模块式风冷热泵系统操作简便、运行安全、安装维护方便,广泛应用于各种公共场所和不同行业领域。传统的模块式风冷热泵系统采用定水温和定水流量控制,压缩机按照固定的水温设定点控制加、卸载,水泵则一直运行在工频,而且室内侧风机盘管和室外侧主机之间没有数据交换。当室外环境温度或室内侧负荷发生变化时,系统不能自适应调整冷冻水的温度和流量,导致空调系统的能耗高、效率低。本文根据模块式风冷热泵系统的特点,设计了一次泵变水流量系统,并采用压差控制实现水泵的变频调速。同时设计了室内侧风机盘管和室外侧主机之间通讯联网的控制构架,提出根据室外环境温度和室内侧实际负荷需求实现变水温设定点的节能控制策略。针对该模块式风冷热泵控制系统设计,本文详细描述了室外机控制器基于ARM Cortex M3处理器的硬件和基于μC/OS-II操作系统的软件设计,以及室内机温控器基于Microchip PIC16处理器的硬件和软件设计。室外机和室内机之间通过基于Modbus协议的RS485总线实现联网通讯。针对变水温控制的非线性和滞后性,提出了基于BP神经网络的PID算法,同时辅以迟滞控制和序列控制通过压缩机的加卸载实现水温满足设定点需求。针对水泵的变频调速控制,使用专家推理器智能切换前馈控制和PI控制,实现一次泵的变水流量调节。最后在实际模块式风冷热泵系统上测试验证,并得到了良好的控制效果。