在供暖需求呈现多样化的趋势下,室温控制是实现供热节能的方式之一。目前我国没有大范围实现按需供热,围护结构保温与热计量装置的应用虽然促进了供暖能耗的降低,但与发达国家的供暖能耗相比仍然偏高。室内温度的控制具有滞后性,传统的控制方法不能满足高精度、高舒适性的要求,采用模型预测控制对供暖室温进行调控,不仅可以根据当前状态预测未来温度,提高室内的热舒适性,而且可以降低供暖能耗。首先,本文通过实验对IDA-ICE模拟动态热负荷的准确性进行验证,对大连市一个实验房间供暖期间定工况、变工况下的室温、外墙内表面温度、散热器功率进行实测并在IDA-ICE软件中同步模拟,结果表明,实测和模拟的室内温度、南外墙内表面温度的平均偏差都在-5%以内,均方根误差变异系数都在10%以内,从而验证了IDA-ICE能耗模拟软件的准确性以及模型的可靠性。其次,依据能量守恒建立实验房间RC热动态模型,并将其转化为离散化状态空间模型在Simulink中进行仿真;建立变频水泵功率模型,在Simulink中搭建MPC仿真平台对实验房间室温进行控制,得出控制过程中室温、流量、散热量及变频水泵功率的变化情况。结果表明,模型预测控制下室温可以沿设定的轨迹进行变化,并且上下波动区间不超过1℃。在此基础上,在Simulink中搭建室温PID控制仿真模型,与MPC控制结果进行比较。通过计算,PID、MPC控制下室温与设定值的误差指标分别为0.03107、0.01618,变频水泵能耗分别为4.87k Wh、4.2k Wh,MPC控制下的室温热舒适性较好,流量波动较小,并且变频水泵能耗减小了约13.8%。最后,以大连市一栋住宅建筑为研究对象,通过IDA-ICE模拟得出室温变化规律,依据建筑对称性对房间模型个数进行简化,并将MPC策略应用于该建筑,仿真结果表明在室温设定值恒定且受到室外扰动变量作用时,对于同一用户的不同房间,北向卧室、南向靠山墙卧室的响应时间较长;对于同一层不同用户相同类型的房间,侧边用户房间的响应时间较长;对于不同楼层同一类型房间,顶层用户房间响应较长。通过变频水泵调节入户流量减少节流损失及热量浪费,相比于不采用模型预测控制,供暖能耗降低了24.9%,在实际室温控制中应用前景较好。