变频器的种种优势促进了变频器在包括供热通风与空气调节领域（Heating, Ventilation and Air Conditioning ，简称HVAC）在内的各种工业场景中广泛使用。

尽管在新系统或现有系统中配备变频器（VFD）需要增加资金投入，但变频器使生产成本降低、设备维修成本降低以及能源费用支出减少，因此通常这些投入在3年内即可回收。

变频器在供热通风与空气调节系统中，使用效果最佳的设备为风扇、泵、压缩机。

一、变频风扇与变频泵

风扇与泵的运行速度会随供电频率的变化而变化，因此他们是变频器的理想搭档，在接入变频器之后，我们称之为变频风扇与变频泵。根据风扇和泵的亲和定律（Affinity laws），风扇或泵的功率与电动机速度成正比。因此，降低电机的运行速度可以直接降低电机运行功率，节省大量电力。

设风扇或泵性能有关的变量如下：叶轮直径D、压力P、旋转速度N、功率W、气/水密度ρ、机械效率η、体积流量Q。

在典型的应用场景中，风扇或泵的叶轮直径（D）是恒定的，气流或水流（Q）、风扇或泵的功率（W）仅取决于速度(N)。这些关系由以下方程式表示[1]（其中公式（1）和（2）表示基本工作规律）：

公式（3）清楚地表明了速度变化如何影响功率变化，在理论上，速度降低50％会导致功率降低87.5％，因此变频器在自动调整电机速度后可以有效的起到节能的作用。

在实际使用中，系统中可能是水或空气，而空气和水系的流量是不同的，同时管道与区域类型也影响着变频器的控制策略，例如单管道可变风量系统，双或多管道可变风量系统，单区域系统，多区域系统，一次和/或二次冷却水系统和热水系统。

每种应用场景都需要根据实际情况制定特定的控制策略，而不是千篇一律的直接套用，否则只会事倍功半，在变频器接入物联网云控制平台后，后台云服务器可以根据现场的速度传感器、温度传感器、流量传感器、水位传感器等精确控制电机的运行速度。

二、变频压缩机

在供热通风与空气调节行业中，制冷系统有几种常见的压缩机类型：往复式，螺杆式，涡旋式和离心式，这些类型都是跟变频器很好的协作。压缩机内部常用的工作介质包括空气和制冷剂，空气压缩机在工业过程中经常用作气动控制系统的动力源，制冷压缩机通常用于住宅和商业建筑的空调、冷柜、冷库、整体式空气处理机组（AHU）或冷却散热器中。

在种类繁多的压缩机中，离心式压缩机的能量性能与离心式风机和泵相似，涡旋压缩机由于其先天的结构设计而特别适合接入变频器，涡旋压缩机和往复式压缩机是屋顶式空调机组压缩单元和热泵单元上最常用的类型。

与风扇和泵不同，涡旋压缩机和往复式压缩机通常在功率和频率之间没有等比关系

功率与频率之间的关系

上图是基于试验得出的涡流压缩机的的功率和频率之间的近似线性关系[2]，这种关系清楚地表明了压缩机功率是如何随频率变化的。通过了解这种关系可以开发新的，更简单的压缩机变频器控制模型。

市面上已有的大多数定速压缩机都可以接入变频器进行改造，用来控制压缩机的工作功率[3]。近年来，国外一些压缩机的原始设备制造商，例如艾默生和丹佛斯，已经开始生产制造原生变频压缩机。国内海尔、海信、格力、奥克斯等大型制冷设备生产厂商也开始与变频器生产厂家合作生产变频压缩机，并广泛应用在空调、冷库等制冷通风设备中。

参考资料：

[1]Linton R ， Frutiger T ， Blanc S ， et al. American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc[J]. Ashrae Handbook, 2008.

[2]ExperimentalstudyonelectronicsignaturesofcommonfaultsforpackagedDXrooftopunits.EnergyandBuildings.2014;77:401–415.