Ein Wärmerad ist ein rotierendes Gerät, das im Allgemeinen verwendet wird, um den Energieverbrauch von Klimaanlagen an feuchten Orten zu reduzieren. Er funktioniert als Rotationswärmetauscher, das heißt, er versucht ständig, ein thermisches Gleichgewicht zu erreichen. Das Gerät arbeitet so, dass ein warmer Luftstrom und ein kalter Abluftstrom durch seine gegenüberliegenden Hälften strömt, wobei diese Gegenströme genutzt werden, um heiße Luft zu kühlen und kalte Luft zu erwärmen.
Die physikalische Struktur eines Wärmerads ähnelt einer Aluminiumscheibe und einem Abluftventilator, der in der Mitte zweier Luftkanäle platziert ist. Ein Luftkanal wird von warmer Außenluft durchströmt, und der andere Kanal gibt kalte Luft ab, die vom Abluftventilator gekühlt wird. Es sind auch Filter vorhanden, um sicherzustellen, dass die in das Gerät eintretende und austretende Luft sauber ist.
Das Wärmerad erreicht ein thermisches Gleichgewicht, indem es zuerst durch kühle Luft gekühlt wird, die vom Abluftventilator geleitet wird. Wenn sich sein kalter Teil dreht, um auf den warmen Außenluftstrom zu treffen, nimmt er dann Wärme aus der Luft auf. Da das Gerät Wärme aus der Luft aufnimmt, sinkt folglich die Außenluftstromtemperatur. Dreht sich das Rad wieder in seinen Ausgangspunkt zurück, gibt es die aufgenommene Wärme an die kalte Abluft ab und wird gleichzeitig wieder gekühlt.
Das Konzept des Wärmerads basiert auf dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik, wobei sich Wärme immer von Bereichen höherer Temperatur zu Bereichen niedrigerer Temperatur bewegt. Die Vorrichtung ermöglicht durch bloßes Rotieren, dass Wärme mit kalter Luft in Kontakt kommt und somit entsprechend übertragen wird. Dadurch wird die Temperatur an zwei benachbarten Orten ausgeglichen, warme Luft kühlend und kalte Luft erwärmend.
Die Verwendung eines Wärmerads hat klare Vorteile. Das Gerät entlastet die Lüftungsklimatisierung und senkt so den Energieverbrauch und damit langfristig die Klimatisierungskosten. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass dann die Größe der zum Kühlen oder Heizen des Bereichs erforderlichen Ausrüstung verringert wird. Beachten Sie auch, dass selbst ein kleines Wärmerad bei der Übertragung einer großen Wärmemenge sehr effektiv sein kann, entsprechend der geringeren Größe des Geräts.
Es gibt jedoch auch einige Nachteile, die berücksichtigt werden müssen. Die Anschaffungskosten des Wärmerads bedeuten, dass die Anfangskosten höher sind als der Kauf von Geräten ohne. Als nächstes erfordert die Vorrichtung zum Betrieb zwei benachbarte Luftströme, und diese Luftströme müssen sauber sein oder auf andere Weise durch Reinigungsfilter hindurchtreten. Ein weiterer Faktor ist, dass es zum Betrieb einen Drehmechanismus benötigt, der wiederum Wartung erfordert.
Das Wärmerad wird am besten an Orten eingesetzt, an denen eine große Außenluftzufuhr benötigt wird und sich ein Abluftkanal in der Nähe befindet. Eine mögliche Situation ist ein Neubau, bei dem festgestellt wurde, dass die Klimaanlage für die Menge an belüfteter Luft nicht ausreicht. Eine andere Möglichkeit ist eine Struktur, bei der eine bestimmte Menge an Außenlufteinlass erforderlich ist.
Das Wärmerad wird nicht für Bereiche mit normalerweise geringer bis nicht vorhandener Wartung empfohlen, da es regelmäßige Inspektionen und Reinigungen erfordert. Es ist auch nicht geeignet für Orte, an denen die Kanäle für die Luftströme stark verlegt werden müssen. Der Ventilator verbraucht mehr Energie und die Startkosten sind höher, wodurch die Kosten, die durch den geringeren Energieverbrauch der Klimaanlage eingespart worden wären, zunichte gemacht werden.