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地中熱ヒートポンプシステムは、地下に直径１０ｃｍ程度、深さ〜１００ｍ程度までの孔を掘削し、その中に樹脂などでできた熱交換用のパイプを設置します。このパイプの中には、地中の熱を伝達するため、水もしくは不凍液などの熱媒体を循環させます。また、既設の揚水井戸に熱交換用パイプを設置して、熱交換井にすることも出来ます。
地上にはヒートポンプを設置し、このヒートポンプにより地中の熱を取り出します。
暖房時には地中から熱をもらって室内を暖め、冷房時には室内の熱を地中に逃がして涼しくします。また、給湯を行うこともできます。一般的なエアコンもヒートポンプですが、これは大気と熱交換を行うものです。