पर्माफ्रॉस्ट हीट पाइप तकनीक को 20वीं सदी के मध्य से दुनिया भर में ठंडे-क्षेत्र इंजीनियरिंग परियोजनाओं में व्यापक रूप से लागू किया गया है, जो स्थायी रूप से जमे हुए जमीन में पिघलने के निपटान और नींव की अस्थिरता जैसी समस्याओं के लिए एक प्रभावी समाधान के रूप में काम करता है। सबसे प्रारंभिक और सबसे प्रतिनिधि अनुप्रयोग ट्रांस-अलास्का पाइपलाइन है, जो 1,200 किलोमीटर से अधिक तक फैली हुई है। इस मार्ग के साथ, पाइपलाइन से गर्मी को जमीन में स्थानांतरित होने से रोकने के लिए लगभग 112,000 अमोनिया-कार्बन स्टील हीट पाइप स्थापित किए गए थे, जिससे परमाफ्रॉस्ट पिघलने और नींव के धंसने से बचा जा सके। परिचालन परीक्षणों से पता चला है कि ये हीट पाइप पाइल दीवारों और परमाफ्रॉस्ट के तापमान को छह मीटर तक की गहराई पर तेजी से कम कर सकते हैं, इसे गर्मियों के दौरान भी 0 डिग्री सेल्सियस से नीचे रखते हुए, दीर्घकालिक पाइपलाइन स्थिरता सुनिश्चित करते हैं।

कार्य सिद्धांत इस प्रकार है: ठंडे मौसम के दौरान, मिट्टी से गर्मी हीट पाइप के माध्यम से हवा में स्थानांतरित होती है, जिससे मिट्टी ठंडी और जम जाती है ताकि नींव की स्थिरता बढ़ सके। गर्म मौसम में, हीट पाइप स्वचालित रूप से काम करना बंद कर देता है, जिससे गर्मी वापस बहने से रुकती है और "कोल्ड स्टोरेज" प्रभाव बना रहता है। आमतौर पर, ये हीट पाइप कार्बन स्टील/अमोनिया विन्यास का उपयोग करते हैं, क्योंकि अमोनिया कम तापमान पर अनुकूल थर्मोफिजिकल गुण प्रदर्शित करता है और कार्बन स्टील के साथ रासायनिक रूप से संगत है। एक सामान्य डिजाइन में 89 मिमी का व्यास, 6 मिमी की दीवार की मोटाई, 7 मीटर की कुल लंबाई और 5 मीटर की दफन गहराई होती है, जिसमें गर्मी अपव्यय को बढ़ाने के लिए पंखों वाले कंडेनसर खंड होते हैं। प्रमुख विनिर्माण चरणों में अमोनिया की शुद्धता, संक्षारण संरक्षण, वैक्यूम तैयारी और थर्मल प्रदर्शन परीक्षण सुनिश्चित करना शामिल है। रेलवे के अलावा, यह तकनीक परमाफ्रॉस्ट क्षेत्रों में राजमार्गों, पुलों और ट्रांसमिशन टावरों पर भी लागू होती है। अनुसंधान विधियों में क्षेत्र तापमान निगरानी और संख्यात्मक सिमुलेशन शामिल हैं, जो मिट्टी के तापमान क्षेत्र में बदलाव की भविष्यवाणी करने, हीट पाइप डिजाइन को अनुकूलित करने और परमाफ्रॉस्ट क्षेत्रों में बुनियादी ढांचे की दीर्घकालिक स्थिरता और सुरक्षा में सुधार करने के लिए अस्थिर-राज्य थर्मल मॉडल का उपयोग करते हैं।