在蒸发式冷凝器中，制冷剂蒸气在管内冷凝，冷凝时放出的热量同时被水和空气带走。图为蒸发式冷凝器的示意图。它的传热部分是一个由光管或肋片管组成的蛇形管组，管组装在一个由型钢或钢板焊制成的立式箱体内。箱体的底部作为贮水的水盘。制冷剂蒸汽由蒸汽分配管进入每根蛇形管，冷凝后由下部集液管流入贮液器中。
水盘内保持一定的水位，冷却水被循环水泵压送到冷凝管的上方，经喷头喷淋到蛇形盘管的外表面，一部分冷却水吸收管内制冷剂蒸汽的热量而蒸发，未蒸发的喷淋水仍流进水盘内。蒸发式冷凝器装设有风机，使箱体内的空气自下而上地流经蛇形管组，并由上方排出。空气的作用主要是将箱内的水蒸气带走，加速喷淋水的蒸发。为防止未蒸发的水滴被空气带走，在箱体上部还装有挡水板，以减少水量的吹散损失。
风机可设在盘管的上部，吸入来自管组下部的空气，此为吸入式蒸发冷凝器；风机也可设在盘管下部的侧面，空气在风机的压送下，从盘管外部流过，此为鼓风式，又称压送式。两者各有优缺点。吸入式由于空气均匀地流过冷凝盘管，箱体内保持负压，因而水的蒸发温度较低，传热效果好。但风机在高温和潮湿条件下运转，容易发生故障。鼓风式的情况正好相反，风机电动机工作条件好，但空气流过冷凝盘管不太均匀。我国目前生产的多为鼓风式蒸发冷凝器。
蒸发式冷凝器基本上是利用水的汽化潜热，带走气体制冷剂冷凝过程放出的冷凝热量，所以冷却水的用量要比水冷式冷凝器少得多。因为水的汽化潜热约为2450kJ/kg，而冷却水在水冷式冷凝器中温升只有6～8℃，即每kg水只能带走25～35kJ的热量，所以理论上蒸发式冷凝器消耗的水量只是水冷式的1/70～1/100。由于挡水板的效率不能达到100％，以及空气中的灰尘对水的污染，经常需要更新部分循环水等原因，实际上补充的水量约为水冷式的1/25～1/50。
蒸发式冷凝器特别适用于缺水的地区，尤其是当气候较干燥时，应用效果更好。这种冷凝器一般可装在厂房的屋顶上，因而可以节省建筑面积。应该说明的是，水在冷凝器管外汽化时，将其中的矿物质完全留在管子的外表面上，水垢层增长较快，因此蒸发式冷凝器应使用软水或经过软化处理的水。在结构上，在蒸发式冷凝器的挡水板上部增加一或两排肋管，使高压气态制冷剂首先在此部分冷却至接近饱和温度，再进入盘管冷凝成液态。这样，一方面可充分利用空气带走的雾状水滴进行冷却，同时还可以减轻盘管上的结垢现象。总之，蒸发式冷凝器的主要缺点是管外易结水垢，易腐蚀，且维修困难。
淋激式冷凝器的工作原理与蒸发式冷凝器相同，只是冷却水在管外汽化，产生的水蒸气被自由运动的空气带走，传热效果较差。由于金属耗量大，占地面积大，所以淋激式冷凝器目前已很少使用和生产。
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