La climatización geotérmica es un sistema de climatización (calefacción y/o refrigeración) que utiliza la gran inercia térmica (temperatura constante, dependiendo de los diferentes lugares, desde 10 a 16 °C) del subsuelo poco profundo.

Existen dos sistemas para aprovechar la temperatura constante del terreno: de alta entalpía (con bomba de climatización), y de baja entalpía (sin bomba de climatización).

Sin bomba de calor

El de baja entalpía es el más simple y con un coste energético menor. La temperatura del subsuelo varía mucho menos que la ambiental (y que puede llegar a no variar a lo largo de todo el año si se toma a suficiente profundidad).

Se puede extraer esa temperatura estable (calor o frío) simplemente mediante un fluido bombeado. El líquido se mantiene a una temperatura de cueva, que en invierno estaría aparentemente templado y en verano aparentemente fresco, aunque en realidad la temperatura del subsuelo no varía, sino que es la temperatura ambiente la que cambia.

Este sistema evita la complejidad y el gasto de una bomba de calor y el gasto de una bomba de agua es mínimo. Sin embargo, es menos potente y puede ser insuficiente o ser necesario apoyarlo con otro sistema auxiliar de energía renovable, salvo que se utilice para suelo radiante.

Con bomba de calor

En el sistema de alta entalpía se utiliza una bomba de calor, y es muy similar en concepto a un aire acondicionado que funciona para frío o como calefacción. La diferencia es que en vez de expulsar el calor al exterior de la casa, se utiliza el subsuelo como sumidero o como fuente de calor.

Para entender el concepto de calefacción y refrigeración geotérmica es preciso comprender primero el funcionamiento de una bomba de calor: Las bombas captan calor en un lado del circuito, para liberarlo en el otro. Esto es lo mismo que decir que enfrían un lado a costa de calentar el otro. Un ejemplo típico son las máquinas de aire acondicionado que ocupan el principio de refrigeración por compresión: cuando la máquina enfría, lo que sucede es que el fluido que circula por el circuito interior de la casa está absorbiendo calor del ambiente. Este fluido va luego a un compresor, donde al aumentar la presión, aumenta mucho de temperatura, y pasa entonces al circuito exterior de la calle. Como ahora el fluido está muy caliente (más que el aire de la calle) libera calor al exterior. Luego circula hasta una válvula donde, al expandirse, el fluido se vuelve a enfriar, y se reinicia el ciclo.

Cuanto mayor sea la temperatura exterior, el fluido podrá desprenderse de menos calor en el circuito exterior y, por tanto, el rendimiento de la máquina será peor. Ahí radica la ventaja de la geotermia.

La calefacción geotérmica es también una bomba de calor pero, en lugar de intercambiar calor con la atmósfera, lo hace con el terreno: En invierno, la bomba de calor absorbe calor del terreno y lo libera en el edificio. En verano, absorbe calor del edificio y lo libera en el terreno.

La ventaja está en que la tierra mantiene una temperatura más constante entre 7 °C y 14 °C durante todo el año, a partir de pocos metros de profundidad. Esto permite un intercambio más eficiente de calor y, por tanto, menor consumo de energía. Expresándolo de otro modo: Al intercambiar más calor en un mismo ciclo, el compresor tiene que realizar menos ciclos (comprimir el fluido menos veces) y, por tanto, el consumo eléctrico es menor. También se dice entonces que el índice de rendimiento es mayor.