空气冷却器物料原液从换热器上管箱加入，经过布液器把物料分配到每根换热管内，并且沿着换热管内壁形成均匀的液体膜，管内液体膜在向下流的过程中被壳程的加热蒸汽加热，边向下流动边沸腾并进行蒸发。到换热管底端物料变成浓缩液和二次蒸汽。浓缩液落入下管箱，二次蒸汽进入气液分离器。在气液分离器中二次蒸汽夹带的液体飞沫被去除，纯净的二次蒸发从分离器中输送到压缩机。压缩机把二次蒸汽压缩后作为加热蒸汽输送到换热器壳程用于蒸发器热源。实现连续蒸发过程。
空气冷却器升膜蒸发器需要精心的设计与操作，即加热管内的二次蒸汽应该具有较高速度，并且获较高的传热系数，使料液一次性通过加热管即达到预定的浓缩要求。通常常压下，管上端出口处速度以保持20～50m/s为宜，减压操作时，速度可能达到100～160m/s。升膜蒸发器适宜处理蒸发量较大、热敏性、粘度不大及易起沫的溶液，但不适于高粘度、有晶体析出和易结垢的溶液。和降膜蒸发器比装机功率比较小。
空气冷却器MVR蒸发器是一种单体蒸发器，主要设备包括加热器、蒸发器、蒸汽压缩机、预热器等。需要浓缩的物料经过预热器预热后进入加热器与加热蒸汽进行热交换，被加热到所需温度时，进入蒸发器进行汽液分离。分离出的二次蒸汽经过蒸汽压缩机的升温升压后作为加热器的热源与原料液进行热交换，冷凝水进入冷凝液罐。分离出的液体若达到浓缩要求进入下一道工序，如未达到浓缩要求，通过循环泵回到加热器继续进行浓缩。