图3所示出逆流换热器中工质的温度变化。横坐标为低沸点工质从进口段开始沿途所吸收的热量Q二占全程吸热总量Q的比例数。过程线12代表热水在换热器中的定压放热过程;过程线40代表低沸点工质的定压预热段;过程线03代表低沸点工质的定压蒸发段。P为节点△tP是节点温差,表示热水和低沸点工质之间的最小温差,它由换热器的传热条件所决定。由图3可知,换热器中热水和低沸点工质间的平均传热温差△tcP通常要比△tP大得多,因
而导致换热器热损失很大。
由于集热器出口的热水温度可以人为地采用不同类型的集热器、改变集热器面积或改变热水流量而加以控制,因此建议采用图4中表示的“分段匹配”方式。它的特征是以并联的高温集热器和低温集热器分别与串联的蒸发器和预热器相匹配。这时,高温集热器热水出口温度为tI,返回温度为tP,热水流量为G高。低温集热器热水出口温度为tP,返回温度为tII,热水流量为G低。这样,图4中的过程线12就变为Ip和Pii两部分。由于节点P未变,亦即在维持最小节点温差△tP,不变的情况下,分别降低了蒸发器和预热器中的传热温差△tcP,蒸和△tcP,予,从而减少了整个换热器的不可逆热损失。
这种分段匹配方案,在提高二次系统热效率的同时,由于高、低温集热器的工作温度范围已分别和未分段匹配前原集热器的有所不同势必引起集热器热效率的变化。因此下面进一步分析分段匹配方式的加效率。