建筑运行所消耗的能源占全球能源消费总量的30%,其所排放的CO2占全球CO2排放总量的28%。为减少建筑碳排放、实现绿色发展,我国提出一系列应对措施,其中建立高效制冷机房,提升制冷系统能效,是实现我国“2030年碳排放达峰,2060年碳排放中和”目标的重要手段。在制冷机房的实际运行中,由于系统设计不合理、控制策略不完善等因素导致制冷机房能耗一直居高不下。本文以建立高效制冷机房为目标,对高效制冷设备、节能技术的应用以及运行控制策略进行研究,以青岛市某公共建筑的制冷机房实例为研究基础,制定制冷系统设计方案及运行控制方案。采集研究对象的历史运行数据,分析制冷机房运行能效低、能耗高的原因,并提出建立高效机房的设计思路。基于De ST软件搭建建筑冷负荷模拟模型,根据模拟结果进行高效设备的选型,包括高效螺杆式冷水机组、变频水泵、小冷幅冷却水塔。基于Revit建立系统三维模型并分析不同布置方式时系统的阻力情况,对管路系统进行优化。利用TRNSYS建立制冷机房仿真模拟平台,以实际的冷负荷作为输入,对比设备优化前后制冷机房能耗。并以同类型制冷机房的实际能耗量为基准检验仿真平台的准确性。模拟可得,采用高效设备并结合一定的控制策略优化后的制冷机房,与原有运行相比可减少129tce的能耗,制冷能效EER可提升至4.68。通过对控制策略的优化可使制冷能效EER进一步提高。将负荷预测与粒子群算法结合制定制冷机房的运行策略。选用BP神经网络作为建筑的冷负荷预测方法并建立模型,以建筑历史运行数据及气象参数作为输入,模型具有良好的拟合性和预测精度,平均相对误差为5.9%。制冷机房各设备的运行参数互相耦合,仅对单一变量进行优化无法使系统运行在最佳状态。本文基于粒子群算法,建立TRNOPT寻优平台,对制冷机房各设备运行参数进行寻优。在建筑冷负荷一定时,以制冷机房能耗最低为目标,在保证建筑室内温度满足用户舒适性的前提下,通过定义自变量、设定约束条件、确定目标函数,对制冷机组蒸发器出水设定温度、冷冻水泵频率、冷却水泵频率、冷却水塔风机频率四个耦合变量进行寻优,得到不同负荷率下设备最佳运行设定参数表。设计负荷预测-参数寻优的控制策略并通过TRNSYS与MATLAB联合进行能耗模拟。模拟可得,将优化的控制策略应用于目标制冷机房的运行与传统控制策略下制冷机房运行相比可节省24.9%的能源消耗,制冷机房EER可提升至5.5,达到高效制冷机房标准。设计上位机层-现场控制层-被控设备层三层制冷机房群控系统将所提出控制策略应用于实际。本文从制冷系统设计、运行控制优化两方面研究了如何建立高效制冷机房,并提出系统性的高效制冷机房建立方法。得到的研究成果可为同类制冷机房设计提供一定的参考。