Temperatura wewnątrz gruntu znacznie różni się od temperatury powietrza atmosferycznego. Źródłem ciepła w gruncie jest promieniowanie słoneczne i powietrze, jednak grunt charakteryzuje się bardzo dużą bezwładnością cieplną. Dzięki temu w skali rocznej można zaobserwować wyraźną różnicę między temperaturą gruntu a temperaturą powietrza.
W lecie grunt jest znacznie chłodniejszy od powietrza, natomiast zimą jest od niego cieplejszy. Stanowi zatem ogromny zasobnik ciepła lub chłodu – w zależności od pory roku i potrzeb użytkownika.
Ciepło zgromadzone w gruncie można wykorzystać do ogrzewania powietrza wentylacyjnego zimą oraz do jego chłodzenia latem. Dodatkową zaletą gruntowych wymienników ciepła stosowanych w wentylacji jest ochrona instalacji przed zamarzaniem, a także wstępne oczyszczanie powietrza, np. z pyłów i alergenów.
O ile w budownictwie mieszkalnym powietrze po przejściu przez GWC nie zawsze jest wystarczająco podgrzane lub ochłodzone, to w przypadku wentylacji hal produkcyjnych czy obiektów inwentarskich już tak. Grunt znajduje również zastosowanie w technologii biogazowej, gdzie służy do wykraplania wilgoci z biogazu – jest to skuteczne rozwiązanie, ponieważ temperatura biogazu wynosi zwykle 30-40C.
Jak widać na powyższej grafice, temperatura gruntu zależy od głębokości – im głębiej, tym jest bardziej stabilna i dąży do średniej temperatury rocznej, która wynosi ok. 8,5C. Na poniższych grafikach z kolei przedstawiono rozkład temperatury gruntu w czerwcu i w listopadzie. Można zauważyć, że w czerwcu grunt wykazuje dużą zdolność chłodzenia po okresie zimowym, natomiast w listopadzie – dużą zdolność ogrzewania po lecie.
Przedstawiony rozkład temperatur gruntu na różnych głębokościach jest wynikiem przeprowadzonej zmiennej w czasie symulacji transferu ciepła z otoczenia do gruntu i na odwrót. Symulacja CFD doskonale nadaje się do analizowania gruntowych wymienników ciepła (GWC), ponieważ pozwala uwzględnić zmienne w czasie zjawiska cieplno-przepływowe dla geometrii 3D.
