Durch die Nutzung der natürlichen Eigenschaften der Erde kann eine Erdwärmepumpe die Fähigkeit zum Heizen und Kühlen eines Bereichs steuern. Eine Erdwärmepumpe nutzt das Konzept der Geothermie. Um geothermische Energie als Heizsystem zu nutzen, wird die Wärmepumpe irgendwo in den oberen 10 m (3.05 Fuß) der Erdoberfläche platziert, wo die Temperatur zwischen 50° bis 61 ° F (ca. 10 bis 16 ° C) pro Jahr stabilisiert bleibt runden. Das bedeutet, dass das System im Winter das eigene Haus oder Gebäude heizt und im Sommer als Wärmesenke kühlt.
Um eine Erdwärmepumpe zu bauen, muss ein System aus Kupfer- oder Polyethylenrohren unter der Erde verlegt und mit einem Kältemittel gefüllt werden. Während die Pumpe die Flüssigkeit durch die Rohrleitungen befördert, wird sie vom Erdreich gekühlt oder erwärmt und bringt letztendlich die Temperaturstabilisierungskräfte in den Raum. Dieses Konzept wird als Direktaustausch bezeichnet.
Unternehmen, die Geothermie-Heizsysteme bauen, gestalten den Prozess auf eine von zwei Arten: Wasser-Luft- oder Wasser-Wasser-Transfer. Wasser-Luft-Pumpen erinnern an Standard-Klimageräte und nutzen die Kühl- und Heizkomponenten der Erdwärmepumpe, um die Temperatur der Luft durch Lüftung zu regulieren. Wasser-Wasser-Systeme hingegen funktionieren eher wie ein herkömmlicher Boiler, der durch das gesamte Gebäude verlaufende Wasserleitungen erwärmt.
Eines der größten Potenziale der Erdwärmepumpentechnologie ist die Tatsache, dass sie als eines der modernen grünen Heizsysteme gilt, die den Verbrauchern zur Verfügung stehen. Da die Systeme weder Brennstoffe noch Chemikalien zum Heizen oder Kühlen verwenden, ist die Umweltbelastung grundsätzlich vernachlässigbar. Traditionelle Formen des Heizens und Kühlens verwenden Verbrennung, um das Wasser und die Luft zu erhitzen, während Kühlmechanismen üblicherweise Freon verwenden, eine für die Atmosphäre gefährliche Verbindung. Nach Schätzungen der US Energy Information Administration sparen Erdwärmepumpensysteme dem durchschnittlichen Haushalt 5,500 Tonnen COXNUMX-Emissionen ein.
Die erste Nutzung der Geothermie in Form von Bodenpumpen erfolgte in den 1940er Jahren, war jedoch relativ teuer. Zu Beginn des 21. Jahrhunderts waren die Kosten pro Einheit auf etwa 2,500 US-Dollar (USD) pro Tonne Kapazität gesunken. Dieser Faktor hat das Interesse an der Technologie in vielen Bereichen der Wirtschaft geweckt.