Najbardziej energooszczędnym, najczęściej wybieranym dolnym źródłem są wymienniki pionowe, które gwarantują pełną stabilizację temperatury dolnego źródła, co przy tym idzie bardzo wysoką efektywność pracy całego układu. Pompa ciepła odbiera energię zgromadzoną w gruncie, więc musi być ona stale odnawiana, dostarcza ją słońce, deszcz a także ciepło pochodzące z wnętrza ziemi. Tak zwane sondy, czyli wymiennik z rur pionowych, umieszcza się w odwiertach o głębokości nawet 100 metrów a czasem głębiej, gdzie grunt ma już stałą temperaturę przez cały rok- około 10 stopni Celsjusza. Długość rur wymiennika oczywiście nie jest przypadkowa, ponieważ za każdym razem trzeba ją precyzyjnie dobrać. Powinno się zacząć od wykonania bilansu cieplnego dla budynku, doboru pompy i na podstawie zapotrzebowania cieplnego samej pompy dobiera się wymiennik. Do ogrzewania małego domu wystarczają dwa odwierty o głębokości po 80 metrów, dla domu o średniej wielkości głębokość trzeba zwiększyć do około 100 metrów a dla dużej rezydencji łączna długość odwiertów zwykle przekracza 300 metrów. Wszystkie rury wymiennika trafiają do studzienki, w której łączą się w jeden duży kolektor zasilający i jeden powrotny, a ze studzienki do pomieszczenia z pompą ciepła prowadzona jest już tylko jedna para rur.