殼管式換熱器用作蒸發器時可分為滿液式蒸發器和干式蒸發器兩種。圖2-58和圖2-59分別為臥式滿液式蒸發器和干式蒸發器的結構。

對于滿液式蒸發器，制冷劑沿殼程流動，載冷劑沿管程流動。制冷劑液體節流后進入蒸發器的殼程吸收載冷劑熱量。吸熱汽化后的制冷劑蒸汽上升至回氣包中進行氣液分離，干飽和蒸汽通過回氣管進入制冷壓縮機，飽和液體流回蒸發器筒體內繼續吸熱汽化。其特征是蒸發器內充滿了制冷劑液體，吸熱蒸發后的制冷劑氣體不斷從液體中分離出來。由于制冷劑與傳熱管充分接觸，具有較大的換熱系數。不足之處在于制冷劑充注量大，且有回油問題。

干式蒸發器的結構與滿液式殼管蒸發器相似，區別在于載冷劑沿殼程流動，制冷劑液體沿管程流動。制冷劑的充灌量少，通常在蒸發器出口處制冷劑全部蒸發為飽和或過熱狀態，故稱為“干式”。主要用于含氟烴類制冷劑制冷系統。工程中常用的有直管式和U形管式兩種。U形管式干式蒸發器的管束由多根彎曲半徑不等的U形管組成，這些U形管的開口端脹接在同一塊管板上，其他結構與直管式相似。制冷劑液體節流后由端蓋下部進入，經過兩個流程吸熱汽化后從端蓋上方出口引出。其優點是不會因不同材料的膨脹率的差異而產生內應力，而且U形管束可以比較方便地抽出來清洗。