JP2010175141A - 除湿装置及びこれを備えた建物 - Google Patents

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Abstract

【課題】例えば超高層ビルなどの建物であってもやわらかな外気を感じることを可能にするための除湿装置及びこれを備えた建物を提供する。
【解決手段】建物の外周部に設置され、建物の外側から内側に取り入れる外気が通過するとともにこの外気を冷却して除湿する除湿装置1であって、冷媒Wが流通して冷却される複数の羽板5を上下方向T3に所定の間隔をあけて並設してなるルーバー2を備えて構成する。また、ルーバー2は、羽板5が勾配をもたせて配設され、この羽板5の最下端部5cにドレイン集水口を設けて形成する。
【選択図】図1

Description

本発明は、例えば超高層ビルなどの建物の外周部に設置され、建物の外側から内側に取り入れる外気が通過するとともにこの外気を冷却して除湿する除湿装置及びこれを備えた建物に関する。
従来、例えば超高層のオフィスビルなど(建物)では、窓などが開閉できないように固定され、建物内に設置した空調機や外調機で外気を建物の内側に導入するとともに除湿、温度調節などを行って(コンディショニングして)、建物の室内に給気するようにしている(例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3参照)。
特開2007−71508号公報 特開2003−294267号公報 特開2003−336863号公報
しかしながら、このように空調機や外調機などで空調を行う超高層ビルなどの建物では、室内にいる人が外気を感じることができない(外気を感じることはない)。このため、この種の建物であっても、外気を取り入れ、室内にいる人がやわらかな外気を感じることができるようにする手法が求められていた。
本発明は、上記事情に鑑み、例えば超高層ビルなどの建物であってもやわらかな外気を感じることを可能にするための除湿装置及びこれを備えた建物を提供することを目的とする。
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。
本発明の除湿装置は、建物の外周部に設置され、前記建物の外側から内側に取り入れる外気が通過するとともに該外気を冷却して除湿する除湿装置であって、冷媒が流通して冷却される複数の羽板を上下方向に所定の間隔をあけて並設してなるルーバーを備えて構成されていることを特徴とする。
この発明においては、冷水などの冷媒が流通してルーバーの羽板が冷却され、上下に隣り合う羽板の間を建物の外側から外気が通過することでこの外気を冷却することができる。このように外気を冷却することによって外気中の水分が除去され、建物の外側から通過するとともに外気を除湿することが可能になる。そして、除湿した外気を建物の内側に取り入れることで、建物の室内にいる人にさわやかな外気を感じさせることが可能になる。
また、本発明の除湿装置において、前記ルーバーは、前記羽板が勾配をもたせて配設され、該羽板の最下端部にドレイン集水口を設けて形成されていることが望ましい。
この発明においては、ルーバーの上下に隣り合う羽板の間を通過するとともに外気を冷却して除湿すると、羽板の表面(外面)に外気から奪われた水分が結露することになるが、羽板が勾配をもたせて配設され、この羽板の最下端部にドレイン集水口が設けられているため、羽板の表面に発生した結露水は羽板の最下端部側に流れてゆき、ドレイン集水口から排出される。これにより、結露水が羽板の表面に水滴として残ることがなく、羽板ひいてはルーバーに汚れが生じることを抑制(防止)できる。
さらに、本発明の除湿装置においては、前記羽板の表面に親水性の光触媒が塗布されていることがより望ましい。
この発明においては、羽板の表面に親水性の光触媒を塗布しておくことで、外気を除湿することにより生じた結露水を薄膜状で流下させて羽板の表面から除去することが可能になる。これにより、羽板の表面に生じた結露水が水滴として残りにくくなり、また、光触媒の物理特性によって、ルーバーに汚れが生じることを確実に抑制(防止)できる。
本発明の建物は、上記のいずれかに記載の除湿装置を備えていることを特徴とする。
この発明においては、上記の除湿装置で除湿した外気を建物の内側に取り入れることにより、建物の室内にいる人にさわやかな外気を感じさせることが可能になる。
また、本発明の建物においては、前記除湿装置を通過して除湿した外気を前記建物の内側に取り入れるための外気取り入れ口が設けられ、前記外気取り入れ口には、該外気取り入れ口を開閉する遮蔽機構が具備されていることが望ましい。
この発明においては、除湿装置で除湿した後の外気を取り入れる外気取り入れ口に具備した遮蔽機構を操作し、季節、天候、時間などに応じて任意に外気取り入れ口を開閉できる。これにより、確実且つ任意にさわやかな外気を取り入れることが可能になる。
さらに、本発明の建物においては、前記除湿装置を通過して除湿した外気を前記建物の内側に取り入れるための外気取り入れ口が設けられ、前記外気取り入れ口には、除湿した外気が通過するとともに該外気から不純物を除去するためのフィルタが設けられていることが望ましい。
この発明においては、害虫、花粉、煤塵、その他の不純物を外気からフィルタで除去することができ、不純物を除去した外気を建物の内側に取り入れることが可能になる。
また、本発明の建物においては、前記除湿装置と前記建物の外壁との間に歩廊が設けられていることがより望ましい。
この発明においては、除湿装置と建物の外壁との間に設けた歩廊を使用して、除湿装置の点検、メンテナンスなどを行うことが可能になる。また、この歩廊を憩いの場などとして利用することも可能になる。
本発明の除湿装置及び建物によれば、冷水などの冷媒が流通してルーバーの羽板が冷却され、上下に隣り合う羽板の間を建物の外側から外気が通過することでこの外気を冷却することができる。このように外気を冷却することによって外気中の水分が除去され、建物の外側から通過するとともに外気を除湿することが可能になる。そして、除湿した外気を建物の内側に取り入れることで、建物の室内にいる人にさわやかな外気を感じさせることが可能になる。これにより、例えば夏期などの高温多湿時期に酷暑感を低減させることが可能になる。
また、除湿装置を建物の外周部に設置して除湿した外気を建物の内側(室内)に取り入れるようにすることで、空調機や外調機などに対する空調負荷を低減させることが可能になる。さらに、複数の羽板を上下に適度な間隔をあけて配設することによって、やわらかな間接昼光を室内に取り入れることも可能になり、この光をアンビエント照明の代替光として利用するなどして照明電力を削減することが可能になる。このため、本発明に係る除湿装置を建物の外周部に設置することで、空調負荷、照明電力などの多くのエネルギーを削減することも可能になる。
本発明の一実施形態に係る除湿装置を示す正面図である。 本発明の一実施形態に係る除湿装置のルーバー(複数の羽板)を示す断面図(図1のX1−X1線矢視図)である。 本発明の一実施形態に係る除湿装置を建物に設置した状態を示す図である。
以下、図1から図3を参照し、本発明の一実施形態に係る除湿装置及びこれを備えた建物について説明する。本実施形態は、例えば超高層ビルなどの建物の外周部に設置され、建物の外側から外気を除湿して内側に取り入れるための除湿装置及びこれを備えた建物に関するものである。
本実施形態の除湿装置1は、図1に示すように、ルーバー2と、冷媒供給装置3とを備えて構成されている。
ルーバー2は、矩形状の枠4と、複数の羽板5とを備えて構成され、枠4及び羽板5は、例えば伝熱性の高い金属などを用いて形成されている。また、本実施形態の羽板5は、略矩形板状に形成されており、長手方向(幅方向T1)の両側端部5a、5bを枠4の縦部4aに繋げて横方向に延設されている。また、羽板5は、幅方向T1中央の最下端部5cを挟んで両側端部5a、5b側がそれぞれ所定の勾配をもって傾斜して形成されている。すなわち、羽板5は、最下端部5cから一側端部5aと他側端部5bのそれぞれの側に向かうに従い漸次上方に傾斜して形成されている。
また、羽板5は、図2に示すように、断面視で、短手方向(奥行き方向T2)の中央の最下端部5dを挟んで前後の両端部5e、5f側がそれぞれ所定の勾配をもって傾斜して形成されている。すなわち、羽板5は、最下端部5dから前端部5eと後端部5fのそれぞれの側に向かうに従い漸次上方に傾斜して形成されている。また、この羽板5は、奥行き方向T2中央の最下端部5dから前後の両端部5e、5fに向かうに従い漸次その厚さが小となるように形成されている。
さらに、本実施形態の羽板5は、その表面(上面及び下面の外面5g)に例えば酸化チタンなどの超親水性機能を有する光触媒(親水性の光触媒)を塗布して形成されている。また、羽板5は、例えば伝熱性の高い金属製の第1冷媒流通管6が一体形成されており、この第1冷媒流通管6は、羽板5の奥行き方向T2中央5dに配設され、幅方向T1中央5c側から一側端部5aと他側端部5bに向けて延設されている。さらに、羽板5には、幅方向T1中央の最下端部5cに、上面から下面に貫通するドレイン集水口が設けられている。なお、第1冷媒流通管6は、ドレイン集水口で開口し、このドレイン集水口を挟んで幅方向T1両側にそれぞれ配設されている。また、図1に示すように、このドレイン集水口に連通するドレイン受7及びドレイン受7に繋がる冷媒排出管8が羽板5の最下端部5cの下面側に一体に設けられている。
そして、このように形成した複数の羽板5は、枠4(ルーバー2)の上端部側から下端部側まで、上下方向T3に所定の間隔をあけて並設され、各羽板5は、所定の勾配をもたせて配設されている。
また、各羽板5の第1冷媒流通管6は、羽板5の両側端部5a、5b側にそれぞれ配設され、上下方向T3に延設された第2冷媒流通管9に繋げられている。また、羽板5の両側端部5a、5b側にそれぞれ配設した一対の第2冷媒流通管9は、枠4の下端部側で下端側同士が繋げられている。
一方、冷媒供給装置3は、例えば冷水などの冷媒(本実施形態では冷水)Wを一時的に貯留する縦型蓄熱槽10と、冷媒供給管11と、給送ポンプ12とを備えて構成されている。縦型蓄熱槽10は、その上端部側に最下方の羽板5に設けられた冷媒排出管8が繋げられている。冷媒供給管11は、一端を縦型蓄熱槽10の下端部側に、他端を第2冷媒流通管9に繋げて設けられている。給送ポンプ12は、冷媒供給管11の一端と他端の間に介設されている。
そして、上記のように構成した除湿装置1は、図3に示すように、建物15の外周部に、この建物15の外壁16にルーバー2が沿うようにして設置される。また、ルーバー2は、羽板5が所定の勾配で斜設されるように配設される。
また、このように設置した除湿装置1を備えた本実施形態の建物15には、各階の床面Fと略同一水平面上に上面17aが配されるようにして、除湿装置15と外壁16との間に歩廊17が設けられている。このような歩廊17は、例えばグレーチングなどを用いて形成される。
さらに、本実施形態の建物15は、各階の外壁16部分にガラス窓18が設けられており、また、各階の外壁16部分には、ガラス窓16よりも上部(上部壁16a)と、ガラス窓よりも下部(下部壁(腰壁)16b)とにそれぞれ、外気取り入れ口19が設けられている。また、外気取り入れ口19には、この外気取り入れ口19を開閉する遮蔽機構20が具備されている。この遮蔽機構20は、例えばファイヤーダンパ、ボリュームダンパ、シャッタなどである。さらに、外気取り入れ口19には、フィルタ21が設けられており、このフィルタ21には、サランネット程度から高性能フィルタまで、適宜目的に応じたフィルタ性能を有するフィルタが選択的に用いられている。
ついで、上記構成からなる本実施形態の除湿装置1及びこれを備えた建物15の作用及び効果について説明する。
本実施形態では、はじめに、冷媒供給装置3の給送ポンプ12を駆動し、縦型蓄熱槽10に貯留した冷水(冷媒W)を冷媒供給管11から第2冷媒流通管9、さらに第2冷媒流通管9から各羽板5の第1冷媒流通管6に供給して流通させる。このように冷水Wを第1冷媒流通管6に流通させることによって、各羽板5を冷却させる。
そして、このように各羽板5ひいてはルーバー2を冷却した場合には、外気22がルーバー2の上下に隣り合う羽板5の間を外側から建物15の外壁16に向けて通過するとともに、各羽板5が熱交換器のように機能して外気22が冷却され、外気22中の水分が羽板5の表面5gに結露して除去される。このため、超高層ビルなどの建物15であっても、室内にいる人Mが遮蔽機構20を駆動して外気取り入れ口19を開くと、ルーバー2を通過して除湿された外気22’が外気取り入れ口19から室内に取り込まれる。これにより、室内にいる人Mは、ルーバー2(除湿装置1)で除湿され、順次室内に取り入れられてくるやわらかな外気22’を感じることになる。そして、例えば夏期などの高温多湿時期であっても、ルーバー2で除湿したやわらかな外気22’が室内に取り込まれるため、快適な空気環境が形成され、室内にいる人Mの酷暑感が低減する。
また、このとき、各階の外壁16部分の上部と下部とにそれぞれ、遮蔽機構20を備えた外気取り入れ口19が設けられているため、冬期、夏期、中間期の季節や天候、時間などに応じて(条件に応じて)上部と下部の外気取り入れ口19を選択的に開閉し、選択的に開いた外気取り入れ口19からやわらかな外気22’を室内に取り入れることができる。
さらに、本実施形態では、外気取り入れ口19にフィルタ21が設けられているため、除湿した外気22’がフィルタ21を通過するとともに例えば害虫、花粉、煤塵やその他の不純物が外気22’から除去され、これら不純物を除去した外気22’が室内に取り入れられることになる。
また、建物15の外周部に設置したルーバー2は、建物15の空調負荷、照明電力などのエネルギー削減にも寄与する。すなわち、ルーバー2によって除湿した外気22’を室内に取り入れることで、特に夏期などの高温多湿時期に空調機や外調機などに対する空調負荷が低減する。また、建物15の外周部にルーバー2が設置され、このルーバー2で建物15の外壁16が覆われるため、建物15の直達日射による空調熱負荷も大幅に低減する。さらに、ルーバー2と建物15の外壁16との間の温度が低くなるため、対流熱伝達による空調負荷も低減する。
また、上下に隣り合う羽板5を適度な間隔をあけて並設してルーバー2が形成されているため、照射した太陽光が羽板5で反射し、建物15の外壁16に設けたガラス窓18などを通じて室内にやわらかな間接昼光Sが導入される。このため、この間接昼光Sをアンビエント照明の代替光として利用することにより、照明電力の削減が図れる。
ここで、上記のようにルーバー2の羽板5の間を通過するとともに外気22を冷却して除湿すると、羽板5の表面5gに外気22から奪われた水分が結露する。そして、この結露水W’が水滴の状態で羽板5の表面5gに残ると、羽板5ひいてはルーバー2が汚れ、建物15の外観を損なうおそれがある。また、降雨時に雨水W’’が水滴の状態で羽板5の表面5gに残った場合にも、やはり羽板5ひいてはルーバー2が汚れてしまう。
これに対し、本実施形態では、羽板5が勾配をもたせて配設されているため、羽板5の表面5dに生じた結露水W’は、羽板5の幅方向T1中央の最下端部5cに向けて流れてゆき、この最下端部5cに設けられたドレイン集水口からドレイン受7に集水される。また、降雨時にも、結露水W’と同様に、羽板5の表面5gの雨水W’’が最下端部5cに向けて流れてゆき、ドレイン集水口からドレイン受7に集水される。さらに、本実施形態においては、羽板5の表面5gに超親水性機能を有する光触媒が塗布されているため、結露水W’や雨水W’’は、薄膜状を呈した状態で最下端部5c側に流下してより確実に集水されることになる。これにより、羽板5の表面5gに発生した結露水W’や雨水W’’が水滴として残りにくくなり、且つ光触媒の物理特性によって、ルーバー2に汚れが生じることが防止される。このため、建物15の外観が好適な状態で維持するための清掃などのメンテナンスが不要になり、あるいはメンテナンス頻度が少なくて済む。
さらに、本実施形態では、除湿装置1(ルーバー2)と建物15の外壁16との間に歩廊17が設けられているため、除湿装置1の例えば点検やメンテナンスなどが必要になった場合であっても、作業者が歩廊17を使用することで容易に点検やメンテナンスなどが行える。また、このような歩廊17は、除湿装置によってさわやかな外気22’が流通するため、憩いの場などとしても好適に利用できる。
一方、第1冷媒流通管6を流通して各羽板5を冷却させた後の冷水Wは、ドレイン集水口からドレイン受7に排出される。そして、各羽板5に設けたドレイン受7には、冷媒排出管8が繋げられているため、冷水Wは、ドレイン受7及び冷媒排出管8を通じて縦型蓄熱槽10内に返送される。また、ドレイン受7に集水された結露水W’や雨水W’’も冷水Wと同様に、ドレイン受7及び冷媒排出管8を通じて縦型蓄熱槽10内に取り込まれる。そして、羽板5を介して外気22と熱交換を行い、温度が上がった冷水W(結露水W’、雨水W’’も含む冷媒)が縦型蓄熱槽10に導入された場合であっても、縦型蓄熱槽10に貯留された冷媒Wが温度成層を形成し、上方に温度の高い冷媒Wが、下方に温度の低い冷媒Wが溜まる。このため、給送ポンプ12を駆動するとともに、縦型蓄熱槽10の下方の冷媒(冷水)Wをルーバー2に供給することで、効率的且つ確実に羽板5(ルーバー2)が冷却され、さわやかな外気22’が持続的に建物15の室内に取り込まれることになる。
したがって、本実施形態の除湿装置1及びこれを備えた建物15においては、冷水W(冷媒)が流通してルーバー2の羽板5が冷却され、建物15の外側から上下に隣り合う羽板5の間を外気22が通過することでこの外気22を冷却することができる。このように外気22を冷却することによって外気中の水分が除去され、建物15の外側から通過するとともに外気22を除湿することが可能になる。そして、除湿した外気22’を建物15の内側に取り入れることで、建物15の室内にいる人Mにさわやかな外気を感じさせることが可能になる。これにより、例えば夏期などの高温多湿時期に酷暑感を低減させることが可能になる。
また、除湿装置1を建物15の外周部に設置して除湿した外気22’を建物15の内側(室内)に取り入れるようにすることで、空調機や外調機などに対する空調負荷を低減させることが可能になる。さらに、複数の羽板5を上下に適度な間隔をあけて配設することによって、やわらかな間接昼光Sを室内に取り入れることも可能になり、この間接昼光Sをアンビエント照明の代替光として利用するなどして照明電力を削減することが可能になる。このため、除湿装置1を建物15の外周部に設置することで、空調負荷、照明電力などの多くのエネルギーを削減することも可能になる。
また、羽板5が勾配をもたせて配設され、この羽板5の最下端部5cにドレイン集水口が設けられているため、羽板5の表面5gに発生した結露水W’や、羽板5の表面5gに付着した雨水W’’は、羽板5の最下端部5c側に流れてゆき、ドレイン集水口から排出される。これにより、結露水W’や雨水W’’が羽板5の表面5gに水滴として残ることがなく、羽板5ひいてはルーバー2に汚れが生じることを抑制(防止)できる。
さらに、羽板5の表面5gに親水性の光触媒を塗布しておくことで、外気22を除湿することにより生じた結露水W’や雨水W’‘を薄膜状で流下させて羽板5の表面5gから除去することが可能になる。これにより、羽板5の表面5gに生じた結露水W’や雨水W’‘が水滴として残りにくくなり、また、光触媒の物理特性によって、ルーバー2に汚れが生じることを確実に抑制(防止)できる。
また、除湿装置1を通過して除湿した外気22’を建物15の内側に取り入れるための外気取り入れ口19が設けられ、この外気取り入れ口19に遮蔽機構20が具備されているため、この遮蔽機構20を操作し、季節、天候、時間などに応じて任意に外気取り入れ口19を開閉できる。これにより、確実且つ任意にさわやかな外気22’を取り入れることが可能になる。
さらに、外気取り入れ口19にフィルタ21が設けられていることにより、害虫、花粉、煤塵、その他の不純物を外気22’からフィルタ21で除去することができ、不純物を除去した外気22’を建物15の内側に取り入れることが可能になる。
また、除湿装置1と建物15の外壁16との間に設けた歩廊17を使用して、除湿装置1の点検、メンテナンスなどを行うことが可能になる。また、この歩廊15を憩いの場などとして利用することも可能になる。
そして、このように、本実施形態に係る除湿装置1は、環境を配慮した機能性ファサードとして使用できるため、例えば、SC(ソーラーサーキット)の建物15に適用すると、特に上記効果を確実且つ十分に発揮するものとなる。
以上、本発明に係る除湿装置及びこれを備えた建物の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態では、冷媒が冷水Wであるものとし、冷媒供給装置3が縦型蓄熱槽10と冷媒供給管11と給送ポンプ12とを備えて構成されているものとしたが、冷媒Wは必ずしも冷水(水)を用いる必要はなく、また、冷媒供給装置3、すなわち冷熱源は、除湿装置1のルーバー2を冷却することができれば、特に限定を必要とするものではない。例えば、ドレインその他の水を利用した水冷ヒートポンプや空冷ヒートポンプで冷媒Wをそのままルーバー2(除湿装置1)に供給するなどしてもよい。
1 除湿装置
2 ルーバー
3 冷媒供給装置
4 枠
5 羽板
5a 一側端部
5b 他側端部
5c 最下端部
5d 最下端部
5e 前端部
5f 後端部
5g 表面(外面)
6 第1冷媒流通管
7 ドレイン受
8 冷媒排出管
9 第2冷媒流通管
10 縦型蓄熱槽
11 冷媒供給管
12 給送ポンプ
15 建物
16 外壁
16a 上部壁
16b 下部壁
17 歩廊
17a 上面
18 ガラス窓
19 外気取り入れ口
20 遮蔽機構
21 フィルタ
22 外気
22’ 除湿した外気
F 床面
M 人
S 間接昼光
T1 幅方向(長手方向)
T2 奥行き方向(短手方向)
T3 上下方向
W 冷水(冷媒)
W’ 結露水
W’’ 雨水

Claims (7)

  1. 建物の外周部に設置され、前記建物の外側から内側に取り入れる外気が通過するとともに該外気を冷却して除湿する除湿装置であって、
    冷媒が流通して冷却される複数の羽板を上下方向に所定の間隔をあけて並設してなるルーバーを備えて構成されていることを特徴とする除湿装置。
  2. 請求項1記載の除湿装置において、
    前記ルーバーは、前記羽板が勾配をもたせて配設され、該羽板の最下端部にドレイン集水口を設けて形成されていることを特徴とする除湿装置。
  3. 請求項1または請求項2に記載の除湿装置において、
    前記羽板の表面に親水性の光触媒が塗布されていることを特徴とする除湿装置。
  4. 請求項1から請求項3のいずれかに記載の除湿装置を備えていることを特徴とする建物。
  5. 請求項4記載の建物において、
    前記除湿装置を通過して除湿した外気を前記建物の内側に取り入れるための外気取り入れ口が設けられ、
    前記外気取り入れ口には、該外気取り入れ口を開閉する遮蔽機構が具備されていることを特徴とする建物。
  6. 請求項4または請求項5に記載の建物において、
    前記除湿装置を通過して除湿した外気を前記建物の内側に取り入れるための外気取り入れ口が設けられ、
    前記外気取り入れ口には、除湿した外気が通過するとともに該外気から不純物を除去するためのフィルタが設けられていることを特徴とする建物。
  7. 請求項4から請求項6のいずれかに記載の建物において、
    前記除湿装置と前記建物の外壁との間に歩廊が設けられていることを特徴とする建物。
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