液氨蒸发器是一个换热设备。它是利用液氨的汽化需要吸收大量热量，以此来冷却流经管内的被冷物料。在生产上，往往要求被冷却物料的出口温度稳定，这样就构成了以被冷物料出口温度为被控变量，以液氨流量为操纵变量的控制方案，见图19—1(a)。这一控制方案用的是改变传热面积来调节传热量的方法。因液位高度会影响换热器的浸润传热面积，因此，液位高度即间接反映了传热面积的变化情况。由此可见，液氨蒸发器实质上是一个单输入(液氨流量)两输出(温度和液位)系统。液氨流量既会影响温度，也会影响液位，温度和液位有一种粗略的对应性。通过工艺的合适设计，在正常工况下当温度得到控制后，液位也应该在一定允许区间内。
超限现象总是因为出现了非正常工况的缘故。在这里，不妨假设有杂质油漏入被冷物料管线，使传热系数猛降，为了取走同样的热量，就要大大增加传热面积。但当液位淹没了换热器的所有列管时，传热面积的增加已达到极限，如果继续增加氨蒸发器内的液氨量，并不会提高传热量。但是液位的继续升高，却可能带来生产事故。这是因为汽化的氨是要回收重复使用的，氨气将进入压缩机人口，若氨气带液，液滴会损坏压缩机叶片，因而液氨蒸发器上部必须留有足够的汽化空间，以保证良好的汽化条件。为了保持足够的汽化空间，就要限制氨液位不得高于某一最高限值。为此，需在原有温度控制基础上，增加一个防液位超限的控制系统。
这两个控制系统工作的逻辑规律如下：在正常工况下，由温度控制器操纵阀门进行温度控制；而当出现非正常工况，引起氨的液位达到最高限时，被冷却物料的出口温度即使仍偏高，但此时温度的偏离暂成为次要因素，而保护氨压缩机不致损坏已上升为主要矛盾，于是液位控制器应取代温度控制器工作(即操纵阀门)。
