L’evaporatore è il componente del sistema frigorifero in cui avviene l’evaporazione del refrigerante permettendo il raffreddamento di una corrente di fluido oppure di un prodotto.
La maggior parte degli evaporatori è utilizzata per raffreddare l’aria oppure liquidi vari quali l’acqua, salamoia o anticongelanti, con l’eccezione del raffreddamento diretto di un prodotto che avviene in un congelatore di tipo a piastre.
Le due categorie di evaporatori utilizzati nella pratica frigorifera industriale sono le batterie alettate e i refrigeratori di liquido. Nei supermercati, la totalità degli evaporatori istallati all’interno dei banchi refrigerati è del tipo a batteria alettata.  Nella refrigerazione industriale, invece, si sta diffondendo l’uso di evaporatori del tipo a piastre, derivati dallo scambiatore di calore a piastra egià impiegato da molti anni nell’industria alimentare. Il motivo è da ricercare essenzialmente nella sua compattezza e nel fatto che necessita di una carica di refrigerante molto inferiore rispetto alle altre tipologie di evaporatori.
Nell’evaporatore a batteria alettata il refrigerante scorre all’interno dei tubi e l’aria passa al loro esterno. Per ottenere un efficace scambio termico i tubi sono muniti esternamente da alette.
Le varie tecniche impiegate per alimentare gli evaporatori con il refrigerante forniscono una forma di classificazione degli stessi, dividendoli in tre gruppi: ad espansione diretta , allagato e a ricircolazione di liquido.
Nel primo gruppo il refrigerante liquido entra nella valvola di espansione e in uscita dall’evaporatore si ha solo vapore.
Uno dei tipi più comuni di valvola di espansione che facilita questo controllo è la valvola controllata dal surriscaldamento, chiamata anche termostatica. La valvola controlla il flusso di refrigerante in modo da avere vapore in uscita dall’evaporatore con un surriscaldamento che può variare da 4 a 7 °C. Questo sistema costituisce il metodo più utilizzato in quanto è quello che offre il costo minore.
Il secondo gruppo di evaporatori, quello allagato, si affida alla convenzione naturale per far circolare una maggior quantità di refrigerante nell’evaporatore rispetto a quella che viene evaporata. In tal modo tutte le superfici interne  dell’evaporatore vengono bagnate con refrigerante liquido. Il vapore formatosi viene separato  nel serbatoio di espansione e defluisce verso la linea di aspirazione.
Una valvola regolatrice di livello immette il refrigerante liquido che deve sostituire la quantità evaporata. La differenza di pressione statica nella colonna discendente è maggiore di quella della miscela di liquido-vapore presente nei tubi e, quindi, fa scorrere il flusso refrigerante nel circuito.
Si hanno diversi vantaggi dell’evaporatore allagato rispetto a quello ad espansione diretta: le superfici di scambio dell’evaporatore vengono usate più efficacemente poiché sono completamente bagnate; nella linea di aspirazione entra vapore saturo invece che surriscaldato, e di conseguenza la temperatura del gas di aspirazione è più bassa, con riduzione della temperatura di scarico del compressore.
Viceversa, rispetto all’evaporatore ad espansione diretta quello allagato ha un costo iniziale maggiore e necessita di una maggiore quantità di refrigerante.
L’ultimo gruppo dei tre, quello a ricorcolazione di liquido, ha come principio la ricircolazione forzata del liquido mediante l’utilizzo di una pompa meccanica.
Nell’evaporatore entra una portata di liquido maggiore di quella evaporata e, di conseguenza, ne esce una miscela liquido-vapore che raggiunge un serbatoio nel quale il vapore viene separato dal liquido. Il liquido, così separato, insieme con il liquido di rabbocco immesso attraverso la valvola regolatrice di livello, viene ripreso dalla pompa per la ricircolazione agli evaporatori.
Gli ultimi due gruppi di evaporatori ,allagati e a ricircolazione forzata, godono del vantaggio di un buon scambio di calore e del fatto che al compressore arriva solo vapore saturo. Tuttavia con il sistema a ricircolazione di liquido si hanno maggiori costi per la pompa il separatore di liquido, costi che invece non esistono con gli evaporatori allagati.