Koło cieplne to urządzenie obrotowe zwykle używane do zmniejszania energii zużywanej przez urządzenia klimatyzacyjne w wilgotnych miejscach. Pełni funkcję obrotowego wymiennika ciepła, co oznacza, że nieustannie dąży do osiągnięcia równowagi termicznej. Urządzenie działa na zasadzie strumienia ciepłego powietrza i zimnego powietrza wywiewanego przepływającego przez przeciwległe połówki, wykorzystując te przeciwprądy do chłodzenia gorącego powietrza i ogrzewania zimnego powietrza.
Fizyczna konstrukcja koła cieplnego przypomina aluminiowy dysk i wentylator wyciągowy umieszczony pośrodku dwóch kanałów powietrznych. Jeden kanał powietrzny przechodzi przez niego ciepłe powietrze zewnętrzne, a drugi kanał wypuszcza zimne powietrze schłodzone przez wentylator wyciągowy. Filtry są również na miejscu, aby zapewnić, że powietrze wchodzące i wychodzące z aparatu jest czyste.
Koło cieplne osiąga równowagę termiczną, najpierw schładzając je chłodnym powietrzem kierowanym przez wentylator wyciągowy. Kiedy jego zimna część obraca się, napotykając strumień ciepłego powietrza z zewnątrz, pochłania ciepło z powietrza. Ponieważ urządzenie pochłania ciepło z powietrza, temperatura strumienia powietrza na zewnątrz w konsekwencji spada. Kiedy koło obraca się z powrotem do punktu początkowego, wysyła pochłonięte ciepło do zimnego powietrza wywiewanego, jednocześnie ponownie schładzając.
Koncepcja koła cieplnego opiera się na drugiej zasadzie termodynamiki, zgodnie z którą ciepło będzie zawsze przemieszczać się z obszarów o wyższej temperaturze do obszarów o niższej temperaturze. Urządzenie, po prostu obracając się, umożliwia kontakt ciepła z zimnym powietrzem, a tym samym odpowiednie przenoszenie. To równoważy temperaturę w dwóch sąsiednich miejscach, chłodząc gorące powietrze i ogrzewając zimne powietrze.
Korzystanie z koła cieplnego ma wyraźne zalety. Urządzenie odciąża klimatyzację wentylacyjną, zmniejszając tym samym zużycie energii, a co za tym idzie długoterminowe koszty klimatyzacji. Kolejną zaletą jest to, że zmniejsza to rozmiar sprzętu potrzebnego do chłodzenia lub ogrzewania obszaru. Należy również zauważyć, że nawet małe koło cieplne może być dość skuteczne w przenoszeniu dużej ilości ciepła, co jest zgodne ze zmniejszonymi rozmiarami sprzętu.
Istnieją jednak również pewne wady, które należy wziąć pod uwagę. Koszt początkowy koła cieplnego oznacza, że koszty początkowe są wyższe niż zakup sprzętu bez niego. Następnie urządzenie wymaga do działania dwóch sąsiadujących ze sobą strumieni powietrza, a te strumienie powietrza muszą być czyste lub w inny sposób przechodzić przez filtry czyszczące. Innym czynnikiem jest to, że do działania potrzebuje mechanizmu obrotowego, co z kolei wymaga konserwacji.
Koło grzejne najlepiej sprawdza się w miejscach, w których potrzebny jest duży wlot powietrza z zewnątrz i w pobliżu znajduje się kanał powietrza wywiewanego. Jedną z możliwych sytuacji jest nowy budynek, w którym sprzęt klimatyzacyjny okazał się niewystarczający dla ilości wentylowanego powietrza. Inną możliwością jest konstrukcja, w której wymagana jest pewna ilość wlotu powietrza z zewnątrz.
Koło grzewcze nie jest zalecane do obszarów o typowo niskiej lub nieistniejącej konserwacji, ponieważ wymaga regularnych przeglądów i czyszczenia. Nie nadaje się również do miejsc, w których kanały dla strumieni powietrza muszą być w dużym stopniu poprowadzone. Wentylator zużyje więcej energii, a koszty rozruchu będą większe, a tym samym zniweczą ilość pieniędzy, które można by zaoszczędzić dzięki mniejszemu zużyciu energii przez klimatyzację.