本发明涉及一种高效楼宇冷冻机房，冷冻机房由除湿单元、降温单元及控制单元组成。控制单元基于内置的低温(高温)冷却塔逼近度计算模型与低温(高温)换热器热量守恒计算模型实时计算低温(高温)换热器热侧出口温度，控制单元根据低温(高温)换热器热侧出口温度的大小对除湿(降温)单元进行控制，获取机械制冷模式、混合制冷模式及自然冷却模式。本冷冻机房通过采用温湿度独立控制实现自然冷源利用时长及自然冷源利用率的大幅度提高，解决了常规冷冻机房无法深层次利用自然冷源的问题，实现冷冻机房的高效运行。