水源热泵水空调系统节能运行控制问题的探讨

　　(1)水源热泵水空调系统的热力、流动、传热过程机理分析从系统控制动力学的观点出发，对大型热泵系统内发生的物理过程及其相互的作用进行深入的分析。划分的系统的控制量、状态量、输出量，系统的边界。
(2)动态数学模型的建立
基于热力、流动、传热规律，同时考虑建模非确定性和干扰对系统模型的影响，对每个子系统按照“状态空间法”，建立动态数学模型。构造子系统模型之间的联结关系式，组成能描述水源热泵水空调系统完整动态行为的非确定非线性动态数学模型。水源热泵水空调系统的动态数学模型为偏微分方程组，必须采用合适的方法空间离散化方法，如有限差分法或有限元法，转化成面向控制的常微分方程组。还必须采用数值仿真和试验相结合的方法完成模型校核。
(3)水源热泵系统的最优控制策略求解
由于水源热泵的数学模型是非线性的，而线性系统的优化控制理论已非常完善，并在工程实践中得到了广泛的应用。而非线性优化控制问题的求解涉及到太多的数学知识，难于理解。在处理非线性问题时，一般是把非线性数学模型在系统状态空间的平衡点的邻域内进行局部线性记，再用线性最优控制理论求解。但局部线性化会有一个难以克服的缺点：当系统的状态偏离平衡点太远时，或当我们要揭示系统的全局动态行为时，这种方法就完全失效。Woham提出了应用“微分几何理论”(DifferentialGeometry)解决数学模型的非线性问题，他的最大贡献在于应用微分几何理论实现了非线性动态数学模型的“全局线性化”。Hunt于1983年、Kravaris于1990年也探讨了微分几何理论解非线性方程的问题。微分几何理论是一种对微分动态方程组实现空间变换的理论，要寻找非线性空间的状态变量到另一个线性空间的状态变量的坐标变化关系式，实现同坯映射，原来系统的属性在变换前后保持不变，所以是一种精确的全局线性化。
得到水源热泵水空调系统的全局线性化数学模型后，下一步就是按照我们的控制目标，如COP实时最优构造节能运行控制问题，采用最优控制理论求解节能最优控制策略的解析式。最后设计实际硬件设备并编程实现最优控制率，用于验证节能控制效果或现场机组的节能运行控制。
水源热泵系统节能运行控制问题会逐渐成为热泵研究领域的一个热点，如热泵的其他研究领域一样，其研究内容也是颇为丰富，文中提出的求解水源热泵系统节能运行控制问题的思路还有待在以后的研究中进一步完善。