降低以供冷为主的建筑能耗，利用地表水和可再生能源等高温能源供冷，实现能源的阶梯利用是目前建筑能源领域的研究课题之一。风机盘管联合新风、全空气等空调系统形式在现代建筑中被广泛采用，通过空气对流的形式进行热量交换，室内温度分布容易出现不均匀性，而且会造成能源的巨大浪费。辐射空调供冷方式作为一种新型、节能的空调方式，以毛细管为换热元件，利用16~18℃冷水进行供冷，能够有效利用低品位能源。当房间维护结构的保温措施做得比较好时，对于人员活动量比较小的房间，辐射空调方式有可能能够满足负荷要求，不需要额外的补助制冷方式。但是，在大部分情况下，供冷过程中辐射板的供冷能力受结露风险以及室内吊顶空间的限制，辐射吊顶不能完全消除室内显热负荷。当房间由于某种需要人员突然增多时，室内的负荷会相应跟着突然增大，由于辐射空调系统的降温速度较慢，也需要补助制冷方式进行加速降温处理。在增加辐射空调末端制冷量的措施中，大都围绕改变辐射板本身的结构的研究，在板表面进行一些技术处理，通过防结露的措施达到增加制冷量的目的。然而，此举虽有效的提高了辐射板的供冷能力，但是仍不能达到单依靠辐射板消除全部室内负荷的效果。重力柜是将毛细管网置于特殊制作的柜壳中，柜壳外表面上下开风口，依靠循环柜内空气与室内空气的密度差，室内与循环柜之间形成仅依靠热压作用的空气自然对流循环，达到降低室温的目的。本文在设备结构参数的优化研究中，通过Fluent数值模拟的方法得到设备的温度场分布特性，分析了设备内置毛细管网的管间距、管排数以及安装位置等参数对温度场、冷量的影响，以及室内流场分布情况。在设备的运行特性研究中，实验方法研究重力柜的供冷能力以及重力柜壁面盘管的冷量贡献率，使用吊顶辐射供冷系统时，在某些地区，当吊顶辐射不能完全消除室内负荷，或者当房间负荷突然增加，室内温度不能快速有效得到控制时，重力柜作为补助制冷设备起到补充冷量的作用，实验方法研究重力柜的补助制冷性能以及对室内热舒适性的影响。研究结果表明：重力柜内置毛细管网管间距为20mm、管排数由1排增加到2、3排时，冷量由218.4W增加到430.1W、737.6W，能够显著提高重力柜的供冷性能；当内置1排毛细管网、管间距由30mm、减小到20mm、10mm时，冷量由197.4W增加到249.7W；重力柜厚度为150mm、内置1排毛细管网、管间距为20mm时，与后壁面、风口面距离分别为60、85.7mm时，冷量值达到最大218.4W。当重力柜内置3排毛细管、入口速度为0.15m/s时，出风口冷空气的影响范围达到重力柜风口前方1.9m处；由于出风口周围地面的温度比较低，出风口周围的地板结构具有蓄冷作用，使得地面以辐射、对流形式消除部分室内负荷，一定时间内也能维持供冷效果。由此可知，重力柜具有部分辐射供冷的效果。重力柜联合吊顶辐射板运行时，在室内达到稳定状态后，距重力柜水平0.3m以内的区域，最大垂直温差达到3.5℃；0.3m以外的区域，人体活动区温度梯度在0.9-2.6℃内，符合ASHRAE手册中人体热舒适性标准的要求。因此建议采用重力循环系统形式时，将人员活动区设在距离重力柜水平0.8m以外的区域，由PMV和PPD值分析得知，重力柜对室内热舒适性没有影响。