Die Permafrost-Wärmerohrtechnologie wurde seit Mitte des 20. Jahrhunderts in Kaltregion-Ingenieurprojekten weltweit weit verbreitet und dient als wirksame Lösung für Probleme wie Auftaudelfall und die Instabilität der Grundlage für die Instabilität der Grundlagen im ständigen gefrorenen Boden. Die früheste und repräsentative Anwendung ist die Trans-Alaska-Pipeline, die über 1.200 Kilometer dauert. Entlang dieser Route wurden ungefähr 112.000 Ammoniak-Kohlenstoff-Stahlheizrohre installiert, um zu verhindern, dass die Wärme aus der Rohrleitung in den Boden übergeht, wodurch das Auftauen und die Absenkung des Fundaments von Permafrost und Fundament vermieden wird. Betriebstests haben gezeigt, dass diese Wärmerohre die Temperatur der Pfahlwände und den Permafrost in Tiefen von bis zu sechs Metern schnell senken können, wodurch sie auch im Sommer unter 0 ° C gehalten wird, um eine langfristige Pipeline-Stabilität zu gewährleisten.

Das Arbeitsprinzip lautet wie folgt: Während der Kältezeit wird die Wärme aus dem Boden durch das Wärmerohr auf die Luft übertragen, abkühlen und den Boden einfrieren, um die Stabilität der Fundamente zu verbessern. In warmen Jahreszeiten hört das Wärmerohr automatisch zu, der Betrieb, wodurch verhindert wird, dass die Wärme nach hinten fließt und den Effekt der Kühlungspeicherung beibehält. Typischerweise verwenden diese Wärmerohre eine Konfiguration von Kohlenstoffstahl/Ammoniak, da Ammoniak bei niedrigen Temperaturen günstige thermophysikalische Eigenschaften aufweist und chemisch mit Kohlenstoffstahl kompatibel ist. Ein übliches Design verfügt über einen Durchmesser von 89 mm, eine Wandstärke von 6 mm, eine Gesamtlänge von 7 m und eine Bestattungstiefe von 5 m, wobei die Schnitte mit Flockenkondensatoren zur Verbesserung der Wärmeabteilung verbessert werden. Zu den wichtigsten Herstellungsschritten gehören die Sicherstellung von Ammoniakreinheit, Korrosionsschutz, Vakuumvorbereitung und thermische Leistungstests. Abgesehen von den Eisenbahnen gilt diese Technologie auch für Autobahnen, Brücken und Getriebetürme in Permafrostregionen. Zu den Forschungsmethoden gehören die Überwachung der Feldtemperatur und die numerische Simulation unter Verwendung von thermischen Modellen für instationäre Zustands, um die Variationen von Bodentemperaturen vorzunehmen, das Design des Wärmerohrs zu optimieren und die langfristige Stabilität und Sicherheit der Infrastruktur in Permafrostgebieten zu verbessern.