¿«Free cooling» o enfriamiento mecánico?

«Free cooling» significa cumplir con los requisitos de refrigeración sin consumo de compresores para enfriamiento. En invierno es obvio: colocar los alimentos perecederos al aire libre en el frío y utilizar la refrigeración libre de la naturaleza para enfriar en lugar de una nevera o un congelador. «Free cooling» también se puede utilizar naturalmente para bajar la temperatura de un refrigerante sin tener que enfriar de otra forma, lo que ayuda a ahorrar energía.

El aire frío exterior proporciona «free cooling»

El «free cooling» puede utilizarse para sistemas por agua y por aire. En su forma más simple, el aire exterior se utiliza en sistemas por aire en los que se instala un intercambiador de calor para tratar el aire exterior. Para conseguir un funcionamiento óptimo, la temperatura exterior no debe superar los 16 °C.

Si se utiliza una enfriadora para un sistema por agua, el intercambiador de calor del aire exterior se instala en la enfriadora entre el circuito de refrigerante y el circuito del medio de enfriamiento. Como consecuencia de la temperatura exterior, toda el agua se enfría con el aire exterior (es decir, «free cooling») en lugar de con la enfriadora. La conmutación de enfriadora a «free cooling» sucede normalmente a unos 10 °C.

Enfriamiento urbano más habitual

La refrigeración también puede distribuirse en forma de enfriamiento urbano suministrado por grandes empresas de servicios públicos a complejos de oficinas, centros comerciales y grandes edificios. La refrigeración puede proceder de «free cooling», por ejemplo de un lago de aguas frías, o bien la energía de la calefacción urbana se utiliza para producir agua fría, que después, en la unidad de confort, se pone a la temperatura adecuada para el aire de ventilación del sistema.

Enfriamiento mecánico: la forma clásica de enfriar

Desde hace mucho tiempo, el compresor ha sido la forma de refrigeración habitual y es de lo que solemos hablar al referirnos al enfriamiento mecánico. Las enfriadoras con compresor son muy versátiles para refrigerar un edificio. La refrigeración puede suministrarse a la batería de frío en una unidad de tratamiento de aire o bien a las vigas frías o inductores de cada estancia.

Todas las enfriadoras se basan en un circuito cerrado lleno de refrigerante. Cuando un compresor incrementa la presión del refrigerante, este se calienta y se evapora en forma de gas. Cuando pasa por un intercambiador de calor/condensador, se enfría y condensa y vuelve al estado líquido. A continuación, cuando el fluido pasa por una válvula de expansión, la presión cae rápidamente, lo que enfría el refrigerante. El fluido pasa entonces por otro intercambiador de calor, llamado evaporador. Dentro de este, el frío del refrigerante se transfiere a un medio de enfriamiento (agua o aire) que finalmente dirige la refrigeración a donde se necesite.

La bomba de calor es un compresor de refrigeración inverso

El condensador del sistema puede instalarse en el exterior, con lo cual se enfriará con el aire exterior, o bien en el interior, donde se enfriará con un circuito hidrónico, que también tiene refrigeración exterior. Dicho de otra forma, la energía eléctrica suministrada al compresor transfiere calor desde el interior al exterior, por ejemplo, a la calle. Con una bomba de calor ocurre lo contrario: el calor se transfiere del exterior al interior del edificio y la temperatura del aire exterior desciende. En este caso, el medio de calentamiento es equivalente al medio de enfriamiento/refrigeración.