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将蒸发操作产生的二次蒸汽绝热压缩（见热力学过程），然后返回蒸发器作为加热蒸汽，以提高热能利用率的一种蒸发操作（见图）。
蒸发产生的二次蒸汽温位较低，但含有大量潜热。将二次蒸汽用压缩机绝热压缩提高温位后，可以送回原蒸发器的加热室用作热源。蒸汽压缩要消耗压缩功，但从压缩后的蒸汽中可回收更多的热量。回收的热量与所消耗的压缩功的比值，称为致热系数。蒸汽压缩所消耗的压缩功与压缩比（加热蒸汽压力与二次蒸汽压力的比值）有关。二次蒸汽与加热蒸汽的温差越小，所需压缩比越小，致热系数就越大。因此，热泵蒸发适用于沸点升高不大的有机溶液或稀溶液的蒸发，而且蒸发器应具有较大的传热面积。 二次蒸汽的压缩方法是：①机械压缩，一般采用轴流式或离心式压缩机（见流体输送机械）；②用蒸汽喷射泵，以高压蒸汽为喷射动力,将部分二次蒸汽压缩,混合后一同进入蒸发器的加热室作为热源。蒸汽喷射泵的效率很低，仅用于小型蒸发装置。
机械压缩式热泵蒸发，除启动阶段需要生蒸汽加热外，正常运转时不再需要生蒸汽及冷却水，故用于海洋船舶及缺水地区的淡水供应。（见彩图）
