¿«Free cooling» o enfriamiento mecánico?
El free cooling es el proceso de utilizar la temperatura ambiente externa para permitir el enfriamiento y asà reducir, o posiblemente evitar, el uso de un compresor. Esto puede describirse fácilmente en invierno, cuando los alimentos perecederos pueden colocarse en el frÃo exterior y el free cooling de la naturaleza se utiliza para enfriar en lugar de un frigorÃfico o congelador. El free cooling puede utilizarse de forma similar para bajar la temperatura del aire o de un refrigerante y evitar el enfriamiento por medios mecánicos. Asà se ahorra energÃa. En esta guÃa se explicará más a fondo el free cooling.
El aire frío del exterior proporciona free cooling
El free cooling puede utilizarse tanto en los sistemas de agua como en los de aire.
En su forma más sencilla, el aire exterior se utiliza en los sistemas aéreos, en los que se instala un intercambiador de calor para tratar el aire exterior antes de suministrarlo al edificio.
Para que esta solución sea eficaz, el aire que se toma debe ser más frío que la temperatura que se pretende alcanzar en el interior. Es óptimo cuando la temperatura exterior no supera los 14-16 °C. El método de free cooling por aire funciona muy bien en los países nórdicos, ya que la temperatura exterior es inferior a la mencionada durante aproximadamente el 90% del año.
Si se suministra una enfriadora que utiliza el free cooling a un sistema de agua, el intercambiador de calor para el aire exterior se incorpora a la enfriadora y se coloca entre los circuitos del refrigerante y del medio refrigerante. Cuando la temperatura del aire exterior es lo suficientemente baja como para cubrir la refrigeración requerida, es posible operar sin la potencia de los compresores, por lo tanto, casi sin costes. Esto se denomina free cooling total.
Para que lo anterior funcione con la mayor eficacia posible, se recomienda utilizar una válvula de tres vías. Ésta gestionará el cambio de refrigeración mecánica a free cooling, normalmente a una temperatura exterior de unos 10 °C.
Enfriamiento mecánico: el medio tradicional para lograr la refrigeración
Las enfriadoras son sistemas de refrigeración diseñados para enfriar un fluido. Este tipo de refrigeración suele denominarse refrigeración mecánica o por compresor. También es lo que se suele entender cuando se habla de refrigeración por unidad. Las enfriadoras por compresor son flexibles para enfriar un edificio.
Se puede suministrar fluido frío a la batería de refrigeración de una unidad de tratamiento de aire que afecta directamente a la temperatura de todas las habitaciones como complemento, por ejemplo, de las vigas frías. Esto permite una mejor distribución de la refrigeración. O estrictamente, la expresión de la refrigeración que se suministra a un edificio o sala es realmente incorrecta. En realidad, es la energía térmica la que se transfiere fuera del mismo. Expliquémonos.
Todas las enfriadoras se basan en un circuito cerrado lleno de un refrigerante. El compresor aumenta la presión y la temperatura del vapor refrigerante. Cuando el medio pasa después por un intercambiador de calor/condensador, se condensa y vuelve a su estado líquido. A continuación, el fluido pasa por una válvula de expansión en la que la presión disminuye rápidamente. Esto enfría el refrigerante y el fluido pasa por otro intercambiador de calor, llamado evaporador. El evaporador funciona de forma opuesta al condensador, el líquido refrigerante se convierte en gas, absorbe el calor de un fluido externo y lo enfría. Este fluido enfriado se dirige posteriormente a donde se necesita en el edificio.
Ciclo de refrigeración de la bomba de calor y la enfriadora
Cuando se refrigera, se suministra energía eléctrica a un compresor que trabaja para transferir el calor de un punto a otro, normalmente al exterior. En una bomba de calor, ocurre lo contrario. El calor se transfiere como energía del aire exterior a la habitación. La temperatura del aire exterior disminuye entonces y el refrigerante se convierte en el medio de calefacción.
El district cooling es más común
La refrigeración también puede distribuirse en forma de refrigeración urbana, suministrada a gran escala a complejos de oficinas, centros comerciales y otras propiedades más grandes. Esta refrigeración puede proceder de la refrigeración libre, por ejemplo de un lago frío, o de la energía de la calefacción urbana que se utiliza localmente para producir agua fría. Las unidades de confort colocadas en una habitación o espacio utilizan el agua para producir la temperatura adecuada para el aire de suministro en el sistema.
Todo lo anterior puede lograrse, en su totalidad o en parte, en un sistema bien integrado y alcanzar un alto TER, Ratio de Eficiencia Total, tanto para una enfriadora como para un calentador, respectivamente.
¿Es posible el free cooling con una unidad interior?
En una enfriadora de agua refrigerada por aire, el condensador se sitúa normalmente en el exterior para ser enfriado por medio del aire exterior, una enfriadora de agua refrigerada por agua tiene el condensador situado en el interior. Este último es enfriado por un circuito de enfriamiento en seco que generalmente se encuentra en el exterior.
El free cooling puede utilizarse en invierno para enfriar el refrigerante cuando la temperatura exterior es inferior a su temperatura de consigna.
Free cooling parcial
Una unidad con opción de free cooling requiere una serie de accesorios, normalmente una válvula de 3 vías, un intercambiador de calor de placas, controles y más, todo ello diseñado específicamente para la aplicación. Este nivel de integración permite una gestión completa del sistema que permite que la unidad funcione en modo de "free cooling parcial". Esto permite además unos niveles de eficiencia muy elevados.
Con nuestras unidades de agua, lo anterior puede lograrse con componentes y funciones de control integrados. Se trata de una solución destinada a permitir la optimización y el uso de la posible refrigeración libre, pero también a poder utilizar la refrigeración por compresor.
