地中熱ヒートポンプ

地中熱ヒートポンプ（地熱ヒートポンプとも呼ばれる）は、季節を通じて地球の温度が比較的一定であることを利用して、ヒートポンプの一種を使用して地中から熱を移動させる建物の暖房/冷房システムです。地中熱ヒートポンプ（GSHP）（北米では一般に地熱ヒートポンプ（GHP）と呼ばれています）は、HVACおよび給湯を提供する最もエネルギー効率の高い技術の 1 つであり、ボイラー/炉で燃料を燃焼させたり、抵抗電気ヒーターを使用したりする場合よりもはるかに少ないエネルギーで済みます。

効率は性能係数（CoP）で表され、通常は3～6の範囲です。つまり、機器は1単位の電力使用に対して3～6単位の熱を供給するということです。設置コストは他の暖房システムよりも高く、広い範囲に地中ループを設置したり、掘削穴を掘ったりする必要があるため、新しいアパートを建てるときには地中熱が適していることが多いです。^[1]それ以外の場合は、空気熱源ヒートポンプが代わりに使用されることが多いです。

地中熱ヒートポンプは、周囲の温度と地中のさまざまな深さの温度の差を利用します。

地表付近の地熱特性^{[2] [3]}は以下のように記述できる。

• 表面層から深さ約1メートルまでは、温度は日光や天候に非常に敏感であり、
• 土壌の種類に応じて約8〜20メートルの深さまでの浅い層では、地表の熱質量により温度変化が深さとともに指数関数的に減少し、地元の年間平均気温に近づきます。また、表面温度よりも遅れるため、ピーク温度は表面ピーク温度の約6か月後になります。
• その下の深層では、温度は実質的に一定であり、地温勾配に従って 1 メートルあたり約 0.025 °C 上昇します。

「浸透深さ」^[3]は、温度変数が表面の変化の0.01未満になる深さとして定義され、これは土壌の種類によって異なります。

ヒートポンプは1853年にケルビン卿によって説明され、 1855年にピーター・リッター・フォン・リッティンガーによって開発されました。ハインリッヒ・ゼーリーは1912年に地中から熱を取り出すためにヒートポンプを使用するアイデアの特許を取得しました。^[4]

冷凍庫の実験の後、ロバート・C・ウェバーは1940年代後半に世界初の直接交換地中熱ヒートポンプを製作した。しかし、彼の発明の正確な時期については情報源によって意見が分かれている。 ^{[4] [5]}最初の商業プロジェクトは1948年にコモンウェルスビル（オレゴン州ポートランド）に設置され、ASMEによって国定歴史機械工学ランドマークに指定されている。^[6]オハイオ州立大学のカール・ニールセン教授は1948年に自宅で最初の住宅用オープンループバージョンを製作した。^[7]

1973年の石油危機の結果、地中熱ヒートポンプはスウェーデンで普及し、それ以来世界中でゆっくりと普及してきました。 1979年にポリブチレンパイプが開発され、クローズドループシステムが経済的に実行可能になるまで、オープンループシステムが市場を支配していました。^[6]

2004年現在、世界中で100万台以上のユニットが設置されており、年間10％の成長率で12GWの熱容量を提供しています。^[8]毎年（それぞれ2011年と2004年現在）、米国では約8万台^{[9] 、スウェーデンでは27,000台[8]}が設置されています。フィンランドでは、2006年から2011年の間に地熱ヒートポンプが新築戸建住宅の暖房システムとして最も一般的に選択され、市場シェアは40％を超えました。^[10]

ヒートポンプは、建物の暖房と冷房の中心となる装置です。通常、ヒートポンプには 2 つの主な種類があります。

液体から水へのヒートポンプ（水から水へのヒートポンプとも呼ばれる）は、パイプを介して建物全体の冷暖房を従来のラジエーター、床暖房、幅木ラジエーター、温水タンクに運ぶ温水暖房システムです。これらのヒートポンプは、プールの暖房にも好まれています。ヒートポンプは通常、水を約55℃（131℉）までしか効率的に加熱しませんが、ボイラーは通常65～95℃（149～203℉）で動作します^[要出典]。ボイラーによって達成されるより高い温度用に設計されたラジエーターのサイズは、ヒートポンプで使用するには小さすぎる場合があり、家をボイラーからヒートポンプに改造するときには、より大きなラジエーターに交換する必要があります。冷房に使用する場合は、大気中の湿気がラジエーター上で凝縮しないように 、循環水の温度を通常露点より高く保つ必要があります。

液体対空気ヒートポンプ（水対空気とも呼ばれる）は強制空気を出力し、従来の強制空気炉やセントラル空調システムの交換に最もよく使用されます。スプリット システム、高速システム、ダクトレス システムを可能にするバリエーションがあります。ヒートポンプは従来の炉ほど高い流体温度を達成できないため、それを補うためにより高い空気流量が必要です。住宅を改造する場合、より高い空気流量による騒音を減らすために既存のダクトを拡大する必要があるかもしれません。

地中熱ヒートポンプは、地中熱交換器を地面または地下水と接触させて熱を抽出または放散する。設計を誤ると、数年後にシステムが凍結したり、システムのパフォーマンスが非常に低下したりする可能性があるため、正確なシステム設計がシステムを成功させる上で重要である^[11]。

地上ループの配管は通常、高密度ポリエチレンパイプで作られており、水と不凍液 (プロピレン グリコール、変性アルコール、メタノール) の混合物が含まれています。モノプロピレン グリコールは、地中に漏れても被害の可能性が最も低いため、ますます多くのヨーロッパ諸国で、地中水源で唯一許可されている不凍液となっています。

水平

水平閉ループ フィールドは、地面に平面状に並べられたパイプで構成されます。凍結線よりも深い長い溝が掘られ、U 字型またはスリンキー コイルが同じ溝内に広げられます。浅い 3 ～ 8 フィート (0.91 ～ 2.44 m) の水平熱交換器は、地表レベルでの太陽光の獲得と周囲空気への伝達損失により、季節による温度サイクルを経験します。これらの温度サイクルは熱慣性のために季節より遅れるため、熱交換器は数か月前に太陽によって蓄えられた熱を収穫しますが、冬の終わりから春にかけては冬の寒さが蓄積されるため重くなります。湿った地面や水中にあるシステムは、一般に乾燥した地面のループよりも効率的です。これは、水が砂や土の中の固体よりも熱をよく伝導して蓄熱するためです。地面が自然に乾燥している場合は、地面を湿らせておくために浸透ホースを地面のループと一緒に埋めることがあります。

垂直

垂直システムは、深さ約50～400フィート（15～122メートル）のU字型のパイプが取り付けられた多数のボーリングホールで構成され、そのパイプを通じて、地面から（または地面に）熱を吸収（または放出）する熱輸送流体が循環します。^{[12] [13]}ボーリングホールは少なくとも5～6メートルの間隔で配置され、深さは地面と建物の特性によって異なります。あるいは、パイプは建物を支える基礎杭と一体化されている場合があります。垂直システムは、夏季および余剰熱が利用できるその他の時期に再充填されない限り、周囲の地質からの熱の移動に依存します。垂直システムは通常、水平システムに十分な土地がない場合に使用されます。

掘削孔内のパイプペアは、掘削孔の底部でU字型のクロスコネクタで結合されているか、または底部でU字型の曲がりを形成するように熱融着された2本の小径高密度ポリエチレン（HDPE）チューブで構成されています。^[14]掘削孔の壁とU字型チューブの間の空間は、通常、グラウト材で完全に充填されますが、場合によっては部分的に地下水で満たされています。^[15]たとえば、10kW（3トン）の暖房能力を必要とする戸建て住宅では、深さ80〜110m（260〜360フィート）の掘削孔が3つ必要になる場合があります。^[16]

放射状または方向性掘削

溝掘りの代わりに、ミニ水平方向掘削(ミニ HDD) でループを敷設することもできます。この技術では、庭、私道、庭園、その他の構造物に支障をきたすことなく配管を敷設でき、コストは溝掘りと垂直掘削の中間です。このシステムは、ループが 1 つの中央チャンバーから設置されるため、必要な地上スペースがさらに削減されるという点でも水平および垂直掘削とは異なります。ラジアル掘削は、使用する機器が小型で、既存の構造物の下に掘削できるため、多くの場合、建物が建設された後に遡って設置されます。

オープンループ

オープンループシステム（地下水ヒートポンプとも呼ばれる）では、二次ループが井戸または水域からの天然水をヒートポンプ内の熱交換器に汲み上げます。水の化学組成は制御されていないため、熱交換器とポンプに異なる金属を使用して、機器を腐食から保護する必要がある場合があります。時間の経過とともに石灰スケールがシステムを汚染し、定期的な酸洗浄が必要になる場合があります。これは、暖房システムよりも冷房システムでより深刻な問題です。^[17]スタンディングコラムウェルシステムは、深い岩盤井戸の底から水を汲み上げ、ヒートポンプを通過させて井戸の上部に戻す、特殊なタイプのオープンループシステムです。^[18]帯水層を枯渇させたり井戸を汚染したりする可能性があるため、地表に排水するオープンループシステムを禁止する管轄区域が増えています。これにより、より環境に優しい注入井戸またはクローズドループシステムの使用が強制されます。

池

閉じた池ループは、フレームに取り付けられたスリンキーループに似たパイプのコイルで構成され、適切なサイズの池または水源の底に配置されます。人工池は、一部の中央太陽熱暖房プラントで熱貯蔵（最大90％の効率）として使用され、その後、大型ヒートポンプを介して熱を抽出（地中貯蔵と同様）して地域暖房に供給します。^{[19] [20]}

直接交換（DX）

直接交換地熱ヒートポンプ(DX) は、冷媒自体が地中ループを通過する最も古いタイプの地熱ヒートポンプ技術です。1980 年代に開発されたこのアプローチは、特に 1989 年のCFC 冷媒禁止以降、冷媒とオイル管理システムに問題が生じ、DX システムは現在ではほとんど使用されていません。^{[引用が必要]}

システムを適切に設計し、サイズを決定するには（熱融合が必要な場合は配管も）技術的な知識と設備が必要であるため、GSHP システムの設置には専門家のサービスが必要です。複数の設置業者が、最近の住宅設備のオンライン コミュニティでシステム パフォーマンスのリアルタイム ビューを公開しています。国際地中熱ヒート ポンプ協会( IGSHPA ) ^[21] 、地熱交換機構 (GEO) ^[22] 、カナダ地中熱交換連合、地中熱ポンプ協会は、米国、カナダ、英国の資格のある設置業者のリストを管理しています。^[23]さらに、水平システムの土壌熱伝導率と垂直システムの地層熱伝導率を詳細に分析すると、通常、より正確に設計された高効率のシステムが得られます。^[24]

冷房性能は通常、エネルギー効率比(EER) として BTU/時間/ワットの単位で表され、暖房性能は通常、性能係数(COP) として無次元単位に縮小されます。変換係数は 3.41 BTU/時間/ワットです。ヒートポンプは消費する電気エネルギーの 3 ～ 5 倍の熱エネルギーを移動させるため、総エネルギー出力は電気入力よりもはるかに大きくなります。この結果、放射電気熱が 100% 効率であるのに対し、正味熱効率は 300% を超えます。従来の燃焼炉や電気ヒーターは、 100% の効率を超えることはできません。地中熱ヒートポンプは、標準的な空調設備による電気抵抗加熱と比較して、エネルギー消費量 (およびそれに伴う大気汚染物質の排出) を最大 72% 削減できます。^[25]

効率的なコンプレッサー、可変速コンプレッサー、大型熱交換器はすべてヒートポンプの効率に貢献します。現在市場に出回っている住宅用地中熱ヒートポンプの標準COPは2.4～5.0、EERは10.6～30です。^{[26] [27]} Energy Starラベルを取得するには、ヒートポンプは地中熱交換器の種類に応じて、一定の最低COPとEER定格を満たす必要があります。閉ループシステムの場合、ISO 13256-1の暖房COPは3.3以上、冷房EERは14.1以上である必要があります。^[28]

ARI 210および240規格では、季節エネルギー効率比（SEER）と暖房季節性能係数（HSPF）を定義し、季節変動が空気熱源ヒートポンプに与える影響を考慮しています。これらの数値は通常は適用されず、地中熱ヒートポンプの定格と比較すべきではありません。ただし、カナダ天然資源省は、このアプローチを採用して、カナダの地中熱ヒートポンプの一般的な季節調整済みHSPFを計算しています。^[16] NRC HSPFは、カナダで最も人口の多い地域で8.7～12.8 BTU/時/ワット（無次元係数では2.6～3.8、季節平均電力利用効率は255%～375%）の範囲でした。

他のシステム コンポーネントとは独立してヒート ポンプ機器を相互に比較するため、米国冷媒協会(ARI) によって、また最近では国際標準化機構によって、いくつかの標準テスト条件が確立されています。標準 ARI 330 定格は、閉ループ地中熱ヒート ポンプを対象としており、二次ループの水温を空調の場合は 25 °C (77 °F)、暖房の場合は 0 °C (32 °F) と想定しています。これらの温度は、米国北部の設備では一般的です。標準 ARI 325 定格は、開ループ地中熱ヒート ポンプを対象としており、地下水温度 10 °C (50 °F) と 21 °C (70 °F) の 2 セットの定格が含まれています。ARI 325 では、ARI 330 よりも多くの電力を水汲み上げに割り当てています。これらの標準のどちらも、季節変動を考慮していません。標準 ARI 870 定格は、直接交換地中熱ヒート ポンプを対象としています。ASHRAEは2001年にARI 320、325、330に代わるISO 13256–1に移行しました。新しいISO規格では、水ポンプの電気代が予算に計上されなくなったため、評価がわずかに高くなりました。^[26]

人工的に熱を加えたり減らしたりしていない土壌は、数メートル以上の深さでは年間を通じて比較的一定の温度に保たれます。この温度は、選択した場所の年間平均気温とほぼ等しく、米国北部では深さ 6 メートル (20 フィート) で通常 7 ～ 12 °C (45 ～ 54 °F) です。この温度は季節を通じて気温よりも一定であるため、極端な気温でも地中熱ヒートポンプはエアコンや空気熱ヒートポンプよりもずっと効率的に機能します。

^{地中熱交換器（GHE） [29]}の熱応答を予測する際の課題は、関係する時間と空間のスケールの多様性である。GHEの熱伝達には、4つの空間スケールと8つの時間スケールが関係している。実用的な重要性を持つ最初の空間スケールは、ボーリング孔の直径（約0.1m）であり、関連する時間は1時間程度であり、この間、埋め戻し材の熱容量の影響が顕著になる。2番目に重要な空間寸法は、隣接する2つのボーリング孔の半分の距離であり、これは数メートル程度である。対応する時間は1か月程度であり、この間、隣接するボーリング孔間の熱相互作用が重要になる。最大の空間スケールは、ボーリング孔の半分の長さやGHEクラスターの水平スケールなど、数十メートル以上になることがある。関係する時間スケールは、GHEの寿命（数十年）と同じくらい長い。^[30]

地中の短期的な 1 時間ごとの温度応答は、地中熱ヒートポンプ システムのエネルギーを分析し、その最適な制御と操作を行うために不可欠です。一方、長期的な応答は、ライフサイクルの観点からシステムの全体的な実現可能性を決定します。時間スケールの完全な範囲に対応するには、膨大な計算リソースが必要です。

GHE の設計の初期段階でエンジニアが尋ねる主な質問は、(a) 循環流体と地面の間の特定の温度差を与えられた場合の GHE の熱伝達率は時間の関数として何であるか、(b) 必要な熱交換率を与えられた場合の温度差は時間の関数として何であるかです。熱伝達の用語では、この 2 つの質問は次のように表現できます。 ${\displaystyle q_{l}=[T_{f}(t)-T_{0}]/R(t)}$

ここで、T _fは循環流体の平均温度、T ₀は地面の有効不撹乱温度、q _lは GHE の単位時間単位長さあたりの熱伝達率 (W/m)、Rは全熱抵抗 (m . K/W) です。R ⁽ t )は、熱伝達解析によって決定する必要がある未知の変数であることがよくあります。R ( t ) は時間の関数ですが、解析モデルでは、解析を簡素化するために、時間に依存しない部分と時間に依存する部分にのみ分解されます 。

時間に依存しないRと時間に依存するRのさまざまなモデルが参考文献に記載されています。^{[12] [13]}さらに、特に大規模な商業施設（例：10以上の井戸）では、ループフィールドのサイズを最適化するために、地盤の熱伝導率を決定論的に解析するために熱応答テストが頻繁に実行されます。

地中熱ヒートポンプの効率は、季節ごとの熱エネルギー貯蔵と季節間の熱伝達を利用することで大幅に向上します。^[31]夏に熱バンクで捕捉・貯蔵された熱は、冬に効率的に取り出すことができます。蓄熱効率は規模に応じて増加するため、この利点は商業用または地域暖房システムで最も顕著になります。

ジオソーラーコンビシステムは、帯水層を蓄熱に利用して温室の冷暖房に利用されている。^{[20] [32]}夏には、温室は冷たい地下水で冷却される。これにより帯水層の水が温められ、冬には暖房用の温水源となる。^{[32] [33]ヒートポンプによる冷熱蓄熱の組み合わせは、水/湿度調節と組み合わせることができる。これらの原理は、あらゆる種類の建物に}再生可能な熱と再生可能な冷房を提供するのに利用されている^[34]。

また、既存の小型ヒートポンプ設備の効率は、大型で安価な水入りソーラーコレクターを追加することで改善できます。これらは、オーバーホール予定の駐車場に統合したり、1 インチのPEパイプを外層に取り付けて壁や屋根構造に組み込んだりできます。

米国環境保護庁（EPA）は、地中熱ヒートポンプを最もエネルギー効率が良く、環境に優しく、コスト効率に優れた空間調節システムと呼んでいます。^[35]ヒートポンプは、特に暖房と冷房の両方に使用され、電力が再生可能資源から生産されている場合、大幅な排出削減の可能性を秘めています。

GSHP は卓越した熱効率を誇り、現地での排出物もゼロですが、所有者が 100%再生可能エネルギー供給を選択しない限り、その電力供給には温室効果ガス排出量の多い要素が含まれます。したがって、GSHP の環境への影響は、電力供給の特性と利用可能な代替手段によって異なります。

ヒートポンプによる従来の炉と比較した温室効果ガス排出量の削減量は、次の式に基づいて計算できます。^[39]

${\displaystyle {\text{GHG 節約}}=\mathrm {HL} \left({\frac {\mathrm {FI} }{\mathrm {AFUE} \times 1000{\frac {\mathrm {kg} }{ \mathrm {ton} }}}}-{\frac {\mathrm {EI} }{\mathrm {COP} \times 3600{\frac {\mathrm {秒} }{\mathrm {時間} }}}}\right)}$

• HL = 季節的な熱負荷 ≈ 米国北部の近代的な一戸建て住宅の場合 80 GJ/年
• FI = 燃料の排出強度 =天然ガスの場合は50 kg(CO ₂ )/GJ、暖房用オイルの場合は73 、風力、水力、太陽光発電、太陽熱などの100%再生可能エネルギーの場合は0
• AFUE = 炉効率 ≈ 現代の凝縮炉の場合 95%
• COP = ヒートポンプの性能係数 ≈ 3.2（米国北部のヒートポンプの季節調整済み）
• EI = 電力の排出強度 ≈ 200～800 トン(CO2 ₎ /GWh、地域の発電所の構成（石炭、天然ガス、原子力、水力、風力、太陽光）によって異なります。

地中熱ヒートポンプは、エアコン、石油暖房機、電気暖房機よりも常に温室効果ガスの排出量が少ないですが、地域の電力供給の温室効果ガス強度によっては、天然ガス暖房機も競争力があるかもしれません。カナダやロシアのように排出量の少ない電力インフラを備えた国では、住宅用ヒートポンプは石油暖房機に比べて年間 5 トンの二酸化炭素を削減できます。これは、平均的な乗用車を道路から減らすのとほぼ同じです。しかし、発電に石炭に大きく依存している北京やピッツバーグなどの都市では、ヒートポンプは天然ガス暖房機よりも 1 トンまたは 2 トン多くの二酸化炭素を排出する可能性があります。ただし、公共の天然ガスインフラが整備されていない地域では、これより良い代替手段はありません。

閉ループで使用される流体は、生分解性で無毒になるように設計されているかもしれませんが、ヒートポンプキャビネットと直接交換ループで使用される冷媒は、最近までオゾン層破壊物質であるクロロジフルオロメタンでした。 ^[26]封じ込められている間は無害ですが、漏れや不適切な使用済み廃棄はオゾンホールの拡大に寄与します。新築の場合、この冷媒は段階的に廃止され、オゾン層には優しいが強力な温室効果ガスであるR410Aが採用されています。開ループシステム（つまり、ボアホール熱交換器を使用する閉ループシステムではなく、地下水を引き込むシステム）は、使用済みの水を再注入してバランスをとる必要があります。これにより、帯水層の枯渇や、地下からの塩水やその他の化合物による土壌または表層水の汚染を防ぐことができます。 ^[要出典]

掘削前には、地下の地質を理解する必要があり、掘削者は地層の間への水の浸透を防ぐなど、掘削孔を密閉する準備を整える必要がある。不幸な例としては、ドイツのシュタウフェン・イム・ブライスガウでの地熱暖房プロジェクトがあり、このプロジェクトは歴史的建造物にかなりの損害を与えたようだ。2008年には、市の中心部が当初数ミリ沈下した後、12センチ隆起したと報告された^{[40] 。 [41]}掘削により自然に加圧された帯水層が掘削され、掘削孔を介してこの水が無水石膏の層に入り込んだ。無水石膏は湿ると膨張し、石膏を形成する。無水石膏が完全に反応すると膨張は止まり、市の中心部の再建は「隆起が止まるまで適切ではない」。2010年までに掘削孔の密閉は完了していなかった。^{[42] [43] [44]} 2010年までに、町の一部の地域は30センチ隆起した。^[45]

地中熱ヒートポンプは、他のHVACシステムと比較して、資本コストが高く、運用コストが低いという特徴があります。全体的な経済的メリットは、主に電気と燃料の相対的なコストに依存しますが、これは時間の経過とともに、また世界中で大きく変動します。最近の価格に基づくと、地中熱ヒートポンプは現在、世界中のほぼすべての場所で、他の従来の暖房源よりも運用コストが低くなっています。天然ガスは、運用コストが競争力のある唯一の燃料であり、天然ガスが非常に安いか、電気が非常に高い少数の国でのみ使用されています。^[39]一般的に、住宅所有者は、通常のシステムから地中熱システムに切り替えることで、年間 20% から 60% の光熱費を節約できます。^{[46] [47]}

資本コストとシステム寿命については最近までほとんど研究されておらず、投資収益率は非常に変動しやすいものでした。システム価格の急激な上昇は、効率と信頼性の急速な改善を伴ってきました。資本コストは、特にオープンループ システムの場合、規模の経済の恩恵を受けることが知られており、そのため、大規模な商業ビルや厳しい気候の場合には、より費用対効果が高くなります。ほとんどの住宅用途では、新築または既存の住宅での初期コストは、従来の暖房システムの 2 ～ 5 倍になる可能性があります。改修の場合、設置コストは、居住エリアのサイズ、住宅の築年数、断熱特性、地域の地質、および物件の場所によって影響を受けます。初期システム コストでは、適切なダクト システム設計と機械的な空気交換を考慮する必要があります。

資本コストは政府の補助金で相殺される場合もある。例えば、オンタリオ州は2009年度に住宅用システムを設置した顧客に7000ドルの補助金を提供した。電力会社の中には、建物の冷暖房用に地中熱ヒートポンプを設置する顧客に特別料金を提供しているところもある。^[48]発電所の夏季の負荷が大きく、冬季の空き容量が多い場所では、冬季の電力販売が増加する。ヒートポンプは効率が高いため、夏季の負荷ピークも低下し、高額な新発電所建設を回避できる。同じ理由で、他の電力会社も顧客宅への地中熱ヒートポンプの設置費用を支払い始めている。これらの会社は顧客に月額料金でシステムをリースしており、顧客にとっては全体としての節約となる。

システムの寿命は、従来の暖房および冷房システムよりも長い。この技術はあまりにも新しいため、システムの寿命に関する正確なデータはまだ入手できないが、多くの初期のシステムは、定期的なメンテナンスにより25〜30年後でも現在でも稼働している。ほとんどのループフィールドは25〜50年の保証があり、少なくとも50〜200年の寿命が期待されている。^{[46] [49]}地中熱ヒートポンプは、家の暖房に電気を使用する。従来の石油、プロパン、または電気システムよりも高い投資は、米国の住宅用システムでは2〜10年でエネルギー節約によって回収できる可能性がある。^{[50] [47] [49]}米国の大規模な商用システムの回収期間は、天然ガスと比較しても1〜5年である。^[47]さらに、地熱ヒートポンプには通常、屋外のコンプレッサーや冷却塔がないため、破壊行為のリスクが軽減または排除され、システムの寿命が延びる可能性がある。^[51]

地中熱ヒートポンプは、市場で最も効率的な暖房および冷房システムの 1 つとして認識されています。地中熱ヒートポンプは、地中温度による熱効率の低下にもかかわらず、極端な気候では (コジェネレーションに次いで) 2 番目にコスト効率の高いソリューションであることがよくあります。(地中熱は、強力な冷房が必要な気候では暖かく、強力な暖房が必要な気候では涼しいです。) これらのシステムの経済的実現可能性は、地中熱交換器 (GHE) の適切なサイズに左右され、通常、地中熱交換器は GSHP システムの総資本コストに最も大きく貢献します。^[52]

米国の商業用システムのメンテナンスコストは、1996年のドル換算で¹平方メートルあたり年間0.11ドルから0.22ドルの範囲で推移しており、従来のHVACシステムの平均0.54ドル/平方メートルよりもはるかに低い^。[6]

再生可能エネルギーを推進する政府は、消費者（住宅）市場や産業市場に対してインセンティブを提供する可能性が高い。例えば、米国では、州政府と連邦政府の両方のレベルでインセンティブが提供されています。^[53]

• 地上接続型熱交換器
• 深層水源冷却
• 太陽熱冷却
• 再生可能熱
• 国際地中熱ヒートポンプ協会
• 地熱暖房と冷房の用語集
• 統一機械コード

• 地熱ヒートポンプ。2009-04-01 にWayback Machineにアーカイブ( EERE / USDOE )
• コスト計算
• 地熱ヒートポンプコンソーシアム
• 国際地中熱ヒートポンプ協会
• 地中熱ヒートポンプ協会 (GSHPA)