本发明涉及制冷技术领域,公开了一种空调制冷系统及工作方法。空调制冷系统包括机械压缩冷凝机构、热管机构、蒸发冷却机构、制冷剂出液口、回气口、壳体、风机、制冷剂进液口和出气口,回气口通过管道依次与机械压缩冷凝机构中的压缩机、机械制冷冷凝器、节流子机构和制冷剂出液口连接;回气口通过管道依次与热管冷凝器、制冷剂出液口连接;蒸发冷却机构用于冷却机械制冷冷凝器和热管冷凝器。本发明空调制冷系统的工作方法,通过风机利用室外风冷冷源和蒸发冷却机构的降温作用对热管回路和机械压缩回路进行制冷,根据需要自由组合或单独使用,降低系统能耗,延长设备利用自然冷源的时间,增强制冷效果,满足不同空调末端的制冷需要。