一种两级蒸发冷却装置具有中心室，该中心室由分隔器分隔成上室和下室；包围中心室的一个或多个热交换单元；布置在上室上方的上风扇和布置在下室下方的下风扇；以及水回路；其中，每个热交换单元包括蒸发冷却元件和空气对水预冷却器，该预冷却器放置在冷却元件的下部之前，并且水回路布置成灌注冷却元件并在冷却元件下方收集灌注水，用于输送到预冷却器，由此预冷却的空气可被下风扇向内吸入通过预冷却器和冷却元件的下部，且环境空气可被上风扇向内吸入通过冷却元件的上部。