Актуальность. Строительство протяжённых магистральных трубопроводов в условиях криолитозоны сопряжено с проблемой протаивания грунта под ними. Эффективным решением этой проблемы является использование двухфазных термостабилизаторов, расположенных рядом со сваями, на которых находится трубопровод. Для повышения эффективности работы устройства впервые предлагается проводить оребрение внутренней поверхности надземной части термосифона. Цель: определение оптимальных параметров оребрения поверхностей термосифона и количества сегментов разделяющего потоки хладагента устройства. Объекты: термостабилизатор, хладагент, тепломассообмен, мерзлый грунт. Методы. Для определения оптимальных параметров конструкции устройства проводится физико-математическое моделирование процессов тепломассопереноса в системе окружающая среда–термостабилизатор–грунт. Разработанная модель использует законы неизотермической многофазной механики и включает выделение характерных подзадач с учётом симметрии протекающих процессов. Выделяется пять связанных подзадач: обдув надземной части термостабилизатора; конденсация теплоносителя внутри надземной части устройства; движение хладагента внутри разделяющего потоки устройства; восходящий поток теплоносителя в зазоре между корпусом термосифона и сегментами разделителя потоков; теплообмен термостабилизатора с мёрзлым грунтом. Результаты и выводы. Проведена валидация предложенной модели путём сопоставления расчётных данных с замерами температурного профиля с использованием термокосы для здания Государственного архива Салехарда. В работе показано, что увеличение размеров оребрения внешней поверхности подземной части термостабилизатора и сегментирование разделяющего потоки хладагента устройства позволяют равномерно охладить грунт в области, не подверженной сезонным протаиваниям. Установлено, что увеличение площади контакта хладагента с внутренней поверхностью надземной части термосифона за счёт оребрения этой поверхности позволяет повысить среднее значение предельной температуры окружающей среды, при которой работа устройства является эффективной.