空调系统的节能研究在减小建筑能耗,节约资源方面意义重大。恒温恒湿空调系统是一种工艺性空调,它主要将空气温度、湿度、洁净度及气流速度等控制在一定范围,以满足工业生产、科学研究与文物保存等场所的需要。传统的恒温恒湿空调系统中表冷器采用固定冷冻水流量、固定露点温度的方法,造成空气处理过程中存在非常大的热湿补偿损失,导致了能量的大量浪费。针对这一问题,本文对传统系统进行了优化：在表冷器上使用热湿独立控制装置,利用PID信号分程方法进行控制。主要做了以下三方面内容：1、首先对优化设计方法进行了介绍,而后利用搭建的实际系统进行实验,验证了该设计方法的可行；2、建立了实际系统的TRNSYS模型,在对模型验证的基础上,对系统在不同工况下机组的运行特性做了详细分析,加深了对热湿独立控制装置调节特性的认识。在空气需要降温、除湿处理时,热湿独立控制装置与PID分程控制相结合能够保证表冷器直接控制空气温湿度中的一个,而另一个由加热器或加湿器控制；在低温低湿工况下,空气温湿度直接由加热器、加湿器控制。相较于传统恒温恒湿空调系统,该系统最多只需要表冷器、加热器、加湿器中的两个部件工作,即可实现对温湿度的精确控制,减小或消除了空气处理过程中的热湿补偿损失。3、通过调用杭州典型气象年数据,对设计的独立控制空调系统做了全年运行模拟,对该系统相较传统系统的节能情况做了具体分析。结果表明,独立控制系统在全年范围内能提供稳定的温湿度环境；在模拟条件下,独立控制系统可实现全年节能42.5%。最后进一步研究了降低被调空间温度设定值带来的节能空间,设定温度由22.0℃降低到21.0℃时,独立控制系统全年能耗降低3.6%。