Geothermische Kühlung ist ein Prozess, bei dem flacher Boden innerhalb eines Systems zur Temperaturregulierung genutzt wird. Die oberen 10 Fuß der Erdoberfläche halten eine stabile Temperatur zwischen 50° bis 61° F (10 bis 16° C). Diese stabile Temperatur wird mit einem Geothermiegerät genutzt, um einem System Wärmeenergie zu entziehen und so die kühlen Temperaturen in einen wärmeren Bereich zu übertragen.
Die Oberflächentemperatur hat fast keinen Einfluss auf den Boden unterhalb der Frostgrenze. Mit diesem Wissen kann eine Pumpe in einem Bereich wie einem Keller unter der Erde platziert werden, die die kühle Haltetemperatur effektiv aus dem Boden zieht. Dieses Gerät ist mit einer Schleife aus Kupferrohr oder Polyethylen hoher Dichte verbunden, die buchstäblich unter der Erdoberfläche vergraben ist. Dieser Kreislauf enthält ein Kältemittel, das durch die Rohre gepumpt wird, die warme Energie im Gebäude mit kühlerer Energie im Erdreich austauscht und fast wie eine Wärmesenke wirkt. Dieser Prozess ist als direkter Austausch bekannt und ist sehr effektiv, um einen Standort auf einer stabilen kühlen Temperatur zu halten.
Bei der Geothermiekühlung werden zwei verschiedene Methoden zur Umsetzung des Kühlprozesses verwendet: Wasser-Luft-Systeme oder Wasser-Wasser-Systeme. Wasser-Luft-Systeme ersetzen zentrale Klimaanlagen, indem sie ein flüssiges Kühlmittel verwenden, um die Energie in die Luft zu übertragen, die dann durch eine Struktur geblasen werden kann. Wasser-Wasser-Systeme verwenden ein großes Flüssigkeitssystem, das im gesamten Gebäude verteilt wird und gekühlt wird, um den Bereich auf einer stabilen Temperatur zu halten. Das Wasser-Wasser-System hat den Vorteil, dass es auch beim Heizen sehr effektiv arbeitet.
Das US-Energieministerium schätzt, dass jedes Jahr etwa 50,000 geothermische Kühlgeräte in Haushalten und Unternehmen installiert werden. Die Kosten pro Tonne Kapazität betragen durchschnittlich 2,500 US-Dollar (USD). Für einen durchschnittlichen Haushalt wird ein drei Tonnen schweres Gerät benötigt. Die Energieeinsparung entspricht einer Amortisation des Geräts in etwa fünf bis zehn Jahren. Die Komponenten im Inneren der Erdwärmepumpe halten etwa 25 Jahre, während die im Boden verlegte Kupfer- oder Polyethylenschleife eine Lebensdauer von 50 Jahren hat.
Der Hauptvorteil der geothermischen Kühlung besteht darin, dass weder Kraftstoff noch Chemikalien zur Temperaturregulierung verwendet werden. Zentrale Klimaanlagen verwenden Materialien, die für die Umwelt schädlich sein können. Sie verursachen auch Kohlenstoffemissionen, die die Atmosphäre verschmutzen. Mit einem durchschnittlichen Haushalt, der laut der US Energy Information Administration jedes Jahr 5,550 Tonnen Emissionen verursacht, ist die geothermische Kühlung eine praktikable Option, um die Treibhausgasemissionen zu reduzieren und gleichzeitig ein angenehmes Wohnumfeld aufrechtzuerhalten.