中央空調(diào)系統(tǒng)設計首先是根據(jù)室外氣象參數(shù)和室內(nèi)空調(diào)設計參數(shù)計算冷負荷，按分區(qū)結構特點，根據(jù)產(chǎn)品樣本選擇相應的設備，組合成一個系統(tǒng)。但空調(diào)系統(tǒng)絕大部分時間是在部分負荷的情況下工作。在部分負荷工作的控制方式不合理，系統(tǒng)能效比會大大降低。
從美國制冷協(xié)會標準880-56數(shù)據(jù)可見，平均年負荷在60%左右。

冷負荷率	75-100	50-75	25-50	<25
占總運行時間的百分數(shù)	10	50	30	10

表1 空調(diào)負荷的全年分布（%）
現(xiàn)在空調(diào)系統(tǒng)在運行調(diào)節(jié)方式上，風水系統(tǒng)主要是閥門（手動、自動閥門調(diào)節(jié)），主機利用卸荷方式，而這些方式是犧牲了阻力能耗來適應末端負荷要求，造成運行成本居高不下。
若采用變頻控制，能量的傳遞和運輸環(huán)節(jié)控制為變水量（VWV）和變風量（VAV），使傳遞和運輸耦合并達到最佳溫差置換，其動力僅為其它控制系統(tǒng)的30~60%，而且節(jié)能是雙效的，因為對制冷主機的需求能耗同時下降。
主機采用變頻節(jié)能控制，保持設計工況下的制冷劑運動的物理量（如溫差、壓力等）變化，節(jié)能較其它調(diào)荷方式明顯，如約克（YORK）的YT型離心式冷水機組，配置變頻機組在部分負荷下能效比可降至0.2kw/冷噸，可見變頻控制方式在空調(diào)系統(tǒng)中應用前景十分廣闊。
過去在中央空調(diào)系統(tǒng)中應用變頻技術為什么推廣難呢？可能是價格太高的原因吧？在變頻技術、計算機自動化控制技術非常成熟的今天，用此技術與暖通空調(diào)專業(yè)技術相結合，它并不是一門高價的技術，在小功率空調(diào)中其經(jīng)濟性都可承受，在中央空調(diào)系統(tǒng)中更不應該成問題：（1）中央空調(diào)運行時間更長，節(jié)能問題更突出；（2）變頻控制在整個系統(tǒng)中所占的造價比例不高；（3）變頻控制器的容量越大，每千瓦功率單價越低。
中央空調(diào)系統(tǒng)采用變頻器是可行的，其投資回收一般在3～12個月，以變頻控制器使用壽命10年計，其凈收益在10倍投資額以上。2、中央空調(diào)調(diào)速節(jié)能原理中央空調(diào)系統(tǒng)中大部分設備是風機和水泵，是將機械能轉(zhuǎn)變成流體的壓力能或動能的設備，若流體為液體工質(zhì)稱其為泵；若流體為氣體工質(zhì)稱其為風機?？照{(diào)系統(tǒng)中的風機、水泵一般在結構上為透平式類。
風機和水泵的理論壓力方程式表示為：
Hth=1/g(u2cu2－u1cu1)
對于軸流式
Hth=1/g(cu2－cu1) (∵u1=u2=u)
式中，Hth--理論揚程，m；
cu1、cu2--分別為葉輪進出口處絕對速度的周向分量，m/s。
但由于空氣和水密度相差800多倍，所以升壓也相差800多倍。
在現(xiàn)場，常根據(jù)用戶需要改變風機和水泵的流量和壓力，即改變工況點位置，這種以變應變的人工干預稱為調(diào)節(jié)，因用戶需求的"變化"是絕對的、經(jīng)常的，而不變化卻是相對的、暫時的，因此調(diào)節(jié)是一個至關重要的技術。
根據(jù)相似定律可知：

注："o"為變化前參數(shù)，H對于風機稱有頭，第四項又稱比例律。
從管網(wǎng)特性曲線可以看出，一般情況下，風機轉(zhuǎn)速變化相似工況點連線過原點，由于水泵有靜揚程存在，當轉(zhuǎn)速變化時，相似共況點連線不通過坐標原點，轉(zhuǎn)速變化前后工況點亦不再保持相似，所以效率也隨之不再保持不變，也就是說，此時不滿足比例律，如圖2 a、b所示：

在圖2（a）中，no為原轉(zhuǎn)速，A為原工況點，轉(zhuǎn)速降低到n1或提升到n2時的工況點分別為B和C。A、B、C均為相似工況點，其連線過坐標原點O，恰好與管網(wǎng)特性線R重合，Hst=0。
在圖2（b）中，Hst>0，轉(zhuǎn)速變化前后的特性線與管網(wǎng)特性線交于B和C點。
A、B、C是工況點，但不是相似工況點，因此效率也不是相似工況點，實際流量（減少時）的轉(zhuǎn)速要比按一次方計算轉(zhuǎn)速高，實際功率比按轉(zhuǎn)速比二次方計算功率大。
從實際水系統(tǒng)的裝置特性來看，不管是冷卻水系統(tǒng)還是冷凍水（熱水）系統(tǒng)，其進水勢能與出水勢能相差不大。
裝置揚程H=Hz+[(p"-p′)/r]+KQ2,m
式中，Hz-----壓出池液面與吸入液面高度差；
p"、p′----分別為密閉吸入池和壓出池液面處壓力，若是開口池（容器），均為大氣壓力；
K-------與吸入管路、壓出管路等有關的阻力系數(shù)；
Q-------體積流量。

在圖3中，分析偏離O點的差值
¤H2高度差在冷凍水密閉管路中接近零，在冷卻水中差距很??；
¤P″、Pˊ在系統(tǒng)中差值小，所以，在空調(diào)水系統(tǒng)中作水泵節(jié)能分析時，可按相似律作粗略分析，即 H2+（P″-Pˊ）/r趨近零。
所以，在以下分析中，分機水泵的節(jié)能均按相似定律計算。
根據(jù)相似定律，可作出恒速調(diào)節(jié)和變速調(diào)節(jié)的能耗關系。

當風機或水泵穩(wěn)定工作在工況點A1（Q1，P1）上，當需要減少流量到Q2時，（1）關小閥門開度，使管網(wǎng)曲線R2。值得注意的是：Q2的實現(xiàn)是靠人為節(jié)流引起的損失ΔP的代價換來的。（2）采用變速調(diào)節(jié)，將速度降到n2時，既可滿足流量的要求，其功率降低顯著。
因此，變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)是風機、泵經(jīng)濟運行的首選方式。
采用變頻調(diào)速方式，對普通系列三相異步電動機拖動進行控制，是當前無級調(diào)速的主流。它的基本原理如下，當電動機極對數(shù)P選定后，運行時改變供電電源F1，就可改變其步轉(zhuǎn)速n1。當同步轉(zhuǎn)速n1改變了，電動機轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速n則隨之而變。采用變頻調(diào)速有以下特點：
（1） 從基頻往下調(diào)速，為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式；
（2） 調(diào)速范圍大；
（3） 電動機轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性能好；
（4） 運行時，電動機轉(zhuǎn)速接近其同步轉(zhuǎn)速，運行效率高；
（5） 頻率F1可以連續(xù)調(diào)節(jié)，因此為無級調(diào)速方式；
（6） 基本上做到負載需要多少功率，就從電源輸入多少功率。