辐射供暖末端以其低能耗高热舒适性的优点得到了越来越多的应用,但是辐射供冷末端因其存在结露风险而限制了供冷能力,基于此开发的列管式自然换热空调末端设备克服了结露风险且可承担房间湿负荷,可以满足建筑全年的供热供冷和除湿要求,特别适用于近零能耗建筑等低空调负荷建筑。但是在使用数值模拟计算方法进行此设备的性能提升研究时发现,还缺乏其在夏季湿工况下的除湿能力的模拟计算模型,在随后的文献调研中发现,现有的凝结速率模型多为纯蒸气或含有少量不凝性气体的混合气体的强制对流冷凝过程,鲜有常温常压下的湿空气的自然对流冷凝过程的研究,且在直接相关的研究中,不仅冷凝壁面的形式与本文不同、对凝结速率的量化表征很少,且无直接可用的数值模拟计算模型。因此,本文旨在分析湿工况下的自然换热空调末端设备竖直管外的自然对流凝结换热过程,推导凝结速率的数学模型并实现凝结速率的模拟计算,完善此类末端的模拟计算模型,为此类末端的换热模拟计算提供依据。首先,本文从传质微分方程、对流传质理论和已发展的半经验公式三个角度出发,分析与建立了湿空气在低温竖直管壁上自然对流凝结换热的凝结速率数学模型,并根据实验测试数据简化拟合得到了方便于工程应用的凝结速率半经验公式,与本文的实验测试结果相比,凝结速率的平均相对误差为8.1%。其次,本文搭建了自然换热空调末端设备的湿空气凝结速率测试实验台,用于验证前文得到的凝结速率半经验准则式模型,同时也为了分析湿空气在竖直管壁上凝结速率的影响因素。实验结果表明:在本文的实验工况下,壁面过冷度、湿空气的温度和相对湿度是影响湿空气自然对流凝结速率的原因,其中壁面过冷度是主要影响因素。在湿空气温度不变、壁面过冷度较大时,湿空气相对湿度的增加会使凝结速率加快的趋势更为明显;在壁面过冷度和空气相对湿度不变时,湿空气温度的增加也会使水蒸气的凝结速率加快。然后,为完善此类自然换热空调末端设备在湿工况下的数值模拟计算模型,本文先对比分析了Fluent提供的两个蒸发-冷凝模型,发现模型中存在需要根据实验数据进行反复调试的蒸发系数和冷凝系数,且目前暂没有相关的研究文献给出参考值,因此通过软件提供的UDF功能,在简化条件下,设计了凝结速率的UDF计算框架,将本文推导的凝结速率半经验公式进行编译与挂载,建立了湿空气在竖直管壁上自然对流冷凝的数值模拟计算模型。最后,应用本文建立的模拟计算模型,选取了实验测试工况中湿空气参数24℃&80%、管壁温度分别为14.3℃和15.8℃这两个工况点进行了列管式自然换热空调末端的单管计算域的湿空气凝结速率模拟计算,与实验测试结果相比,凝结速率的模拟计算结果的相对误差在5%左右。在此基础上对全尺寸末端进行了湿工况下的数值模拟计算,计算结果得到:凝结速率、室内主体区域空气的温度和相对湿度的模拟计算结果与实验测试结果的相对误差分别为5.5%、1.7℃、-1.0%,进一步验证了此模拟计算模型的准确性。同时对其营造的室内空气流场进行了计算与简要分析,为后续此类末端的性能提升研究及其营造的室内空气热环境分析提供参考。