Η τεχνολογία Permafrost Heat Pipe έχει εφαρμοστεί ευρέως σε έργα μηχανικής ψυχρής περιφέρειας σε όλο τον κόσμο από τα μέσα του 20ου αιώνα, χρησιμεύοντας ως αποτελεσματική λύση σε προβλήματα όπως ο οικισμός απόψυξης και η αστάθεια θεμελίωσης σε αιώνια κατεψυγμένο έδαφος. Η πρώτη και πιο αντιπροσωπευτική εφαρμογή είναι ο αγωγός Trans-Alaska, ο οποίος εκτείνεται πάνω από 1.200 χιλιόμετρα. Κατά μήκος αυτής της διαδρομής, εγκαταστάθηκαν περίπου 112.000 αγωγοί θερμότητας αμμωνίας-άνθρακα για να αποφευχθεί η θερμότητα από τον αγωγό να μεταφερθεί στο έδαφος, αποφεύγοντας έτσι την καθίζηση της απόψυξης και της θεμελίωσης. Οι επιχειρησιακές δοκιμές έχουν δείξει ότι αυτοί οι σωλήνες θερμότητας μπορούν να μειώσουν γρήγορα τη θερμοκρασία των τοιχωμάτων των σωρών και το παγωμένο παγωμένο σε βάθη έως και έξι μέτρα, διατηρώντας το κάτω από 0 ° C ακόμη και κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού, εξασφαλίζοντας τη μακροπρόθεσμη σταθερότητα του αγωγού.

Η αρχή λειτουργίας έχει ως εξής: Κατά τη διάρκεια των κρύων εποχών, η θερμότητα από το έδαφος μεταφέρεται μέσω του σωλήνα θερμότητας στον αέρα, ψύξη και κατάψυξη του εδάφους για την ενίσχυση της σταθερότητας των θεμελίων. Σε ζεστές εποχές, ο σωλήνας θερμότητας σταματά αυτόματα τη λειτουργία, εμποδίζοντας τη ροή της θερμότητας και τη διατήρηση του αποτελέσματος "ψυχρής αποθήκευσης". Συνήθως, αυτοί οι σωλήνες θερμότητας χρησιμοποιούν διαμόρφωση ανθρακούχου χάλυβα/αμμωνίας, καθώς η αμμωνία παρουσιάζει ευνοϊκές θερμοφυσικές ιδιότητες σε χαμηλές θερμοκρασίες και είναι χημικά συμβατή με τον ανθρακούχο χάλυβα. Ένας κοινός σχεδιασμός διαθέτει διάμετρο 89 mm, πάχος τοιχώματος 6 mm, συνολικό μήκος 7 m και βάθος ταφής 5 m, με πτερυγμένα τμήματα συμπυκνωτή για την ενίσχυση της διάχυσης της θερμότητας. Τα βασικά βήματα κατασκευής περιλαμβάνουν την εξασφάλιση της καθαρότητας της αμμωνίας, της προστασίας από τη διάβρωση, της προετοιμασίας κενού και των δοκιμών θερμικής απόδοσης. Πέρα από τους σιδηροδρόμους, αυτή η τεχνολογία ισχύει επίσης για τους αυτοκινητόδρομους, τις γέφυρες και τους πύργους μετάδοσης στις περιοχές του πανεπιστημίου. Οι μέθοδοι έρευνας περιλαμβάνουν την παρακολούθηση της θερμοκρασίας πεδίου και την αριθμητική προσομοίωση, τη χρήση θερμικών μοντέλων ασταθούς κατάστασης για την πρόβλεψη των μεταβολών του πεδίου της θερμοκρασίας του εδάφους, τη βελτιστοποίηση του σχεδιασμού του σωλήνα θερμότητας και τη βελτίωση της μακροπρόθεσμης σταθερότητας και ασφάλειας της υποδομής στις περιοχές του permafrost.