Cos’è il Free Cooling Indiretto e quali sono le differenze rispetto a quello diretto?
Le aziende che utilizzano impianti di condizionamento dell’aria per mantenere freschi i locali tecnici, a causa del consumo prolungato di energia favoriscono l’inquinamento e devono fare i conti con costi in bolletta piuttosto alti.
Due aspetti critici che le imprese stanno cercando di risolvere, scegliendo di passare ad un nuovo sistema di refrigerazione: il free cooling (raffreddamento libero).
Si tratta del sistema più interessante per consentire un imponente risparmio energetico, poiché sfrutta poca energia elettrica nel processo di raffreddamento dell’aria. Oltre ad un enorme passo avanti dal punto di vista ambientale, dunque, ne consegue anche un notevole risparmio economico.
Il free cooling è un sistema di raffreddamento naturale, che non necessita di un impianto di refrigerazione. Come sorgente del freddo si possono utilizzare l’aria esterna, l’acqua di falda, di fiume, di lago oppure il terreno.
Quando si parla di free cooling, però, si fa riferimento a due tipologie di raffreddamento libero: il free cooling diretto e quello indiretto.
In un precedente articolo abbiamo approfondito il tema del free cooling diretto, che consiste nell’immettere in un locale contenente apparati che dissipano calore, una quantità di aria filtrata proveniente dall’esterno, con una temperatura più bassa. Allo stesso tempo, il calore interno viene dissipato ed espulso dal locale, sostituito, appunto, da una stessa quantità di aria fresca.
In poche parole, l’aria esterna con una temperatura più bassa va a sostituire l’aria calda dell’ambiente interno.
In questo articolo affronteremo l’altra tipologia: quella del free cooling indiretto
In cosa consiste e come funziona il Free Cooling indiretto.
Nel free cooling indiretto per asportare il calore presente nei locali tecnici, come data center e sale TCL, si invia acqua fredda all’interno dell’impianto CTA (centrale di trattamento aria).
Per funzionare, necessita di almeno due scambiatori di calore: uno per le unità interne e uno per dissipare il calore all’esterno.
Questo sistema di raffreddamento diventa un’opzione utilizzabile se alla base vi sono un impianto geotermico ed un gruppo frigorifero: l’acqua di ritorno delle sonde geotermiche viene raffreddata e scorre all’interno degli scambiatori di calore, con il risultato di creare una piacevole climatizzazione estiva.
In tal modo, verranno mantenute le giuste condizioni climatiche dell’ambiente, in modo del tutto naturale.
Oltre ai sistemi geotermici, esiste un’altra sorgente che non prevede la presenza di un gruppo frigorifero e un impianto geotermico: l’aria esterna. Quest’ultima può essere infatti utilizzata per raffreddare l’acqua dell’impianto, ma, in questo caso, devono essere presenti condizioni climatiche decisamente favorevoli, visto che temperature troppo elevate renderebbero impossibile il funzionamento.
Vantaggi e svantaggi rispetto al free cooling diretto
Analizziamo più nel dettaglio le tue tipologie di free cooling, per evidenziarne differenze e punti critici.
Ad esempio, nel caso del free cooling indiretto, come detto il sistema necessita di almeno due scambiatori di calore: uno per le unità interne e uno per dissipare il calore all’esterno. I maggiori vantaggi dal punto di vista economico si ottengono con differenze di temperatura sugli scambiatori di 3/4 K. Per poter raffreddare a 20°C l’aria interna, quindi, quella esterna non deve superare i 14°C. Situazione che, purtroppo, riduce il numero di giorni nei quali si può lavorare con un free cooling indiretto. In quel caso, interverrà il refrigeratore e si passerà ad un consumo di energia più elevato.
Un altro svantaggio di questo sistema deriva dal fatto che, abbassando la temperatura ambiente, fa salire l’umidità relativa dell’aria. Sulle superfici fredde può quindi formarsi della condensa con un possibile aumento della percentuale di umidità all’interno dell’ambiente.
Uno scenario che può essere evitato deumidificando (parzialmente) l’aria prima che venga immessa. Per la deumidificazione servono però temperature dell’acqua più basse rispetto a quanto normalmente possibile. Può quindi essere necessario accendere anche l’impianto di climatizzazione o, ancora, attivare la ventilazione meccanica.
Al contrario, con il free cooling diretto, che sfrutta l’aria esterna e le fresche ore notturne, si può offrire un valido contributo al raffreddamento dei locali. Si parla di free cooling diretto quando (in estate nelle ore notturne) viene immessa aria fredda nell’edificio e la temperatura esterna è inferiore a 18°C (nei mesi caldi, di norma è così tra le 24:00 e le 6:00).
Con il free cooling diretto il risparmio in bolletta può raggiungere il 90%, e si evita di sprecare enormi quantità di energia inquinante, restituendo un’immagine green ed eco-friendly alla propria azienda.
Vanno sottolineate inoltre l’eccellente scalabilità di questo sistema e l’assenza di componenti idraulici (come tubazioni, pompe e raccordi).
Evidentemente, anche i costi di investimento per un sistema a freecooling diretto saranno molto inferiori rispetto a quelli necessari per l’indiretto.
