Les systèmes de pompes à chaleur à eau et à sol sont des systèmes de climatisation écoénergétiques qui utilisent des ressources géothermiques peu profondes sous terre (également appelées énergie géothermique, y compris les eaux souterraines, le sol ou les eaux de surface) pour le chauffage et le refroidissement.

Les systèmes de pompes à chaleur à eau et à sol exploitent les ressources géothermiques peu profondes du sous-sol (comme les eaux souterraines, le sol ou les eaux de surface) pour fournir à la fois du chauffage et du refroidissement de manière économe en énergie. En injectant une petite quantité d'énergie électrique, le système transfère l'énergie thermique d'un niveau de température basse à un niveau de température élevée. En hiver, l'énergie géothermique sert de source de chaleur pour le chauffage ; en été, elle agit comme source de refroidissement pour la climatisation. L'unité consomme 1 kW d'énergie pour produire plus de 4 à 5 kW de capacité de refroidissement/chauffage. Tirant son énergie de sources souterraines, le système n'émet aucun gaz résiduaire, aucune eau usée ou résidu de déchets dans l'environnement, ce qui en fait une solution idéale de « climatisation verte ». Il peut être largement utilisé dans les immeubles de bureaux, les hôtels, les écoles, les dortoirs, les hôpitaux, les restaurants, les centres commerciaux, les villas, les immeubles résidentiels et d'autres domaines.

La technologie des pompes à chaleur à eau et à sol est actuellement l'une des méthodes de refroidissement et de chauffage les plus économes en énergie dans les systèmes de climatisation, ce qui en fait un choix populaire. Le gouvernement chinois encourage fortement son utilisation et, conformément aux réglementations politiques, les bâtiments qui adoptent cette technologie peuvent recevoir un soutien politique gouvernemental en faisant une demande auprès du gouvernement local, avec des réductions ou des exemptions de frais annexes de construction allant de 140 à 200 yuans par mètre carré.

En fonction des différents supports d'extraction d'énergie, les systèmes de pompes à chaleur à eau et à sol peuvent être classés en trois types :

1. Système d'eau souterraine (système « d'eau de puits » en boucle ouverte):
   Ce système absorbe ou libère la chaleur des eaux souterraines pour chauffer ou refroidir les bâtiments. Le principal avantage de cette solution est que la température des eaux souterraines reste constante, généralement entre 10 et 16 °C, ce qui peut réduire à la fois l'investissement initial et les coûts d'exploitation. Les systèmes en boucle ouverte sont généralement utilisés dans les zones côtières où les conditions du sol permettent de réinjecter de l'eau dans l'aquifère du sol par le biais de puits de recharge.

2. Système de canalisations enterrées dans le sol (système géothermique en boucle fermée):
   Les échangeurs de chaleur (tuyaux) sont posés dans le sol pour échanger directement la chaleur avec le sol. En hiver, ils fournissent de la chaleur à l'unité ; en été, ils absorbent la chaleur évacuée par l'unité. Les boucles verticales sont installées en perçant des trous verticaux dans le sol et en y installant des tuyaux en polyéthylène. Les boucles horizontales impliquent la pose d'échangeurs de chaleur (tuyaux) à 1,5 m sous la surface du sol. Les boucles verticales et horizontales extraient ou libèrent la chaleur du sol.

3. Système d'eau de surface (système de circulation d'eau de surface ou d'eau de lac):
   Ce système utilise les ressources en eau de surface telles que les rivières, les lacs, les mers, etc., en installant des dispositifs d'échange de chaleur dans l'eau pour l'échange de chaleur. Des dispositifs d'échange de chaleur en boucle fermée sont installés dans les lacs ou autres plans d'eau à proximité du bâtiment pour fournir ou libérer de la chaleur pour le bâtiment. Les dispositifs d'échange de chaleur doivent être esthétiques et faciles à drainer. La taille et la profondeur du lac sont particulièrement critiques, nécessitant des calculs précis pour garantir que l'eau du lac peut répondre aux besoins de refroidissement et de chauffage du bâtiment.