沉浸式蒸發器又稱為水箱式蒸發器，其特點是蒸發器的管組沉授在水或鹽水中，制冷劑在管內吸熱汽化，水或鹽水在攪拌器作用下，在水箱內流動，以增強換熱。根據水箱中蒸發器管組的形式不同，沉浸式蒸發器又分為直立管式、螺旋管式及蛇管式等幾種。

直立管式蒸發器主要用于氨制冷裝置，其結構如圖3-39所示。它全部用無縫鋼管焊制而成，蒸發器管以組為單位，根據不同容量的要求，可由若干管組組成。蒸發器的管組安裝在矩形金屬箱中。在管組的上端，上集管接氣液分離器，下集管接集油器，氨液從中間的進液管進入蒸發器。供液管由上一直伸到下集管，這樣使氨液進入下集管后，均勻地進入各立管中去。制冷劑在立管中吸收載冷劑的熱量，汽化成制冷劑蒸氣，制冷劑蒸氣進入上集管，經氣液分離后，通過集氣管被壓縮機吸走。集油器上端由一根管子與集氣管相通，以便將聊城冷凍機油中的制冷劑抽走，積存的冷凍機油定期從放油管放出。為了提高直立管式蒸發器的換熱效果，在水箱內裝有攪拌器。攪拌器有立式和臥式兩種。載冷劑在箱內的流動速度一般為0. 5~0.75m/s。在冷卻淡水時，其傳熱系數K一般為523~698W/(m2·℃);在冷卻鹽水時，K一般為465~582W/(m2·℃)。

直立管式蒸發器的優點是傳熱性能好，由于充水量大，凍結的危險小。缺點是體積龐大，金屬消耗量大，由于水或鹽水直接暴露在空氣中，所以對金屬的腐蝕比較嚴重。