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Su funcionamiento es muy similar a un aire acondicionado tradicional que funciona para frío o como calefacción. El subsuelo suele estar a una temperatura neutra durante todo el año (más fresco en verano que el aire y más templado en invierno), con lo que el rendimiento de la bomba de calor es muy alto al necesitar menos trabajo para realizar la transferencia de energía.
Entre todas las energías renovables, la geotermia es una de las más utilizadas desde los orígenes de la humanidad. Antiguamente, en algunas zonas termales, utilizaban las aguas que provenían de su paso por masas calientes de la corteza terrestre. Éstos fueron los primeros comienzos de la geotermia. La energía almacenada en la tierra ha ido despertando interés. Fue mucho más tarde, hacia los años 70, que apareció la geotermia «moderna».
La aplicación de nuevas tecnologías permite aprovechar y rentabilizar mejor la energía que se capta a poca profundidad, para dar calor a las viviendas. Durante los años 30, esta tecnología ha ido evolucionando constantemente. El acontecimiento más importante ha sucedido en los países nórdicos, antes de extenderse por toda Europa.
A partir de un captador en la tierra, de un generador y de una red de difusión, la geotermia propone soluciones de calefacción y refrigeración adaptables para la mayoría de las viviendas unifamiliares ó plurifamiliares.
El calor producido por la tierra es, en efecto, una energía totalmente gratuita. Existe en estado natural en el suelo, y en estado renovable, gracias a la aportación del viento, el sol y la lluvia.