Powietrze z czerpni zanim wprowadzone zostanie do wentylatora jest przepuszczane przez GWC, gdzie zostaje ogrzane do temperatury powyżej 0°C. Pozwala to na darmowe wykorzystanie energii zawartej w gruncie.
GWC w najbardziej rozpowszechnionej postaci zazwyczaj zbudowany jest z rury polietylenowej lub PCV o średnicy 16 – 20 cm, zakopanej na głębokości 1,5 m pod powierzchnią gruntu, ze spadkiem dla odprowadzenia skroplin powstających w efekcie schładzania ciepłego powietrza w okresie letnim.
Urządzenie jest najbardziej wydajne, kiedy rura układana jest w linii prostej, bez zakrętów, które powodują dodatkowe opory powietrza. Jeśli usytuowanie obiektu nie pozwala na takie rozwiązanie, rury można układać w innym kształcie, unikając zakrętów pod kątem 90°.
Istnieją również żwirowe gruntowe wymienniki ciepła. W tego rodzaju rozwiązaniach powietrze z czerpni zlokalizowanej na zewnątrz budynku przepuszczane jest przez złoże żwirowe. Żwirowy GWC ma jednak sporo wad: wymaga dobrej ochrony przed gryzoniami i zanieczyszczeniami oraz zabezpieczenia na wypadek wysokiego poziomu wód gruntowych.
Obecnie wymiennik gruntowy najlepiej wykonać w oparciu o dwie technologie:
pierwszą – system specjalnych rur charakteryzujących się dużym współczynnikiem przewodzenia ciepła oferowany przez firmę Rehau
drugą – opartą na patencie Politechniki Wrocławskiej.
Według firmy Rehau, dla powierzchni mieszkalnej 150-200 m², należy przewidzieć rury o średnicy 200 mm i długości 50 m. Firma Rehau oferuje kompletny system AWADUKT Thermo, umożliwiający wykonanie przeponowego gruntowego wymiennika ciepła.
W bezprzeponowym wymienniku gruntowym według patentu Politechniki Wrocławskiej powietrze pobrane przez wolno stojącą czerpnię przepływa przez złoże żwirowe zlokalizowane pod powierzchnią gruntu. W przypadku występowania wysokiego poziomu wód gruntowych lub skalistego podłoża wymiennik można usytuować na niewielkiej głębokości lub nawet na powierzchni terenu, pod warunkiem zastosowania izolacji termicznej równoważącej 4-5 metrową warstwę wilgotnego gruntu. Zastosowanie tego wymiennika pozwala latem na obniżenie temperatury przepływającego powietrza o 10-12°C przy jednoczesnym jego osuszeniu.
Dodatkową zaletą wymiennika bezprzeponowego jest oczyszczanie powietrza z bakterii i grzybów znajdujących się w powietrzu zewnętrznym, co jest szczególnie korzystne dla osób cierpiących na alergie.
Pozyskany z gruntu chłód całkowicie zaspokaja potrzeby domu jednorodzinnego. Wymiennik ten charakteryzuje bardzo wysoki stosunek energii uzyskanej do włożonej, wynoszący ok. 40:1. Oznacza to, że przy zużyciu 1 kW energii elektrycznej uzyskujemy 40 kW ciepła.