我国的目标是在2060年之前,通过节约能源、减少排放和重新造林,实现相对碳的零排放,充分抵消本国的二氧化碳排放。中国碳排放的51%来自于电力与热力行业,全球每年的空调用电量约占总用电量的10%,带来了电力资源的巨大消耗,空调节能技术的研究受到众多研究者的重视。重力循环柜是毛细管空调末端的一种新型应用设备,内部有凝水盘,从结构上有效解决毛细管辐射空调夏季使用时的结露风险,冬季使用时可以利用低温热源,增大地热资源的利用率。研究重力循环柜的室内运行特征以及在不同层高房间内的气流组织特性,将拓宽毛细辐射系统在夏热冬冷地区使用的应用场景。本文通过试验与数值模拟的方法对重力循环柜运行特征进行研究。首先,使用热电偶和实时数据采集系统、无线万向风速仪记录试验房间在夏季、冬季两种工况下的室内温度、风速信息,并进行热舒适性和节能性分析。夏季试验数据表明:室内平均温度在22.5～25.4℃,温度随着高度的增加而增大,室内温度梯度随高度的增加越来越小;工作区温度不均匀系数较小,但人体脚踝处由于冷风下沉而温度较低,因此温度不均匀系数较大;室内温度垂直不满意率较低,满足I级热舒适性要求;夏季重力循环柜的送风方式类似置换通风,比侧送风系统的能量利用系数高12.7%。冬季试验数据表明:室内平均温度为22.8～23.8℃,温度随高度的增加而增大,室内温度梯度随高度的增加先减小后增大,头脚温度差比夏季的小;室内不同水平面上的温度不均匀系数均较小;室内温度垂直不满意率比夏季的低,比夏季的局部舒适度更好,满足I级热舒适性要求;冬季重力循环柜所在房间的工作区处于节能状态,但比夏季的能量利用系数低22.5%。其次,重力循环柜依靠自然对流的作用换热,在夏季为下风口送风,优先处理工作区热负荷,对于层高较高的房间有节能意义。为了分析房间层高对重力循环柜的气流组织的影响,对重力循环柜在层高为2.60、3.00、3.50、4.00、4.50、5.00、5.50、6.00 m的房间内的气流组织特性进行CFD模拟研究,结果表明:不同层高的房间均有温度分层现象,工作区的温度梯度大于上部空间的温度梯度,头脚温度差小于5.1℃,工作区（室内高度1.70 m以下空间）温差在6.5℃以内;室内风速受层高增加的影响较小,工作区风速均小于0.10m/s;重力循环柜的送回风口的温度、风速变化较小,制冷量随层高的增加而增大;不同层高的房间均满足I级热舒适要求,室内各水平面上的温度不均匀系数接近,温度垂直不满意率在15.8%～20.3%,局部舒适度较好;室内工作区的能量利用系数在1.51～1.61,处于节能状态,比侧送风系统的能量利用系数约高20%。最后,冬季重力循环柜上风口送风,热空气从上部空间下降到工作区,层高越高的房间反而制热效果较差。为了分析房间层高对重力循环柜的制热效果、节能性的影响,对其在层高为2.60、3.00、3.50、4.00、4.50、5.00、5.50、6.00 m的房间内的气流组织特性进行CFD模拟研究,结果表明:不同层高的房间温度梯度随高度的升高先减小后增大,头脚温度差小于1.7℃,工作区（室内高度1.70 m以下空间）温差小于2.8℃;室内温度随层高的增加而总体减小,工作区风速均小于0.10 m/s;热感觉随着层高的增加而变冷,层高2.60～4.50 m的房间工作区满足I级热舒适要求,不建议重力循环柜冬季单独使用于层高5.00 m以上的房间;不同层高的房间各水平面上的温度不均匀系数均较小,温度垂直不满意率在1.0%～1.3%,局部舒适度较夏季更好;室内工作区能量利用系数约为1.04,处于节能状态,但比夏季能量利用率低。