Free-cooling per l’ambito residenziale: qual è il suo funzionamento e perché conviene

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  • Free-cooling per l’ambito residenziale: qual è il suo funzionamento e perché conviene.

    Il free-cooling, che significa “raffrescamento gratuito”, è una soluzione che consente di risparmiare sui costi di climatizzazione. Nata per il contesto industriale, questa tecnologia è sempre più diffusa anche in ambito residenziale. Capiamo meglio il funzionamento del free-cooling e i suoi vantaggi.

Free-cooling: come funziona?

Il free-cooling sfrutta la differenza di temperatura con l’ambiente esterno per raffrescare gli ambienti interni, senza la necessità di utilizzare l’impianto di refrigerazione e quindi di consumare energia. Si tratta di una tecnologia molto utilizzata in campo industriale, nei centri commerciali, nei data center e nelle strutture sportive, ma che si sta estendendo anche al contesto domestico. Ora che conosciamo le applicazioni possibili, scopriamo di più sul suo funzionamento.

Free-cooling diretto e indiretto: le differenze

Le tipologie di free-cooling: diretto (secondo ASHRAE) e diretto/ indiretto (idronico) Vediamo meglio di cosa stiamo parlando:

  • Il Free-cooling è diretto (secondo ASHRAE) quando in un ambiente viene immessa aria filtrata proveniente dall’esterno a una temperatura più bassa rispetto a quella interna: in questo modo, l’aria calda presente nei locali viene gradualmente sostituita da quella più fresca. In ambito domestico, tale meccanismo può essere utile in estate – pensiamo a quando, di notte, la temperatura esterna è più fresca rispetto a quella indoor – ma anche durante le mezze stagioni, ed è un’opzione ampiamente utilizzata nei grandi spazi commerciali: grazie a questa soluzione, infatti, è possibile mantenere l’ambiente fresco quando comincia a riscaldarsi a causa dell’affollamento. 
  • Free-cooling idronico:
    • Diretto – in questo sistema, per realizzare il free-cooling, viene sfruttata la bassa temperatura dell’aria esterna per raffreddare l’acqua di un circuito idraulico, acqua che successivamente può essere inviata a terminali idronici oppure batterie di trattamento aria (UTA). In applicazioni tipicamente industriali e data center, quando la potenza frigorifera richiesta rimane costante e non è dipendente dalla temperatura dell’aria esterna risulta conveniente adottare delle soluzioni che sfruttano la bassa temperatura dell’aria esterna per erogare gratuitamente parte della potenza frigorifera. Dal punto di vista costruttivo il segreto di apparecchiature di refrigerazione che sfruttano il principio del free-cooling diretto sono le superfici di scambio dimensionate in modo generoso e dedicato ad una miscela composta da acqua ed antigelo, ciò consente un risparmio considerevole sui consumi energetici annui, il risparmio può infatti raggiungere anche il 40% in zone geografiche con clima rigido.
    • Indiretto – con questa soluzione grazie ad uno scambiatore di energia intermedio a bordo apparecchiature di refrigerazione non è richiesta sostanza antigelo in addizione nel circuito idraulico di utilizzo. E’ particolarmente indicata nel caso di impianti di grandi dimensioni ed in tutti i casi in cui leggi e normative locali limitino l’impiego di sostanze antigelo negli edifici. Evita inoltre la penalizzazione delle prestazioni delle unità terminali e dei gruppi di pompaggio dell’impianto.

Quando la temperatura dell’aria esterna è inferiore alla temperatura dell’acqua di ritorno dell’impianto, il sistema free-cooling recupera freddo dall’ambiente esterno e riduce il funzionamento dei compressori fino ad annullarlo completamente. Maggiore è la temperatura dell’acqua refrigerata nell’impianto (es. 10-15°C invece di 7-12°C), maggiore è il campo di utilizzo del sistema di free-cooling e dunque il risparmio energetico.

In applicazioni industriali la temperatura di mandata dell’acqua può non essere necessariamente troppo bassa, in situazioni di questo tipo, dove è possibile dimensionare batterie di trattamento aria con acqua a 10°C per esempio, il vantaggio del free-cooling è ancora più evidente, permette infatti un risparmio energetico annuo superiore all’8%, che per applicazioni di processo può rappresentare un ingente valore economico.

Free-cooling diretto in ambito residenziale: perché conviene?

Ora che conosciamo il funzionamento del free-cooling, vediamo quali sono i suoi benefici. Il vantaggio più importante di questa tecnologia è quello di ridurre i costi per la climatizzazione.

Nel contesto residenziale, come abbiamo anticipato, tale sistema può rivelarsi utile durante l’estate, ma anche nelle mezze stagioni. In estate, in particolare, si sfrutta il fatto che di notte la temperatura esterna tende a essere più fresca rispetto a quella indoor: grazie al free-cooling, dunque, possiamo rinfrescare la casa senza consumare energia e senza dover aprire le finestre, ottenendo un guadagno anche dal punto di vista della sicurezza. 

Questa soluzione, abbinata a un impianto di climatizzazione efficiente, può contribuire in maniera significativa al risparmio in bolletta: non a caso, fa anche parte delle strategie usate per realizzare edifici a energia quasi zero.

Free-cooling: le proposte di MLGroup

Dopo aver scoperto il funzionamento del free-cooling e i suoi vantaggi, vediamo due tipologie di prodotto offerte da MLGroup: la prima è dedicata al settore residenziale, la seconda a quello industriale.

ELFOFresh2

Per quanto riguarda l’ambito residenziale, tra le proposte offerte da MLGroup c’è ELFOFresh2 di Clivet, unità di rinnovo e purificazione dell’aria, dotato anche della possibilità di lavorare in modalità free-cooling. Nello specifico, ELFOFresh2 è un sistema di ventilazione meccanica controllata (VMC), dispositivo fondamentale negli edifici moderni al fine di garantire un adeguato ricambio d’aria. 

I punti di forza di ELFOFresh2 sono: 

  • il recupero termodinamico attivo sia in estate che in inverno, che consente di ridurre i costi energetici;
  • la deumidificazione dell’aria esterna durante l’estate (indispensabile per i sistemi di raffrescamento a pavimento o a soffitto);
  • la possibilità di lavorare in free-cooling e quindi di climatizzare la casa a costo zero, in determinate condizioni;
  • la possibilità di avere filtri elettronici ad alta efficienza per la massima qualità dell’aria interna.

ELFOFresh2 fa anche parte di ELFOSystem di Clivet, ottima soluzione per il risparmio energetico in ambito residenziale. Si tratta, infatti, di un sistema idronico preassemblato e testato in fabbrica nei vari componenti, capace di gestire in modo efficiente il raffrescamento, il riscaldamento, la produzione di acqua calda sanitaria, il rinnovo e la purificazione dell’aria in ambiente.

ELFOEnergy Storm EVO FC

ELFOEnergy Storm EVO FC è una nuova macchina di Clivet progettata per il contesto industriale, in grado di operare in modalità differenti: 

  • produzione di acqua refrigerata per condizionamento o processo;
  • funzionamento in compensazione climatica – se la temperatura esterna aumenta, il set-point di mandata dell’acqua diminuisce per permettere una maggiore resa frigorifera all’impianto;
  • produzione di acqua refrigerata con free-cooling per il raffreddamento di processo industriale.

ELFOEnergy Storm EVO FC rientra nel free-cooling diretto di tipo idronico e presenta un ottimo livello di efficienza stagionale, con SEER (efficienza stagionale in raffrescamento) fino a 4,56 e SEPR (parametro usato per i refrigeratori in applicazioni di raffreddamento di processi industriali) fino a 5,84. Grazie alle sue elevate performance, dunque, la macchina è pienamente in linea con i parametri richiesti da Lot 21, di cui abbiamo parlato nell’articolo dedicato alle nuove soglie minime di SEER e SCOP imposte dal Regolamento 2016/2281.

ELFOEnergy Storm EVO FC, inoltre, presenta valori di ZET (Zero Energy Temperature) anche a temperature dell’aria positive. Ciò significa che il prodotto in riferimento al carico frigorifero è in grado di erogare la capacità nominale, utilizzando solo i ventilatori e con i compressori spenti, anche con temperature dell’aria positive.

Per avere maggiori informazioni sul funzionamento del free-cooling, scoprire se si tratta di una tecnologia adatta alla tua abitazione e tutti gli incentivi fiscali disponibili, contatta MLGroup: i nostri esperti ti offriranno una consulenza specifica, utile a capire quale strada intraprendere per incrementare l’efficienza della casa.

Paolo Capelli

  • Paolo Capelli

    Paolo Capelli

    Socio di tutte le società del Gruppo (Martignoni & Leardini, Clima System, Clima Service, Polycalor, Clima Acque) – è direttore tecnico di Clima System Srl, segue la consulenza ai più importanti studi di progettazione, gestisce l’innovazione tecnologica da utilizzare per migliorare i prodotti proposti dal gruppo, cura i rapporti con gli uffici tecnici delle Aziende rappresentate proviene da una importante esperienza professionale nel settore del trattamento aria dove ricopriva il ruolo di responsabile tecnico e progettista meccanico.

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