Заголовок этого раздела описывает то общее, что объединяет все приведенные ниже технологии прогрева.
ТЭНы. Технология оттаивания грунта трубчатыми электронагревателями (ТЭН) основана на передаче теплоты мерзлому грунту контактным способом. В металлические полые иглы, представляющие собой стальные трубы длиной около 1 м и диаметром до 50–60 мм, устанавливаются нагревательные элементы — стальные бесшовные трубы диаметром 13–25 мм, внутри которых на изоляторах помещают спираль из нихромовой проволоки (которая, например, имеет диаметр 0,6 мм, длину 20 м и сопротивление 48,4 Ом). Пространство между стенками трубки и спиралью заполняют прессованным порошком плавленой окиси магния. Последний хорошо проводит тепло, обладает жаростойкостью и высоким электрическим сопротивлением. Пространство между нагревательным элементом и стенками иглы заполняют жидкими или твердыми материалами-диэлектриками, которые хорошо передают тепло. Нагревательный элемент имеет контактные выводы для подключения к электрической цепи. Нагреваясь, он передает тепловую энергию стальному корпусу, а тот радиально в горизонтальном направлении мерзлому грунту.
Действие ТЭНов. ТЭНы опускают в заранее пробуренные скважины диаметром 40–100 мм и глубиной не менее 3/4 толщины слоя мерзлого грунта, расположенные в шахматном порядке на расстоянии 0,5–1 м друг от друга. В местах установки ТЭНов грунт утепляется шлаковатой, стекловатой, опилками и другими подобными термоизолирующими материалами. Электронагреватели рассчитаны на напряжение 220–380 В, силу тока 5 А и температуру нагрева 300–600 °С.
Интенсивность оттаивания грунта зависит от температуры поверхности электроигл, в связи с чем наиболее экономичной является температура 60–80 °С. Важное значение имеют также величина удельной мощности электронагревателя и диаметр скважины. Рекомендуется применять электронагреватели удельной мощностью от 1,5 до 2,8 Вт/cм2 . Более мощные нагреватели могут перегреть и высушить контактный слой грунта у стенок шпура, что увеличивает продолжительность отогрева, теплопотери и удельную энергоемкость. Процесс оттаивания грунта занимает около 48 ч. При этом на 1 м3 почвы расходуется до 42 кВ •ч электроэнергии.