Актуальность темы продиктована ежегодно возрастающей мировой потребностью в пресной воде и установках по ее производству. Наибольшее распространение получили мембранный (обратно-осмотический) и дистилляционный способы опреснения. Последний, основанный на фазовых превращениях воды, является объектом исследования авторов. В статье предложена математическая модель нестационарного тепломассообменного процесса вакуумной одноступенчатой дистилляционной установки, позволяющая детально анализировать факторы, влияющие на работу подобных систем, проводить оптимизацию режимов и параметров работы, рассчитывать время выхода на режим. Предложена схема выпарной одноступенчатой опреснительной установки, работающей по схеме с механической компрессией пара, на базе быстроходного двухроторного вакуумного насоса типа Рутс. Произведена оценка режимов теплоотдачи и рассчитаны коэффициенты теплоотдачи в условиях разрежения водяного пара. Рассмотрен вопрос о необходимости экспериментального подтверждения предложенной математической модели.