复合式蒸发冷却系统是将蒸发冷却装置与压缩制冷空调系统有机的结合起来的复合系统，是为了更好地达到舒适性空调以及节能环保的目的。复合式蒸发冷却系统具有更强的地区适用性，它的形式也有很多种，直接蒸发冷却系统冷却机械压缩制冷系统中风冷冷凝器的气流，间接蒸发冷却系统预冷机械式制冷空调中的新风，以及多级蒸发冷却系统与机械式制冷空调的复合系统都是复合式蒸发冷却系统的形式之一。
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工业上已经生产出与冷水机组配套使用的蒸发冷凝器，通过蒸发冷却使进入冷凝器内的空气湿球温度降低，较低温度的空气再通过冷凝盘管与制冷工质换热，使其冷凝，这样就降低工质冷凝温度，提高系统制冷性能，减少能耗。实验证明这种冷凝器的能耗约是水冷冷凝器的1/3到1/4，耗水量只为水冷冷凝器的1/10，并且结构紧凑，维护费用低，具有很好的市场前景。
选用何种形式的复合式蒸发冷却系统，应该根据当地的气候条件、建筑物的负荷特性、人体的舒适性要求以及系统具体的运行状况来决定。例如选用间接蒸发冷却系统作为空调器的新风预冷装置，不一定能达到节能效果，主要是因为间接蒸发冷却装置本身的风机和水泵也要耗能，当室外空气干湿球温差不够大，或新风比没有到达一定值时，新风预冷量可能小于间接蒸发冷却装置本身的耗能量，这样系统总的耗能量反而会增加。
由于气候条件和建筑物热工环境不同，每个地方的临界新风比是不一样的，因此采用复合式蒸发冷却系统预冷新风之前，首先要对周围的环境情况和系统的耗能情况进行可行性分析。
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