辐射供冷系统具有节能、舒适性良好等优点,近年来逐渐受到人们的重视,并得到越来越多的推广和应用。但由于人们缺少对其换热机理的认识,且设计与使用经验不足,该系统并不为我国设计和使用人员熟知。本文从辐射供冷系统的换热角度出发,主要关注辐射末端的换热性能(如稳态工况的供冷能力,动态响应特性)及辐射供冷系统的冷负荷计算。论文对辐射供冷系统推广应用中存在的几个问题开展研究工作。以供冷能力为例,我国标准缺少简便实用的计算方法和工具;由于结露控制的需要,辐射末端容易出现供冷能力不足的问题。以动态换热性能为例,目前标准和手册缺少对辐射末端响应特性的量化指标。此外,辐射供冷系统的选型设计中仍采用全空气系统的冷负荷计算方法,缺少适合该系统的冷负荷计算方法。针对上述问题,本文开展了以下研究工作:针对我国标准中缺少辐射末端供冷能力简便计算方法的问题,本文采用等效热阻模型计算嵌入式辐射供冷系统的供冷能力。分别采用数值模拟与实验测试结果验证等效热阻模型的可靠性,并在该模型基础上开发辐射末端供冷能力的简易计算工具。同时,相关标准和手册的供冷能力都是基于标准工况的,在太阳辐射作用下,辐射末端的供冷能力该如何计算有待研究。本文采用实验测试方法研究太阳辐射对辐射地板供冷能力的影响。研究表明太阳辐射可使该系统的供冷能力提高3倍左右,在供冷能力测试与计算中应考虑太阳辐射因素。本文给出了辐射地板供冷系统在太阳辐射作用下的供冷能力简易计算方法。针对结露控制导致的辐射末端供冷能力不足的问题,寻找在防止结露前提下供冷能力的提高方法。研究表明辐射末端表面温度分布越均匀,结露风险越小,供冷能力越大。因此辐射末端的结构优化中应尽量使表面温度分布均匀。以上述结论为基础,本文对某辐射末端提出三种结构改进方案,并采用数值计算模型对改进前后辐射末端的供冷能力进行对比。研究表明,改进后辐射末端的供冷能力提高了 40%左右,同时表面温度分布均匀,降低了结露的风险。针对目前标准与手册中缺少辐射末端动态换热特性的问题,采用等效热阻与状态空间法的耦合模型求解辐射末端的响应时间,分别采用数值计算与实验测试结果验证计算模型的准确性。通过求解56874个算例辐射末端的响应时间,统计出常见辐射末端的响应时间范围:金属辐射板(<5min);嵌入表面式系统(1～9 h);蓄能式系统(10～19 h)。开展辐射末端响应时间的实验研究,得出嵌入式辐射末端的响应时间为18h左右。通过实验对比研究,探索出辐射末端响应时间的简便测试方法。针对辐射供冷系统与全空气系统冷负荷计算的不同点,详细分析了辐射供冷系统的房间换热过程与冷负荷转化方式。采用房间热平衡方法求解辐射供冷系统的冷负荷。该方法对辐射供冷与新风系统联合运行的换热过程进行耦合求解,可分别计算出辐射末端与新风系统所需承担的冷负荷,及辐射末端表面侧和水侧冷负荷。计算结果可用于辐射末端、新风机组及制冷机组的设计计算。同时,研究辐射末端控制方式,房间设计温度,围护结构内表面换热系数,及室内热源得热中辐射热分配比例对冷负荷计算的影响。计算得出适合辐射供冷系统的围护结构内表面换热系数和室内热源散热中辐射热的分配比例。此外,本文比较了辐射供冷与全空气系统的设计日最大冷负荷,研究表明辐射供冷系统的最大冷负荷比全空气系统高13.4%左右。分析我国辐射供冷系统标准中的冷负荷计算方法,发现该方法会使冷负荷计算结果偏大。定义辐射供冷系统比全空气系统冷负荷的增加比例为冷负荷修正系数。通过统计分析4320个算例的计算结果,得出不同辐射供冷系统冷负荷修正系数的经验公式。