Die Erdwärmesonde ist meist eine vertikale Bohrung, in die ein oder zwei U-Rohre oder seltener auch ein Koaxialrohr üblicherweise aus HDPE-Kunststoff als Wärmetauscher eingebaut werden. Um den Wärmefluss vom Erdreich zu den Wärmetauscherrohren zu gewährleisten, wird die Bohrung mit einem wärmeleitfähigen, dauerhaft abdichtenden Spezialzement verpresst. Die Zementation erfolgt nach dem Prinzip der Gegenzementation. Dabei wird der Zement von unten nach oben verpresst.
Der Energietransport zur Wärmepumpe erfolgt über eine in dem geschlossenen Sondenkreislauf zirkulierende Sole. Die von der Sole aufgenommene Wärme wird im Verdampfer der Wärmepumpe über den Kältemittelkreislauf an das Heizsystem abgegeben. Die Erdwärmesonde erschließt den natürlichen aufwärts gerichteten Wärmefluss aus dem Erdinneren, weshalb sie unter weitgehend konstanten Temperaturbedingungen arbeitet.
Hieraus resultiert bei einer entsprechenden Dimensionierung eine gleichmässig hohe Arbeitszahl bei entsprechend geringen Betriebskosten. Die entzogene thermische Energie wird im reinen Heizbetrieb durch nachfliessende Wärme aus dem Untergrund ersetzt, im kombinierten Heiz-Kühlbetrieb auch durch die Übertage anfallende Erdwärme.

Für alle Dimensionen

Der Einsatz von Erdwärmesonden reicht von ein bis zwei Sonden zur Wärmeversorgung von Einfamilienhäusern bis hin zu Multisondensystemen zur Wärme- und Kälteversorgung von Groß-, Gewerbe- und Industriebauten oder ganzen Wohnsiedlungen.
Voraussetzung für Planung und Bau von Erdwärmesonden ist die genaue Kenntnis der Bodenbeschaffenheit, der Schichtenfolge und der Grundwasserverhältnisse.
Bei Heizungsanlagen mit einer Heizleistung bis 30 kW kann die thermische Auslegung nach ÖWAV Regelblatt 207 erfolgen. Bei größeren Anlagen ist eine Auslegung mittels computergestützter Simulation üblich. Hierfür ist für die Bestimmung relevanter Bodenparameter die Durchführung eines Thermischen Response Tests erforderlich.