当前我国建筑能耗已经超过全国总能耗的四分之一,其中空调系统能耗在建筑能耗中占有很大比重,而大部分中央空调在实际运行中绝大多数时间处于部分负荷状态,此时热效率远低于额定容量下的运行效率,导致大量能耗浪费,因此节能降耗成为中央空调系统设计与运行的重要研究课题。在中央空调系统中,水系统能耗占到总能耗的绝大部分,降低水系统的能耗是减少总系统能耗的重要途径。本文基于全局思想,研究中央空调水系统的节能优化问题,旨在提高其运行效率,达到节能降耗的目的。本文主要研究成果如下：(1)建立了中央空调水系统的能耗模型。本文根据中央空调系统设备的不同特性总结出各设备的能耗模型,利用设备的约束条件,对系统优化的目标函数进行简化处理,进而建立了中央空调水系统能耗模型,为下一步模型的参数辨识奠定了基础。(2)确定了中央空调水系统优化模型。在中央空调水系统能耗模型基础上,利用递推最小二乘法对各个设备能耗模型的参数进行辨识,确定中央空调水系统能耗模型；再利用实验平台的实验数据对模型的有效性进行验证,结果表明模型计算值与系统实测值吻合度很好,模型具有较高的精度。(3)基于本文建立的中央空调水系统优化模型,提出了一种混合遗传模拟退火算法对其进行优化计算,在满足冷负荷的前提下显著降低了水系统的能耗。改进的算法以遗传算法为主,融入模拟退火算法,具有较好的局部搜索及全域搜索能力。采用混合遗传模拟退火算法对水系统进行优化,优化结果与现有的遗传算法相比,收敛速度有了明显提高,同时水系统节能效果更加显著。