本文以一个28.08m2的小型实验室为研究对象，参照地板辐射供暖系统及顶板辐射供冷系统，设计了一套辐射冷热墙系统。理论计算得到系统冬季工况供热量为76～80W/m2，高于模拟计算的设计日热负荷指标，能够满足供暖需求；而夏季工况供冷量约为37.7W/m2，仅满足设计日冷负荷指标的51%，需要附加设置一个置换通风系统。按照设计方案搭建辐射冷热墙系统，对系统冬季供暖工况进行了实验测试，测量了系统运行时辐射冷热墙壁面各测点温度变化及室内空气温度。结果表明，供水温度为55℃，系统开启1h后，即使水箱内温降达10～15℃，房间仍有3℃温升。当室内初温为8~10℃时，系统运行2h后房间作用温度达到16℃。维持水箱内水温恒定，系统供暖效果显著。选定三组管内流速进行实验，对比分析得到辐射冷热墙系统的流速设定在1m/s左右较为合理。系统连续运行24～36h后，经测量，水箱内水温稳定在37℃，冷热墙壁面平均温度约为27.8℃，竖直方向上温度梯度小于－0.8℃/m。计算得到冷热墙综合传热量约为90W/m2，与理论计算值误差不超过15%，能够满足供暖需求。针对小型辐射冷热墙系统，提出三种热源装置方案并进行经济性分析。对于以空气能热水器为热源装置的方案，费用年值最低，为3823.67元/a，同时污染小，环境效益良好，是较为理想的选择。