有限时间热力学是传统可逆热力学的拓展,它额外要求在指定的时间内完成某一过程.因此,根据定义它是不可逆热力学的一个分支,但又不同于其他常规版本的不可逆热力学;由于不可逆性是由宏观参数诸如热导率等来描述的,故它不要求或无须知道任何过程的微观知识.该论文利用有限时间热力学的理论,分析确定最优集热器和工作流体温度、以及最小熵产条件下热交换器中冷热流体的最优关系.利用有限时间热力学的一种分析工具,即最佳控制方法,找到了最佳状态的敏感值.这种方法揭示了如下事实,即总的熵产是环境参数、初始状态、传导率和质量流的函数,同时在最佳状态下,冷热流的比率是不变的.通过热经济学优化分析,导出了计算太阳能热水系统中集热器和热交换器最佳面积大小的代数表达式.产品生命周期内太阳能利用的价值因素与第一年燃料的节约量直接成正比,同时还与该系统初期投资直接有关.P1-P2法是一种综合考虑目前太阳能利用的价值因素的方法.该文利用P1-P2、集热器热提取因子和有效度-传热单元数法,对集热器和逆流换热器进行了热经济学分析.这种方法揭示了换热器、集热器、换热器与集热器组合的最优面积、以及系统投资回收期.