técnica Ahorro y recuperación de energía en instalaciones de climatización del Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE) se detiene en esta tecnología, proporcionando recomendaciones para su implementación y optimización de instalaciones térmicas.

Recuperador de calor vs. sistema de free cooling

Un recuperador de calor intercambia el calor entre el aire interior y el exterior para acondicionar la renovación del aire, en cambio, un sistema de free cooling utiliza directamente el aire frío del exterior para enfriar.

Si bien es cierto que en ciertos modos puede configurarse para aprovechar las condiciones exteriores que sean favorables a su funcionamiento, su función principal es la de recuperación de la energía del aire interior expulsado.

En ese sentido, se sirve de la temperatura interior para que el aire exterior gane o pierda calor antes de ser introducido y reducir el consumo de energía.

¿Cómo funciona un sistema de free cooling?

Un sistema de free cooling aprovecha la diferencia de temperatura entre el aire exterior y el interior.

Cuando en el exterior la temperatura es lo suficientemente baja, el aire se introduce en el edificio, reduciendo o incluso evitando el uso de enfriadores mecánicos. Al mismo tiempo, el aire interior que se encuentra a mayor temperatura de la deseada es expulsado al exterior.

Más concretamente el funcionamiento del free cooling es el siguiente:

  • El aire es introducido en el interior y pasa por intercambiadores de calor.
  • Si el aire exterior está más frío que el aire o fluido que regresa al sistema, se activa el modo enfriamiento gratuito y se usa directamente para reducir la temperatura de los espacios. A mayor diferencia de temperatura entre el exterior y el interior, mayor va a ser la eficiencia energética del sistema.
  • El aire, una vez filtrado, es redirigido mediante ventiladores y compuertas a los espacios según las necesidades a través de un sistema de conductos.

Una de sus grandes ventajas es que puede aplicarse en instalaciones todo aire, pero también combinarse con sistemas de climatización híbridos, es decir, además del free cooling por aire, puedes encontrar sistemas de enfriamiento por agua y por migración de refrigerante.

Requisitos de funcionamiento de un sistema de free cooling

Uno de los requisitos de este tipo de sistemas de refrigeración que se basa en la circulación del aire, es que requiere una instalación que pueda trabajar con la temperatura del aire, esto es, que los sistemas de climatización de los locales sean por aire.

Por esta razón, un sistema de suelo radiante refrescante o instalaciones similares se acoplan con dificultad.

Asimismo, estas unidades de tratamiento del aire deben contar con compuertas y ventiladores, así como un sistema de control específico que permita el monitoreo continuo de las condiciones de trabajo y que, además de controlar la temperatura del aire interior y exterior, sea capaz de detectar las condiciones de humedad para garantizar el menor coste energético posible.

Tipos de free cooling

Para seguir profundizando en la definición y funcionamiento del enfriamiento gratuito es preciso abordar qué es el free cooling directo e indirecto.

Free cooling directo

En este caso, el aire exterior se introduce directamente siempre que su temperatura sea inferior a la del interior. Unos sensores y reguladores controlar el volumen de aire necesario.

Este aire se filtra para evitar la entrada de polvo, polen u otro tipo de partículas, y permite controlar la humedad gracias a sistemas de deshumectación o humectación, de acuerdo con las necesidades.

Free cooling indirecto

Este tipo de enfriamiento gratuito sigue utilizando el aire exterior para enfriar un fluido intermedio –que puede ser agua o glicol– que, a su vez, enfría el aire interior.

Este tipo de funcionamiento es el empleado en bases de datos, por ejemplo.

¿Para qué sirve el free cooling o enfriamiento gratuito?

El free cooling puede aplicarse en diferentes tipos de espacios, como por ejemplo:

  • Lugares de alta ocupación que requieren renovar el aire y mantener temperaturas confortables como cines, teatros, discotecas y salas de fiestas, auditorios, etc.
  • Locales comerciales y edificios que buscan mejorar la calidad interior de las estancias y reducir los costes energéticos.
  • Hospitales y espacios con carga variable que necesitan ajustar la refrigeración en función de la demanda.
  • Procesos industriales para los que se requiere una refrigeración constante durante todo el año.

Ventajas y desventajas del free cooling

A modo de conclusión, hemos recopilado las ventajas y desventajas del free cooling en la siguiente tabla:

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL FREE COOLING

VENTAJAS

DESVENTAJAS

Ayuda a ahorrar energía y reducir las facturas energéticas gracias al aprovechamiento del aire exterior.

Requiere de un sistema de control complejo para gestionar la demanda de aire exterior.

Reduce de emisiones de CO2 por lo que contribuye a la conservación del medioambiente.

Incrementa el consumo eléctrico, aunque se puede compensar con la eficiencia energética que proporciona y contratando una buena tarifa de luz.

Aprovecha sistemas de distribución existente (como climatización por conductos) para realizar una repartición homogénea y personalizada del aire.

Necesita un mantenimiento regular para garantizar un rendimiento óptimo (limpieza de filtros, supervisión de los ventiladores, etc.).

Mejora la calidad del aire interior gracias a su sistema de filtrado de partículas.

 

Ofrece ventilación controlada y efectiva que reduce las pérdidas de calor innecesarias.

 

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