A desfragmentação não deve afetar o espaço livre dessa maneira - ela simplesmente move os arquivos no disco na tentativa de que os arquivos completos apareçam sequencialmente no disco, em vez de espalhados em fragmentos por todo o disco.
Provavelmente, você provavelmente está olhando para a criação de arquivos temporários, pontos de restauração do sistema ou cópias de sombra de volume criadas como resultado da desfragmentação.