本文總結了效率的產業定義，并說明了HVAC設計師所使用的技術，在滿足這些愈來愈具有挑戰性的標準的同時，還可降低他們系統實施的成本。
定義效率
效率的一個衡量標準是能效比（Energy Efficiency Ratio，EER）。能效比的計算公式為凈冷卻能力（net cooling capacity）（計量單位為Btuh）除以總輸入功率（以kW為計量單位）。該量測可以在任何操作條件下使用，但為了公平比較，能效比已經被標準化成一單一的操作條件。
第二，這可以說是一種比較有用的說法，那就是效率的量測是季節的能效比（Seasonal Energy Efficiency Ratio，SEER），一個季節能效比的值是對多個操作模式（像是啟動、穩態運行和休息）下高、低濕度條件加權后之能效比值。 SEER具有與能效比相同的單位；因此，值愈高表示效率愈高。
由于為滿足能效比和SEER要求的標準一直在提高，而HVAC業者就藉由控制算法的改進，和提高系統的整合來保持。下一節將說明HVAC廠商如何藉由結合高效變速控制算法與主動功率因子校正，而達成控制算法的改進和提高系統的整合。
為什么要整合電動機控制和PFC
變速電動機控制采用數字轉子角度估算和一種稱為磁場定向控制（Field Oriented Control ，FOC）的技術，以便在壓縮機轉速曲線的較低端和較高端提供更好的轉矩響應。FOC不僅只是啟動和關閉電動機，還提供具有轉矩漣波的扭矩和在整個電動機速度范圍內減小的振動。除了增加電動機的使用壽命和可靠性，當控制輸出沒有調諧到電動機的速度時，基于FOC的變速控制可減少能源的浪費量。這種技術目前是高效HVAC設計的黃金標準。
功率因子校正可用來將HVAC設計的可用有效功率化。除了是IEC61000 EMC標準之下的一項要求，PFC還具有顯著的應用優勢。借著將有效功率化，就會有更多由電力公司所提供的能量可以給應用來使用，也可實現更高的總線電壓。由于總線電壓與冷卻你家房子的電動機之速度成正比，高效PFC的實現需要更少的能源來為A / C提供更高的散熱能力。
主動式PFC（意味著用到一顆（）的死循環PFC控制器）可增加保持恒定輸出電壓的好處，而不管負載的變化。負載是速度的一個函數，而這早已由系統的MCU所管理著。因此，一種結合了PFC和基于FOC的變速電動機控制之單一MCU實現方法業已出現，而成為實現HVAC設計效率的組合。
在由Nene & Akin 合著而刊登在家電設計雜志2011年1月版上的這篇名為“Efficient Motor Control for HVAC Appliances”的文章中，詳細地解釋了一種結合變速電動機控制和PFC的常見方法 。我為有興趣了解實現細節的讀者而將該文做了個簡單的結論。
交錯式電動機控制和PFC
假設電動機控制回路的操作頻率為20 KHz，PFC回路的為100 KHz。PFC電流控制器在50 kHz切換頻率的一半工作，而電動機控制回路則是在10 KHz工作。 圖1顯示出了的同步PFC和電動機控制回路。
圖1：PFC和電動機控制同步 - 一顆具有靈活ADC和PWM模塊的MCU讓電動機控制反饋輸入可在PFC PWM的中點被精準地采樣，以便將開關噪聲降到。
該MCU必須具有夠好的性能，以保持這兩個控制回路。更關鍵的是，為了防止下變頻電動機控制回路破壞更高頻率的PFC回路，MCU必須將延遲限度地減少。
這可以通過使用兩個專用的中斷來實現，但這將導致極端情況，這種情況下，在較慢電動機控制回路的計算會延遲更快PFC控制回路的執行。其結果將隨應用而變。一種經過改進的實施將可通過相同的中斷來管理這兩種控制回路。這種單一的中斷是由更快的PFC控制回路所觸發 ，而較慢的運動控制回路則會分成時間片，它們可在PFC ISR延遲時間要求之內充分地被計算出來。圖2給出了所提出中斷服務常用程序之示意圖。
減少電費 從有效率的A/C設計開始圖2：電動機控制與PFC回路可以通過同一個中斷常用程序進行管理，以確保在獲得實時控制性能的同時，還有充分的性能余量來執行一個不顯眼的應用程序級之背景循環。
有鑒于今天的先進實時控制解決方案之可用性，這項技術已經推廣到可充分支持處理器上的雙馬達 + PFC 架構，運行速度可低至60 MHz。其他實施方式包括使用加速器或雙核的實現方式，以切分PFC和電動機控制系統的責任。市面上有許多各式各樣的產品組合可滿足高效HVAC設計中各種復雜的需求。
不管你的供貨商的喜好，務必要特別留意這些功能，這些功能將可以讓你從設計中擠出的效率，及可縮減上市時間且經過生產驗證的軟件實現之效率。于此同時，如果你為自己買了一個高效的HVAC系統，請保持涼快，住得舒服些，并且想想生活中只要少一點罪惡感的感覺是如何。
