蒸發器的作用是將經過節流裝置減低了壓力的制冷劑,在蒸發器重吸收壓縮空看那個起的熱量蒸發為制冷劑氣體,再進入壓縮機中進行循環,壓縮空氣在蒸發器中被強制冷卻,其中大部分水蒸氣冷卻而凝結成液態水通過排水閥排出,從而實現壓縮空氣脫水干燥的目的。在蒸發器中進行的是空氣與低壓冷媒介質之間的對流熱量交換。
來自冷干機預冷器的壓縮空氣(已經被預先脫了一部分水,但含水量還是相當大)進入蒸發器后在殼程中運動,曲折前進過程中與蒸發器管程內的低溫冷媒蒸汽進行對流熱交換。管內冷媒液體吸熱沸騰(通稱蒸發)成冷媒蒸汽是相變過程,在冷媒液體完全相變成氣體之前,蒸發壓力保持不變。蒸發溫度也保持不變,壓縮空氣在熱交換過程中溫度會越來越接近冷媒液體的蒸發溫度。但由于受到冷干機結構限制,蒸發器換熱面積不肯能無限增大,壓縮空氣與冷媒蒸汽之間的傳熱溫差總是存在的。因此壓縮空氣所能達到的冷卻溫度,在任何時候也不肯能等于紅低于蒸發溫度。
蒸發器是冷干機里溫度最低的地方。且蒸發溫度與蒸發壓力相對應,蒸發壓力低,蒸發溫度也低。壓縮空氣在蒸發器里與管內冷媒的蒸發溫度進行對流熱交換,由于管內低壓冷媒液體在蒸發過程中作等溫吸熱,因此管外壓縮空氣在流動過程中溫度是逐步降低的,空氣最終冷卻到溫度取決于多種因素,例如:冷媒液體的蒸發溫度、蒸發器換熱面積、壓縮空氣流線形態(平流還是紊流)、空氣流速等。這些都是在設計中一一確定。在蒸發溫度一定條件下,蒸發器的換熱面積在壓縮空氣最終溫度的影響最大。換熱面積大,空氣最終溫度與蒸發溫度的溫差就小。從理論可以無限接近管內冷媒液體的蒸發溫度,但實際上是不可能做到的。在冷干機現實條件下,壓縮空氣的座鐘冷卻溫度(即理論(壓力露點)比蒸發溫度高3~5℃是經常有的。