Beim Free-cooling-System wird die Energie aus der Umwelt genutzt – beispielsweise aus der Aussenluft, aus dem Erdreich oder dem Grundwasser. Die Kühlung wird nicht wie eine Kältemaschine erzeugt, sondern passiv und umweltfreundlich quasi als Umkehrprodukt der Wärmepumpe oder direkt aus der Energiequelle genutzt.

Die für das Free-cooling-System benötigte Pumpe und/oder der Ventilator bedarf zwar auch elektrischer Energie. Im Vergleich zu einer Kältemaschine ist der Energieverbrauch aber deutlich geringer. Entsprechend umweltfreundlich ist das Free-cooling im Betrieb. Zudem sind die Betriebskosten in der Regel sehr gering, da nur die Umwälzpumpen und Regeltechnik in Betrieb sein müssen.

Die Funktionsweise des Free-cooling-Systems
Verfügt ein Wohngebäude über eine Wärmepumpenheizung mit Erdsonden, über eine Luft-Wasser-Wärmepumpe mit Fotovoltaik oder Erdwärmekörben oder einen Grundwasserbrunnen sowie über eine Fussbodenheizung (oder eine andere Art der Flächenheizung), ist das Free-cooling einfach realisierbar. Erdsonden können die Wärmeträgerflüssigkeit mit einer Temperatur von meist unter 10°C liefern. Damit lässt sich das im Zentralheizungssystem umlaufende Wasser über einen Wärmeübertrager abkühlen, ohne dass die Wärmepumpe laufen muss. Die Böden werden somit unter die Raumtemperatur gekühlt, sodass den Räumen Wärme entzogen wird. Dabei darf die Bodentemperatur allerdings nicht so stark abgesenkt werden, dass der Taupunkt unterschritten wird und zum Beispiel Kondenswasser auf Plattenboden entstehen kann. Deswegen ist eine nennenswerte Kühlleistung nur mit Flächenheizungssystemen möglich wie die Fussbodenheizung, nicht jedoch bei Verwendung normaler Heizkörper.

Free-cooling im «Sonnefeld» 
EBERLI realisiert in der Wohnüberbauung «Sonnefeld» ein Free-cooling-System mit Erdsonden-Wärmepumpen in Kombination mit einer Fotovoltaik-Anlage. Zudem zeichnet sich das Wohnquartier mit 61 Eigentumswohnungen mit der Minergie-Zertifizierung auch in ökologischer Hinsicht aus.