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本发明公开了一种气液混合冷却装置及冷却方法，冷却装置包括气液冷却机构、喷洒机构以及控制系统；气液冷却机构包括水泵、气泵以及冷却盒；喷洒机构通过气体管道和液体管道与冷却盒连接，喷洒机构包括喷洒头、设置在喷洒头上的传感器组件以及喷头夹持组件；喷头夹持组件包括夹持圈、磁吸盖以及设置在夹持圈和磁吸盖之间起到连接作用的支撑杆；喷洒头上设有红外测温传感器，用于实时获取待降温区的温度；喷洒头内部的中间位置设有用于喷出冷却气体的的气体喷口，气体通道的四周设有用于喷出液体的液体喷口。本发明能够解决液体冷气不经济不环保、单独气体冷气效果差的问题，具有良好降温效果、液体用量少、冷气利用率高，结构简单、使用方便。