Cosa è il free cooling e come funziona per raffrescare — idealista/news

Il raffrescamento degli ambienti pesa sempre di più sui consumi energetici delle attività e delle abitazioni, soprattutto nei mesi estivi e nelle mezze stagioni, e per questo motivo cresce l’interesse verso soluzioni capaci di ridurre l’uso dei climatizzatori tradizionali. È quindi importante chiarire cosa è il free cooling e come funziona per capire perché questa tecnologia si stia diffondendo anche nel settore residenziale, oltre che in ambito industriale e commerciale. Il principio è semplice: sfruttare le temperature naturalmente più basse dell’aria esterna o del terreno per raffrescare gli spazi interni, riducendo drasticamente il ricorso a compressori e impianti di refrigerazione.

Cos’è il free cooling e a cosa serve

Il free cooling, o raffrescamento libero, è un sistema che contribuisce al raffrescamento utilizzando una fonte più fredda dell’ambiente interno, senza generare aria fredda attraverso i classici circuiti frigoriferi. La sorgente può essere l’aria esterna nelle ore più fresche della giornata, il terreno che mantiene temperature stabili durante l’anno, oppure l’acqua di falda o di fiume.

Negli ultimi anni la tecnologia trova spazio anche nelle case private, grazie alla diffusione di impianti di ventilazione meccanica controllata, serramenti ad alta tenuta e involucri edilizi sempre più isolati, che aiutano a trattenere il fresco raccolto dall’esterno.

Come funziona il free cooling? Il principio del “raffreddamento gratuito”

Il funzionamento del free cooling si basa sulla differenza di temperatura, tecnicamente definita entalpia, tra l’ambiente interno e quello esterno: quando la temperatura esterna scende sotto quella interna, l’impianto attiva automaticamente la modalità di raffrescamento naturale, situazione frequente durante la notte in estate, nelle prime ore del mattino e nelle mezze stagioni.

Nei sistemi più evoluti l’attivazione è gestita da sensori che monitorano temperatura e umidità, scegliendo in tempo reale la soluzione più efficiente. In molti impianti di ventilazione meccanica controllata, dotati di recuperatore di calore, il free cooling entra in funzione interrompendo temporaneamente il recupero termico: l’aria esterna fresca viene così immessa negli ambienti senza essere preriscaldata dallo scambiatore, mantenendo la temperatura più bassa possibile.

Le differenze tra free cooling diretto e indiretto

Le soluzioni disponibili nel campo del free cooling si suddividono in due categorie principali – free cooling diretto e indiretto – che si distinguono tra loro per le modalità con cui viene sfruttata la fonte fredda.

Impianti a free cooling diretto

Nel free cooling diretto l’aria esterna viene introdotta direttamente negli ambienti, sostituendo quella calda che viene espulsa. È la soluzione più diffusa nei sistemi domestici di ventilazione meccanica controllata, e più in generale nelle regioni mediterranee, dove l’umidità resta contenuta per gran parte dell’anno.

Il limite principale riguarda proprio l’umidità: se l’aria immessa è troppo umida, l’efficacia del raffrescamento diminuisce e può servire una deumidificazione aggiuntiva.

Impianti a free cooling indiretto

Nel free cooling indiretto non c’è alcun contatto diretto tra aria esterna e ambienti interni: il freddo viene trasferito tramite uno scambiatore di calore. La fonte può essere un impianto geotermico, in cui la pompa di calore viene bypassata e il fluido delle sonde nel terreno cede la propria temperatura al circuito di distribuzione, oppure l’acqua di falda o di fiume inviata all’unità di trattamento aria.

Questa soluzione necessita di impianti più complessi rispetto al diretto, ma offre un maggior controllo sulla climatizzazione.

Pro e contro del free cooling: quali sono

Prima di optare per questa tecnologia per il raffrescamento, è utile considerare i principali vantaggi e limiti che la caratterizzano, per assicurarsi che risponda bene alle esigenze e caratteristiche degli ambienti, anche di casa. I vantaggi del free cooling sono:

• consumo energetico ridotto durante le ore in cui è in funzione;
• risparmio sui costi di climatizzazione, con percentuali che nei sistemi VMC domestici possono arrivare fino al 50%;
• minori emissioni di CO2, soprattutto negli impianti di grandi dimensioni;
• manutenzione contenuta, legata principalmente alla pulizia dei filtri o del radiatore;
• facile integrazione con impianti già esistenti di ventilazione meccanica controllata.

Tra gli svantaggi del free cooling si segnalano invece:

• dipendenza dalle condizioni climatiche esterne;
• minor efficacia nelle giornate molto calde o umide;
• minor capacità di raffrescamento rispetto agli impianti attivi;
• investimento iniziale più elevato rispetto ai sistemi tradizionali.

Campi di applicazione: dove viene utilizzato il free cooling

Il free cooling viene impiegato da tempo nei data center, dove il raffreddamento dei server può incidere fino al 40% sul fabbisogno energetico complessivo, con risparmi che si attestano tra il 30 e il 40% grazie a questa tecnologia. Trova largo utilizzo anche in ambito industriale, nelle sale macchine e nei centri commerciali, dove l’affollamento genera un carico termico elevato da smaltire.

In questi contesti viene spesso adottato come primo stadio di raffrescamento, prima di attivare gli impianti frigoriferi tradizionali nei momenti di maggiore richiesta.

In ambito domestico l’applicazione più comune resta legata proprio ai sistemi di ventilazione meccanica controllata, capaci di rinnovare l’aria interna e allo stesso tempo sfruttare le temperature più fresche dell’esterno per rinfrescare casa senza condizionatore.

Dove conviene installare un sistema di free cooling

I risultati migliori si ottengono negli edifici progettati per limitare le dispersioni termiche e nelle zone con una buona escursione termica tra giorno e notte. Tra le condizioni favorevoli per il free cooling rientrano:

• abitazioni ben isolate e in edifici di classi energetiche elevate;
• presenza di impianti di ventilazione meccanica controllata;
• sistemi radianti predisposti per il raffrescamento;
• impianti geotermici già installati;
• zone con notti estive fresche e mezze stagioni prolungate.

Nelle zone molto calde e umide per gran parte dell’anno, il contributo di questa tecnologia tende invece a ridursi, rendendo necessario l’affiancamento di un impianto di climatizzazione tradizionale nei periodi più critici.