直立管式蒸发器用于氨制冷系统，其结构如图5-12所示。蒸发管组装在一个长方形的水箱内，水箱由钢板焊接而成，其中装有两排或多排蒸发管组，没排蒸发管组由上集管、下集管和许多焊在两集管之间的末端微弯的立管所组成。上集管的一端焊有气液分离器，分离器下面有一根立管与下集管相通，使分离出来的液滴流回下集管。下集管的一端与集油器相连，集油器的上端接有均压管与吸气管相通。
每组蒸发管组的中部有一根穿过上集管通向下集管的竖管，如图中剖面，这样，保证液体直接进入下集管，并能均匀的分配到各根立管。立管内充满液态制冷剂，其液面几乎达到上集管。制冷剂液体在管内吸收冷冻水的热量后不断气化，气化后的制冷剂通过上集管经气液分离器分离后，液体返回下集管，蒸气从上部引出被压缩机吸走。
冷冻水从上部进入水箱，被冷却后由下部流出。水箱中装有搅拌器和纵向隔板，使水箱中的冷冻水按一定的方向和速度循环流动，通常水流速度为0.5 ~ 0.7m/s。水箱上部装有溢流口，当冷冻水(或盐水) 过多时可从滋流口排出。底部又装有泄水口，以备检查清洗时将水放空。直立管式蒸发器传热效果良好，当用于冷却淡水时，其传热系数约为500 ~ 550W/(㎡ ·℃);冷却盐水时，传热系数约为400 ~ 450W/ (㎡·℃) ，用于氨制冷系统中。为减少冷量损失，水箱底部和四周外表面应做隔热层。
这种蒸发器属于敞开式设备，其优点便于观察、运行和检修，载冷剂冻结危险小，有一定蓄冷能力，缺点是体积大，占地面积大，用盐水作载冷剂时，与大气接触容易吸收空气中水分降低了盐水浓度，需经常加入固体盐，同时会使腐蚀加快，易积油。
