垂直式パイプの中を循環する不凍液は、地中熱交換井1m当たり 30～80 Wの熱を地中へ放出・獲得できると言われています。また、冷暖房の熱設計をする際には、単位床面積当たりに必要な熱量は100～200 W/m² です。これらの値から必要な総熱量を求め、地中熱交換井の総延長を決めます。その後、地中熱交換井を掘削する敷地の広さから、本数と深さを決定します。これが基本的な考え方です。

実際に規模の大きなシステムを設計する際には、地層の有効熱伝導率、建物の熱負荷、地中熱の利用時間等のパラメータを求めて、設計ツールを用いて、地中熱交換器の長さ、本数、配置を決めます。