当前现代化的建筑，特别是公共建筑中，中央空调系统的能耗一直占据着建筑能耗相当大的比重，如何降低中央空调系统的运行能耗一直是当前研究的热点之一。本文通过如何对当前常用的水冷式中央空调系统进行优化控制的研究中，提出了以回归方法为基础的冷负荷预测方法，并且建立了一种改进的冷负荷预测模型。文章中选用DeST软件对一栋大楼进行了能耗模拟，得到了大楼各个房间的逐时负荷数据，通过对某个房间的数据进行模拟验证，发现该预测方法具有理想的稳定性和准确性，得到了比较理想的效果。以负荷预测为基础，提出了以回归方法、最小二乘法为基础的中央空调系统的设备能耗模型，且对每个模型进行了实例分析，证实各个模型都很够很好的反应自身的能耗变化。然后以系统总能耗最小为目标建立了优化控制模型，将计算机仿真技术用到本课题的研究中，利用MATLAB最优工具箱进行优化计算，得到优化控制的参数值，为中央空调优化节能控制运行提供了依据。文章最后结合自动控制系统，介绍了一种当前中央空调系统现场控制领域中比较流行的模糊PID控制，并且以冷却塔为例给出了比较完整的控制方法，该控制方法具有良好的适应性和鲁棒性，以此可以指导空调系统的控制设计。