Le système frigorifique est dimensionné pour le jour le plus chaud de l’année et le chargement le plus lourd ; le reste de l’année, le besoin est très inférieur. La nuit, en hiver et aux heures où les portes sont fermées, la charge descend à 30–50 % de la valeur de conception. La régulation de puissance est la manière dont le système répond à cette charge variable. La méthode la plus simple est le marche-arrêt : le compresseur fonctionne à pleine puissance et s’arrête quand la chambre est refroidie. Elle suffit dans les petites chambres ; dans les grands systèmes, elle entraîne des démarrages fréquents et des fluctuations de température.
Les méthodes par étages sont les suivantes. Dans les centrales à plusieurs compresseurs, les compresseurs s’enclenchent l’un après l’autre ; quatre compresseurs égaux donnent des pas de 25 %. Sur les compresseurs semi-hermétiques à pistons, le délestage de cylindres met hors service une partie des cylindres (100, 66, 33 %, par exemple). Sur les compresseurs à vis, le tiroir règle la puissance entre environ 25 % et 100 %. Le scroll digital, lui, en séparant et en réunissant les spirales en quelques secondes, procure un réglage quasi continu entre 10 et 100 %. L’étage le plus bas de chaque méthode se vérifie à part pour le retour d’huile.
Le variateur de fréquence (inverter) modifie la vitesse du moteur ; il procure un réglage continu entre 25–30 Hz et 60–75 Hz selon le modèle de compresseur. À charge partielle, la pression d’aspiration montant et la pression de refoulement baissant, le rendement augmente ; une économie de 15–30 % sur la consommation annuelle est habituelle. Le by-pass de gaz chauds, quant à lui, réduit la puissance en renvoyant le gaz de refoulement à l’aspiration : il maintient la température constante, mais continue de dépenser de l’énergie, et ne doit être envisagé qu’en dernier recours, pour les process sensibles.
Quand la puissance est réduite, le reste du système doit suivre. La vitesse du gaz diminuant, le retour d’huile devient plus difficile ; les colonnes d’aspiration se dimensionnent d’après l’étage le plus bas. Le détendeur thermostatique peut devenir instable à très faible charge ; le détendeur électronique fonctionne mieux sur une large plage. Les ventilateurs de condenseur doivent eux aussi être à étages ou à vitesse variable. Le bon point de départ est de connaître la charge ; le calculateur de charge frigorifique donne la charge de conception, et le taux de charge partielle est déterminé par le mode d’exploitation.