在蒸發式冷凝器中，制冷劑蒸氣在管內冷凝，冷凝時放出的熱量同時被水和空氣帶走。圖為蒸發式冷凝器的示意圖。它的傳熱部分是一個由光管或肋片管組成的蛇形管組，管組裝在一個由型鋼或鋼板焊制成的立式箱體內。箱體的底部作為貯水的水盤。制冷劑蒸汽由蒸汽分配管進入每根蛇形管，冷凝后由下部集液管流入貯液器中。
水盤內保持一定的水位，冷卻水被循環水泵壓送到冷凝管的上方，經噴頭噴淋到蛇形盤管的外表面，一部分冷卻水吸收管內制冷劑蒸汽的熱量而蒸發，未蒸發的噴淋水仍流進水盤內。蒸發式冷凝器裝設有風機，使箱體內的空氣自下而上地流經蛇形管組，并由上方排出。空氣的作用主要是將箱內的水蒸氣帶走，加速噴淋水的蒸發。為防止未蒸發的水滴被空氣帶走，在箱體上部還裝有擋水板，以減少水量的吹散損失。
風機可設在盤管的上部，吸入來自管組下部的空氣，此為吸入式蒸發冷凝器；風機也可設在盤管下部的側面，空氣在風機的壓送下，從盤管外部流過，此為鼓風式，又稱壓送式。兩者各有優缺點。吸入式由于空氣均勻地流過冷凝盤管，箱體內保持負壓，因而水的蒸發溫度較低，傳熱效果好。但風機在高溫和潮濕條件下運轉，容易發生故障。鼓風式的情況正好相反，風機電動機工作條件好，但空氣流過冷凝盤管不太均勻。我國目前生產的多為鼓風式蒸發冷凝器。
蒸發式冷凝器基本上是利用水的汽化潛熱，帶走氣體制冷劑冷凝過程放出的冷凝熱量，所以冷卻水的用量要比水冷式冷凝器少得多。因為水的汽化潛熱約為2450kJ/kg，而冷卻水在水冷式冷凝器中溫升只有6～8℃，即每kg水只能帶走25～35kJ的熱量，所以理論上蒸發式冷凝器消耗的水量只是水冷式的1/70～1/100。由于擋水板的效率不能達到100％，以及空氣中的灰塵對水的污染，經常需要更新部分循環水等原因，實際上補充的水量約為水冷式的1/25～1/50。
蒸發式冷凝器特別適用于缺水的地區，尤其是當氣候較干燥時，應用效果更好。這種冷凝器一般可裝在廠房的屋頂上，因而可以節省建筑面積。應該說明的是，水在冷凝器管外汽化時，將其中的礦物質完全留在管子的外表面上，水垢層增長較快，因此蒸發式冷凝器應使用軟水或經過軟化處理的水。在結構上，在蒸發式冷凝器的擋水板上部增加一或兩排肋管，使高壓氣態制冷劑首先在此部分冷卻至接近飽和溫度，再進入盤管冷凝成液態。這樣，一方面可充分利用空氣帶走的霧狀水滴進行冷卻，同時還可以減輕盤管上的結垢現象。總之，蒸發式冷凝器的主要缺點是管外易結水垢，易腐蝕，且維修困難。
淋激式冷凝器的工作原理與蒸發式冷凝器相同，只是冷卻水在管外汽化，產生的水蒸氣被自由運動的空氣帶走，傳熱效果較差。由于金屬耗量大，占地面積大，所以淋激式冷凝器目前已很少使用和生產。
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