Šilumos ratas yra besisukantis aparatas, paprastai naudojamas sumažinti oro kondicionavimo įrangos suvartojamą energiją drėgnose vietose. Jis veikia kaip sukamasis šilumokaitis, o tai reiškia, kad jis nuolat bando pasiekti šiluminę pusiausvyrą. Prietaisas veikia šilto oro srautu ir šalto šalinamo oro srautu, tekančiu per priešingas puses, naudojant šias priešingas sroves karštam orui vėsinti ir šaltam orui šildyti.
Šilumos rato fizinė struktūra primena aliuminio diską ir išmetimo ventiliatorių, esantį dviejų ortakių viduryje. Per vieną ortakį praeina šiltas lauko oras, o iš kito ortakio išleidžiamas ištraukiamojo ventiliatoriaus atšaldytas šaltas oras. Taip pat yra filtrai, užtikrinantys, kad į aparatą patenkantis ir iš jo išeinantis oras būtų švarus.
Šilumos ratas pasiekia šiluminę pusiausvyrą, pirmiausia jį atšaldydamas vėsiu oru, nukreiptu iš išmetimo ventiliatoriaus. Kai jo šaltoji dalis sukasi ir susiduria su šiltu lauko oro srautu, tada ji sugeria šilumą iš oro. Kadangi prietaisas sugeria šilumą iš oro, lauko oro srauto temperatūra atitinkamai krenta. Kai ratas sukasi atgal į pradinį tašką, jis siunčia sugertą šilumą į šaltą išmetamą orą ir tuo pat metu vėl atšaldomas.
Šilumos rato koncepcija veikia pagal antrąjį termodinamikos dėsnį, pagal kurį šiluma visada judės iš aukštesnės temperatūros zonų į žemesnės temperatūros sritis. Aparatas, vien sukdamasis, leidžia šilumai liestis su šaltu oru ir atitinkamai perduoti. Tai subalansuoja temperatūrą dviejose gretimose vietose – vėsina karštą orą ir šildo šaltą orą.
Šilumos rato naudojimas turi akivaizdžių pranašumų. Įrenginys sumažina vėdinimo oro kondicionavimo apkrovą, taip sumažindamas energijos sąnaudas, o kartu ir ilgalaikes oro kondicionavimo išlaidas. Kitas privalumas yra tai, kad sumažinama įrangos, reikalingos plotui vėsinti arba šildyti, dydis. Taip pat atkreipkite dėmesį, kad net mažas šilumos ratas gali būti gana veiksmingas perduodant didelį šilumos kiekį, atsižvelgiant į sumažintą įrangos dydį.
Tačiau taip pat yra keletas trūkumų, į kuriuos reikia atsižvelgti. Pradinė šilumos rato kaina reiškia, kad pradinės išlaidos yra didesnės nei perkant įrangą be jo. Be to, aparatui veikti reikia dviejų gretimų oro srautų, o šie oro srautai turi būti švarūs arba kitaip tekėti per valymo filtrus. Kitas veiksnys yra tai, kad jai veikti reikia pasukimo mechanizmo, o tai savo ruožtu reikalauja priežiūros.
Šilumos ratą geriausia naudoti ten, kur reikalingas didelis lauko oro įsiurbimas ir kur šalia yra ištraukiamo oro kanalas. Viena iš galimų situacijų – naujas pastatas, kuriame nustatyta, kad oro kondicionavimo įrangos nepakanka vėdinamo oro kiekiui. Kita galimybė – konstrukcija, kurioje reikalingas tam tikras lauko oro įsiurbimas.
Šilumos rato nerekomenduojama naudoti vietose, kuriose paprastai reikia mažai priežiūros arba visai jos nėra, nes ją reikia reguliariai tikrinti ir valyti. Jis taip pat netinka tose vietose, kur oro srautų kanalai turi būti nukreipti dideliu mastu. Ventiliatorius sunaudos daugiau energijos, o paleidimo sąnaudos bus didesnės, todėl bus panaikinta pinigų suma, kurią būtų sutaupę mažesnės oro kondicionavimo energijos sąnaudos.