随着我国城镇化水平的持续提升,民用建筑能耗问题逐渐成为各界关注的热点问题,而热水系统能耗在民用建筑总能耗中占据较高的比例,缺乏合理的系统控制策略是导致热水系统能耗较大的一个重要原因。研究热水系统运行特性、负荷预测与控制策略、推广热水系统节能降耗技术对实现建筑节能、保护环境和改善民生具有重大意义。实际热水系统的控制策略调控方式较为粗放,系统制热量存在一定的设计余量,热泵和太阳能之间的配合也缺乏科学方法,使得太阳能利用率不高,系统整体效率低下。热水系统负荷时序分布特性会对系统用热和用水调控造成较大影响,气象参数在影响系统运行特性的同时,又会对负荷分布产生影响。因此针对负荷预测及气象参数随机分布特性的研究具有重要意义。本文以某高校热水系统的实际工程案例为背景,以太阳能热泵热水系统为研究对象,构建了热泵热水机组耦合太阳能集热器的热力模型,之后对定时供水系统采用KNN算法进行负荷预测,并对预测结果作误差分析,证明了方法的可行性;在充分考虑用户负荷及气象参数分布特性的基础上,提出基于马尔科夫链预测模型的热水系统动态控制策略,并对控制策略的适应性和系统影响因素进行分析;以节能期望和运行可靠性作为控制策略的评价指标,以策略-概率分布一一对应的形式为工程人员在热水系统运行过程提供参考,从而更为直观可靠,同时带来一定的节能效益。此外,探究了热水系统结构参数设计过程中关键参数的影响程度和优化设计方案,把新方案与原方案的系统运行情况进行对比,发现系统全年节能期望和运行可靠性均有所提升。