Una ruota termica è un apparato rotante generalmente utilizzato per ridurre l’energia consumata dalle apparecchiature di condizionamento dell’aria in luoghi umidi. Funziona come uno scambiatore di calore rotativo, il che significa che cerca continuamente di raggiungere l’equilibrio termico. Il dispositivo funziona facendo scorrere un flusso d’aria calda e un flusso d’aria fredda di scarico attraverso le sue metà opposte, sfruttando questi flussi contrari per raffreddare l’aria calda e per riscaldare l’aria fredda.
La struttura fisica di una ruota termica ricorda un disco di alluminio e una ventola di scarico posta al centro di due condotti dell’aria. Un condotto dell’aria ha aria calda esterna che lo attraversa e l’altro condotto rilascia aria fredda raffreddata dall’aspiratore. Sono inoltre presenti filtri per garantire che l’aria in entrata e in uscita dall’apparecchio sia pulita.
La ruota di calore realizza l’equilibrio termico venendo prima raffreddata dall’aria fredda diretta dalla ventola di scarico. Quando la sua parte fredda ruota per incontrare il flusso di aria calda esterna, assorbe il calore dall’aria. Poiché il dispositivo assorbe calore dall’aria, la temperatura del flusso d’aria esterna diminuisce di conseguenza. Quando la ruota torna al punto di partenza, invia il calore assorbito nell’aria fredda di scarico e contemporaneamente viene nuovamente raffreddata.
Il concetto di ruota termica opera sulla seconda legge della termodinamica, in cui il calore si sposterà sempre da zone a temperatura più alta a zone a temperatura più bassa. L’apparecchio, semplicemente ruotando, permette al calore di entrare in contatto con l’aria fredda e quindi di trasferirsi di conseguenza. Questo bilancia la temperatura in due posizioni adiacenti, raffreddando l’aria calda e riscaldando l’aria fredda.
Ci sono chiari vantaggi nell’usare una ruota termica. Il dispositivo riduce il carico sulla climatizzazione a ventilazione, riducendo così il consumo di energia e di conseguenza i costi di climatizzazione a lungo termine. Un altro vantaggio è che riduce le dimensioni dell’attrezzatura necessaria per raffreddare o riscaldare l’area. Si noti inoltre che anche una piccola ruota di calore può essere molto efficace nel trasferire una quantità elevata di calore, in linea con le ridotte dimensioni dell’apparecchiatura.
Tuttavia, ci sono anche alcuni inconvenienti che devono essere considerati. Il costo iniziale della ruota termica significa che i costi di avviamento sono superiori rispetto all’acquisto di apparecchiature senza di essa. Successivamente, l’apparato richiede due flussi d’aria adiacenti per funzionare, e questi flussi d’aria devono essere puliti o altrimenti passare attraverso filtri di pulizia. Un altro fattore è che ha bisogno di un meccanismo di rotazione per funzionare, che a sua volta richiede manutenzione.
La ruota riscaldante viene utilizzata al meglio in luoghi in cui è necessaria una grande presa d’aria esterna e dove è presente un condotto dell’aria di scarico nelle vicinanze. Una possibile situazione è un nuovo edificio in cui l’impianto di condizionamento è stato ritenuto insufficiente per la quantità di aria ventilata. Un’altra possibilità è una struttura in cui è richiesta una certa quantità di presa d’aria esterna.
La ruota di calore non è consigliata per le aree con manutenzione generalmente bassa o inesistente, perché richiede ispezioni e pulizia regolari. Inoltre non è adatto per luoghi in cui i condotti per i flussi d’aria devono essere instradati in larga misura. Il ventilatore consumerà più energia, e i costi di avviamento saranno maggiori, annullando così la quantità di denaro che sarebbe stata risparmiata dal minor consumo di energia per il condizionamento.