變頻器的種種優(yōu)勢促進(jìn)了變頻器在包括供熱通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)領(lǐng)域（Heating, Ventilation and Air Conditioning ，簡稱HVAC）在內(nèi)的各種工業(yè)場景中廣泛使用。

盡管在新系統(tǒng)或現(xiàn)有系統(tǒng)中配備變頻器（VFD）需要增加資金投入，但變頻器使生產(chǎn)成本降低、設(shè)備維修成本降低以及能源費用支出減少，因此通常這些投入在3年內(nèi)即可回收。

變頻器在供熱通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，使用效果最佳的設(shè)備為風(fēng)扇、泵、壓縮機。

一、變頻風(fēng)扇與變頻泵

風(fēng)扇與泵的運行速度會隨供電頻率的變化而變化，因此他們是變頻器的理想搭檔，在接入變頻器之后，我們稱之為變頻風(fēng)扇與變頻泵。根據(jù)風(fēng)扇和泵的親和定律（Affinity laws），風(fēng)扇或泵的功率與電動機速度成正比。因此，降低電機的運行速度可以直接降低電機運行功率，節(jié)省大量電力。

設(shè)風(fēng)扇或泵性能有關(guān)的變量如下：葉輪直徑D、壓力P、旋轉(zhuǎn)速度N、功率W、氣/水密度ρ、機械效率η、體積流量Q。

在典型的應(yīng)用場景中，風(fēng)扇或泵的葉輪直徑（D）是恒定的，氣流或水流（Q）、風(fēng)扇或泵的功率（W）僅取決于速度(N)。這些關(guān)系由以下方程式表示[1]（其中公式（1）和（2）表示基本工作規(guī)律）：

公式（3）清楚地表明了速度變化如何影響功率變化，在理論上，速度降低50％會導(dǎo)致功率降低87.5％，因此變頻器在自動調(diào)整電機速度后可以有效的起到節(jié)能的作用。

在實際使用中，系統(tǒng)中可能是水或空氣，而空氣和水系的流量是不同的，同時管道與區(qū)域類型也影響著變頻器的控制策略，例如單管道可變風(fēng)量系統(tǒng)，雙或多管道可變風(fēng)量系統(tǒng)，單區(qū)域系統(tǒng)，多區(qū)域系統(tǒng)，一次和/或二次冷卻水系統(tǒng)和熱水系統(tǒng)。

每種應(yīng)用場景都需要根據(jù)實際情況制定特定的控制策略，而不是千篇一律的直接套用，否則只會事倍功半，在變頻器接入物聯(lián)網(wǎng)云控制平臺后，后臺云服務(wù)器可以根據(jù)現(xiàn)場的速度傳感器、溫度傳感器、流量傳感器、水位傳感器等精確控制電機的運行速度。

二、變頻壓縮機

在供熱通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)行業(yè)中，制冷系統(tǒng)有幾種常見的壓縮機類型：往復(fù)式，螺桿式，渦旋式和離心式，這些類型都是跟變頻器很好的協(xié)作。壓縮機內(nèi)部常用的工作介質(zhì)包括空氣和制冷劑，空氣壓縮機在工業(yè)過程中經(jīng)常用作氣動控制系統(tǒng)的動力源，制冷壓縮機通常用于住宅和商業(yè)建筑的空調(diào)、冷柜、冷庫、整體式空氣處理機組（AHU）或冷卻散熱器中。

在種類繁多的壓縮機中，離心式壓縮機的能量性能與離心式風(fēng)機和泵相似，渦旋壓縮機由于其先天的結(jié)構(gòu)設(shè)計而特別適合接入變頻器，渦旋壓縮機和往復(fù)式壓縮機是屋頂式空調(diào)機組壓縮單元和熱泵單元上最常用的類型。

與風(fēng)扇和泵不同，渦旋壓縮機和往復(fù)式壓縮機通常在功率和頻率之間沒有等比關(guān)系

功率與頻率之間的關(guān)系

上圖是基于試驗得出的渦流壓縮機的的功率和頻率之間的近似線性關(guān)系[2]，這種關(guān)系清楚地表明了壓縮機功率是如何隨頻率變化的。通過了解這種關(guān)系可以開發(fā)新的，更簡單的壓縮機變頻器控制模型。

市面上已有的大多數(shù)定速壓縮機都可以接入變頻器進(jìn)行改造，用來控制壓縮機的工作功率[3]。近年來，國外一些壓縮機的原始設(shè)備制造商，例如艾默生和丹佛斯，已經(jīng)開始生產(chǎn)制造原生變頻壓縮機。國內(nèi)海爾、海信、格力、奧克斯等大型制冷設(shè)備生產(chǎn)廠商也開始與變頻器生產(chǎn)廠家合作生產(chǎn)變頻壓縮機，并廣泛應(yīng)用在空調(diào)、冷庫等制冷通風(fēng)設(shè)備中。

參考資料：

[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.