Ao utilizar os recursos naturais da Terra, uma bomba de calor de fonte subterrânea pode controlar a capacidade de aquecer e resfriar uma área. Uma bomba de calor de fonte subterrânea usa o conceito de energia geotérmica. Para utilizar a energia geotérmica como um sistema de aquecimento, a bomba de calor é colocada em algum lugar dentro dos 10 pés (3.05 m) superiores da superfície da Terra, onde a temperatura permanece estabilizada entre 50 ° a 61 ° F (cerca de 10 ° a 16 ° C) ano arredondar. Isso significa que o sistema aquece a casa ou o prédio de uma pessoa durante o inverno e resfria durante o verão, atuando como um dissipador de calor.
Para construir uma bomba de calor de fonte subterrânea, um sistema de tubulação de cobre ou polietileno deve ser colocado sob o solo e preenchido com um refrigerante. Conforme a bomba move o fluido através da tubulação, ele é resfriado ou aquecido pelo solo, trazendo as forças de estabilização da temperatura para o ambiente. Este conceito é conhecido como troca direta.
As empresas que constroem sistemas de aquecimento de energia geotérmica projetam o processo de duas maneiras: transferência de água para ar ou água para água. As bombas de água para ar são uma reminiscência das unidades de ar condicionado padrão, usando os componentes de resfriamento e aquecimento da bomba de calor do solo para ajustar a temperatura do ar por meio da ventilação. Os sistemas água-a-água, por outro lado, funcionam mais como uma caldeira tradicional, aquecendo as tubulações de água que percorrem todo o edifício.
Um dos maiores potenciais da tecnologia de bomba de calor de fonte subterrânea é o fato de ser considerada um dos modernos sistemas de aquecimento verde à disposição dos consumidores. Como os sistemas não usam nenhum combustível ou produtos químicos para aquecer ou resfriar, o impacto ambiental é basicamente insignificante. As formas tradicionais de aquecimento e resfriamento usam a combustão para aquecer a água e o ar, enquanto os mecanismos de resfriamento geralmente usam freon, um composto perigoso para a atmosfera. Estima-se que os sistemas de bomba de calor de origem subterrânea economizem, em média, 5,500 toneladas de emissões de carbono em residências, de acordo com a Administração de Informações de Energia dos EUA.
O primeiro uso de energia geotérmica na forma de bombas terrestres surgiu na década de 1940, mas era relativamente caro. No início do século 21, os custos de cada unidade caíram para cerca de US $ 2,500 dólares americanos (USD) por tonelada de capacidade. Esse fator tem despertado o interesse pela tecnologia em diversos setores da economia.