Pompa ciepła, której dolne źródło stanowi woda gruntowa, określana jest mianem wodnej pompy ciepła. To bardzo proste rozwiązanie. Nie obserwujemy tutaj większej sezonowości związanej ze zmianami pór roku, co jest istotne dla efektywności działania pompy ciepła. Temperatura wody gruntowej poniżej 6 m jest praktycznie stała i w naszym klimacie wynosi ok. 10°C.
Najczęściej dla uzyskania ciepła z wody gruntowej wymagane jest wybudowanie dwóch lub więcej studni . Jedna studnia jest zbiornikiem ciepłej wody czerpalnej, a pozostałe służą do odprowadzenia (zrzutu) wody schłodzonej, która wypływa z pompy ciepła. Ważne jest zachowanie odpowiednich odstępów pomiędzy poszczególnymi studniami, najlepiej kilkunastometrowych, aby wody się nie mieszały.
Woda gruntowa jest jednak dość wymagającym źródłem dolnym dla pompy ciepła. Przede wszystkim nie w każdym miejscu wody gruntowe znajdują się na odpowiedniej głębokości, tj. od około 6 do 30 m. Im głębiej występują wody, tym koszt takiej inwestycji jest wyższy, ponieważ niezbędne jest wykonywanie głębokich odwiertów i stosowanie pomp głębinowych, wymagających dostarczenia dodatkowej porcji energii elektrycznej.
Poza tym pompy wodne są kłopotliwe w eksploatacji. Niezwykle istotny dla sprawnego działania systemu grzewczego opartego o pompę typu woda – woda jest odpowiedni skład chemiczny wody. Zanieczyszczona woda, zawierająca np. zbyt duże ilości żelaza czy manganu, będzie wymagać zastosowania urządzeń filtrujących, podrażających całość inwestycji. Aby układ działał w sposób niezakłócony niezbędna jest również okresowa wymiana poszczególnych elementów instalacji, ulegających naturalnemu procesowi korozji.
Pomimo dużej efektywności (COP na poziomie 5-6) i stosunkowo niskich kosztów inwestycyjnych (w sytuacji, gdy wody gruntowe znajdują się stosunkowo płytko), eksploatacja wodnych pomp ciepła jest dość droga i kłopotliwa. Stąd najczęściej stosowanym dolnym źródłem ciepła jest grunt.
