Technologia rur cieplnych w wiecznej zmarzlinie jest szeroko stosowana w projektach inżynieryjnych w regionach zimnych na całym świecie od połowy XX wieku, służąc jako skuteczne rozwiązanie problemów takich jak osiadanie w wyniku rozmrażania i niestabilność fundamentów w wiecznie zamarzniętej ziemi. Najwcześniejszym i najbardziej reprezentatywnym zastosowaniem jest Rurociąg Trans-Alaska, który rozciąga się na ponad 1200 kilometrów. Wzdłuż tej trasy zainstalowano około 112 000 rur cieplnych ze stali węglowej i amoniaku, aby zapobiec przenoszeniu ciepła z rurociągu do gruntu, unikając w ten sposób rozmrażania wiecznej zmarzliny i osiadania fundamentów. Testy operacyjne wykazały, że te rury cieplne mogą szybko obniżyć temperaturę ścian pali i wiecznej zmarzliny na głębokości do sześciu metrów, utrzymując ją poniżej 0°C nawet latem, zapewniając długoterminową stabilność rurociągu.

Zasada działania jest następująca: w chłodnych porach roku ciepło z gleby jest przenoszone przez rurę cieplną do powietrza, chłodząc i zamrażając glebę w celu zwiększenia stabilności fundamentu. W ciepłych porach roku rura cieplna automatycznie przestaje działać, zapobiegając powrotowi ciepła i zachowując efekt „magazynu zimna”. Zazwyczaj te rury cieplne wykorzystują konfigurację stal węglowa/amoniak, ponieważ amoniak wykazuje korzystne właściwości termofizyczne w niskich temperaturach i jest chemicznie kompatybilny ze stalą węglową. Typowa konstrukcja charakteryzuje się średnicą 89 mm, grubością ścianki 6 mm, całkowitą długością 7 m i głębokością zakopania 5 m, z żebrowanymi sekcjami skraplacza w celu zwiększenia rozpraszania ciepła. Kluczowe etapy produkcji obejmują zapewnienie czystości amoniaku, ochronę przed korozją, przygotowanie próżni i testowanie wydajności cieplnej. Oprócz kolei, technologia ta ma również zastosowanie do autostrad, mostów i wież przesyłowych w regionach wiecznej zmarzliny. Metody badawcze obejmują monitorowanie temperatury w terenie i symulację numeryczną, wykorzystując niestacjonarne modele termiczne do przewidywania zmian pola temperatury gleby, optymalizacji konstrukcji rur cieplnych oraz poprawy długoterminowej stabilności i bezpieczeństwa infrastruktury na obszarach wiecznej zmarzliny.