近年来,随着全球变暖等环境问题不断加剧,绿色、环保设备的应用以及高效的控制方法受到社会的广泛关注。作为一种典型的暖通空调设备,地源热泵由于其潜在的高能效比(COP,Coefficientofperformance),得到越来越广泛的应用。相比于传统暖通空调主机的COP约为2,地源热泵系统的潜在的能效比可高达4～5,从而显著的降低建筑的暖通过程能耗,减少温室气体排放。为了提高地源热泵的运行效率,本文采用了模型预测控制方法,通过合理的控制通风侧送风参数来协调室内环境与地源热泵的能耗变化,实现高能效运行。在对当前地源热泵的主流控制方法进行详细研究的基础上,本论文首先分析了地源热泵常用的控制方法以及优缺点。其中,本文发现,由于室内温度变化大时滞、非线性、干扰多等控制难点,模型预测控制优秀的控制效果可以良好的处理这些控制的棘手问题,保证优化的控制效果。为了利用模型预测控制实现地源热泵的高效运行,本文在模型方面对预测模型、能耗模型以及优化函数结构三方面进行了研究改进。预测模型是模型预测控制滚动预测实现的基础,预测模型的目标量直接关乎室内人员的舒适度。能耗模型则是地源热泵高效运行的前提,只有在能耗模型可以准确的反映不同条件下地源热泵的状态变化时,优化环节才能准确的权衡利弊,实现节能与舒适的平衡。优化函数结构则反映出控制人员对室内舒适与地源热泵运行情况的调控。对于能耗模型与预测模型,本文通过地源热泵通风侧实验获取的不同送风参数下地源热泵的运行状态量的变化情况并基于近似稳态下的实验结果建立了地源热泵在不同工况下实际能耗的数值模型。其次,本文利用了热舒适指标PMV(Predictedmean vote)作为预测模型的目标量,同时利用多元线性回归解决非线性计算问题,满足模型预测控制的模型要求。而在优化函数结构中则引入了代表实际能耗变化的非线性能耗模型与热舒适目标量的权重和形式,作为对实际运行过程的反馈。研究结果表明通过利用模型预测控制和设计更加准确的能耗模型、热舒适模型以及优化函数增强了模型预测控制预测对能耗与室内热舒适的控制能力,从而实现高热舒适与节能并存的协同优化控制方案。