一般地，空调系统是按照最大负荷设计的，而空调系统多数时间都处于部分负荷状态下运行，如果能根据负荷找出空调系统的最佳工作点，并通过控制系统实现空调系统的最优运行，将会大幅度降低空调系统的能耗。 本文针对水冷蒸气压缩式空调系统和空气源热泵空调系统进行研究，采用机理分析法针对一次泵系统建立了空调系统总能耗的目标函数；并针对风机盘管和表冷器两种不同的末端设备分别建立了空调系统约束条件的优化模型。为了检验所建模型的精确度，本文在西安市玉祥门大酒店测量了该酒店空调系统的一组参数运行值。该组参数运行值与模型计算值的对比结果表明，本文所建立的优化模型精确度较高。 接着，采用直接求导法对空调系统总能耗的目标函数进行灵敏度分析，得出目标函数随几个独立变量的变化趋势和改变程度。 最后借助MATLAB语言中的优化程序包，对一实际水冷蒸气压缩式空调系统和空气源热泵空调系统负荷率不同的5种工况分别进行优化计算，优化后空调系统的能耗比额定能耗明显降低；在优化结果的分析中，分析了各种客观因素对空调系统能耗和最优参数运行值的影响，并根据优化结果针对实际空调系统多数时间处于部分负荷状态的情况提出了节省系统能耗的措施。