JP6986352B2 - 床下除湿システムおよび床下除湿方法 - Google Patents

床下除湿システムおよび床下除湿方法 Download PDF

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Description

開示の実施形態は、床下除湿システムおよび床下除湿方法に関する。
従来、屋外の空気を建物の床下へ吸気する吸気用換気装置と、床下の空気を屋外へ排気する排気用換気装置とを備え、床下の空気を換気することによって床下の除湿を行う床下換気システムがある(例えば、特許文献1参照)。
吸気用換気装置は、建物の南側の基礎立ち上がり部に形成される通風孔に設けられ、比較的乾燥した南側の外気を床下へ吸気する。一方、排気用換気装置は、建物の北側の基礎立ち上がり部に形成される通風孔に設けられ、比較的湿度が高い北側の床下の空気を屋外へ排気する。これにより、床下換気システムには、建物の床下を除湿することができる。
特開2011−237071号公報
しかしながら、上記した床下換気システムは、基礎断熱工法で施工されたような通風孔がない密閉された床下の除湿を行うことができない。
実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、通風孔がない密閉された床下の除湿を行うことができる床下除湿システムおよび床下除湿方法を提供することを目的とする。
実施形態の一態様に係る床下除湿システムは、除湿機と、送風機とを備える。除湿機は、建物の外壁面のうち日当たりが悪い方角に面する外壁面の基礎立ち上がり部が施工された床下に設けられる。送風機は、前記建物の床下に設けられ、前記床下の空気を吸気して前記床下へ送風する。
実施形態の一態様に係る床下除湿システムは、通風孔がない密閉された床下の除湿を行うことができる。
図1は、実施形態に係る床下除湿システムが設置された建物を示す断面模式図である。 図2は、実施形態に係る送風機の外観を示す斜視説明図である。 図3は、実施形態に係る除湿機の構造を示す説明図である。 図4は、実施形態に係る床下除湿システムの構成を示す機能ブロック図である。 図5は、実施形態に係る制御部が実行する処理を示すフローチャートである。 図6は、実施形態の変形例1に係る床下除湿システムが設置された建物を示す断面模式図である。 図7は、実施形態の変形例2に係る床下除湿システムが設置された建物を示す断面模式図である。
以下、添付図面を参照して、本願の開示する床下除湿システムおよび床下除湿方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。図1は、実施形態に係る床下除湿システム1が設置された建物10を示す断面模式図である。
ここでは、基礎断熱工法によって基礎が施工された通風孔がない密閉された床下16を備える建物10に、床下除湿システム1が設置される場合を例に挙げて説明する。図1に示すように、基礎断熱工法によって施工された基礎は、底面の全面に鉄筋コンクリートが敷設されたベタ基礎部11と、ベタ基礎部11の周縁部に立設されて建物10の外周に面する鉄筋コンクリート製の基礎立ち上がり部12とを備える。
かかる建物10の外周に面する基礎立ち上がり部12には、通風孔が設けられず、基礎立ち上がり部12内側面からベタ基礎部11上面の一部まで延在する縦断面視L字形状をした板状の断熱材14が設けられる。また、ベタ基礎部11下面には、防水シート13が敷設される。これにより、床下16は、密閉された空間となり、外部からの湿気の侵入を遮断することができる。
しかしながら、施工当初のベタ基礎部11や基礎立ち上がり部12は、コンクリートに余分な水分が含まれるため、施工から数年間は余剰水分を放散する。また、床下16における中央部や日当たりが悪い側(例えば、北側)の空間では、気温の日較差や室内からの水蒸気の流入等によって結露が発生しやすい。こうして放散される余剰水分や結露は、カビやシックハウス症候群の発生原因の一つとなる。
そこで、図1に示すように、床下除湿システム1は、建物10の外壁面のうち、日当たりが悪い方角に面する外壁面の基礎立ち上がり部12が施工された床下16に設けられる除湿機2を備える。例えば、一般的な日本の建物10の場合、北側が他の方角に比べて日当たりが悪い。このため、床下除湿システム1の除湿機2は、北側の床下に設置される。
なお、建物10は、隣接する他の建物や地形によって日当たりが悪い方角が北側とは限らない。このため、床下除湿システム1の除湿機2は、他の方角に比べて最も日当たりが悪い方角に面する基礎立ち上がり部12が施工された床下に設けられる。なお、除湿機2は、建物10の大引や土台等の構造材に設けられてもよい。
かかる除湿機2は、床下16内の湿気を含んだ空気(図1に示すハッチングを付した矢印参照)を除湿し、除湿空気(図1に示す白抜き矢印参照)を吹き出し口21から吹き出す。これにより、床下除湿システム1は、床下16の中で最も日当たりが悪い方角に面し、結露や水溜りが発生しやすい空間の湿気を含んだ空気を除湿機2によって除湿することができる。
また、除湿機2には、北側の基礎立ち上がり部12の内側面と外側面との間を貫通する貫通孔に挿入され、基端が除湿機2の下端に連結されて終端が屋外へ引き出された排水管22が連結される。そして、除湿機2は、内部へ導入される空気に含まれた水分を結露させることによって空気の除湿を行い、排水管22を通して結露水100を屋外へ排出する。
このように、床下除湿システム1では、除湿によって生じた結露水100を屋外へ排出する排水管22を通す貫通孔を形成する必要があるが、貫通孔の直径が25[mm]程度と非常に小さいため、軽微な工事によって排水管22の設置が可能である。
また、図1に示すように、床下除湿システム1は、床下16内の空気を吸気して床下16内へ送風する送風機3を床下16に備える。これにより、床下除湿システム1は、床下16内の空気を送風機3によって循環させることができる。したがって、除湿機2によって効率的に床下16内の除湿を行わせることができる。
しかも、送風機3は、床下16底面の中央位置に設けられ、送風口31が除湿機2の方へ向けられ、少なくとも送風機3から除湿機2へ向かう方向へ送風する。これにより、送風機3は、床下16底面の中央位置よりも南側の空間に比べて多く湿気を含む床下16底面の中央位置よりも北側の空間の空気を強制的に除湿機2へ送り込むことができる。したがって、除湿機2は、より効率的に床下16内の除湿を行うことができる。
さらに、図1に示すように、床下除湿システム1は、除湿機2における除湿空気の吹き出し口21に一端が連結され、他端が送風機3に連結される送気ダクト4を備える。そして、送風機3は、送気ダクト4を介して除湿機2から吸気する除湿空気と、送風機3近傍の床下16の空気を吸気して送風口31から送風する。
ここで、図2を参照して実施形態に係る送風機3の形状および動作の一例について説明し、図3を参照して実施形態に係る除湿機2の構造および動作の一例について説明する。図2は、実施形態に係る送風機3の外観および動作を示す斜視説明図である。図3は、実施形態に係る除湿機2の構造および動作を示す説明図である。
ここでは、図2および図3に示す構成要素のうち、図1に示す構成要素については、図1に示す符号と同一の符号を付することにより、その詳細な説明は省略する。なお、図2および図3に示す白抜き矢印は、除湿機2によって除湿された除湿空気の流れを示している。また、図2および図3に示すハッチングを付した矢印は、床下16内の湿気を含んだ空気の流れを示している。
図2に示すように、送風機3は、筐体30と、筐体30の一側面に設けられる送風口31と、筐体30の内部に設けられる送風ファン32とを備える。筐体30は、上面に送風機3周辺の床下16内の空気を吸気する第1吸気口33と、一端が除湿機2における除湿空気の吹き出し口21に連結される送気ダクト4の他端が連結されて除湿空気を吸気する第2吸気口34とを備える。
かかる送風機3は、空気の吹出し口となる送風口31を北へ向けて設置され、第1吸気口33から吸気する送風機3周辺の湿気を含んだ空気と、第2吸気口34から吸気する除湿空気とを除湿機2が設けられる北方向へ向けて送風する。
これにより、送風機3は、除湿空気を床下16内に循環させるだけでなく、送風機3周辺の湿気を含んだ空気を強制的に第2吸気口34から吸気して送風することで、送風機3の周辺に湿気を含んだ空気が滞留することを防止することができる。
また、図3に示すように、除湿機2は、筐体20と、筐体20の前面に設けられる除湿空気の吹き出し口21と、筐体20の前面下部に設けられる空気の取り込み口23と、筐体20の内部に設けられるペルチェ素子24とを備える。吹き出し口21には、前述した送気ダクト4の一端が連結される。また、筐体20の底面は漏斗状に形成される。そして、筐体20の下面には、排水管22が連結される。
除湿機2は、内部に備えるペルチェ素子24のペルチェ効果を利用して空気の除湿を行う。ペルチェ素子24は、異なる金属が接合された素子であり、電圧が印加されると対向する2面のうちの一方の面(ここでは、前面)が高温になる発熱面となり、他方面(ここでは、背面)が低温になる吸熱面となる。
除湿機2は、かかるペルチェ効果を利用して除湿を行うために、ペルチェ素子24の吸熱面となる側の面に複数の吸熱板25を備え、発熱面となる側の面に複数の放熱板26を備える。
除湿機2は、ファンを備えていないが、空気の吹き出し口21に連結された送気ダクト4の他端が送風機3の第2吸気口34に連結されているため、送風機3が備える送風ファン32の吸引力によって、空気が吹き出し口21から送気ダクト4へ吸引される。
これにより、除湿機2は、取り込み口23から筐体20の内部へ空気を取り込み、吸熱板25が設けられた送気路へ空気を導入して冷却し、空気に含まれる水分を結露させて滴下する結露水100を排水管22に流下させて屋外へ排水することで空気の除湿を行うことができる。
除湿機2によって除湿された除湿空気は、送風機3の吸引力によって放熱板26が設けられた通気路へ導入され、吹き出し口21から送気ダクト4を介して送風機3の第2吸気口34へ送気される。
また、除湿機2は、ペルチェ素子24の発熱面となる面と対向する吸熱面となる面を北側の基礎立ち上がり部12へ向けた状態で、基礎立ち上がり部12の内側面に設置される。これにより、除湿機2は、ペルチェ素子24の発熱面が屋外側とは逆の床下16側に面するため、例えば、冬場に発熱面で生じる熱によって床下16内の気温を上昇させ、床下16と室内15(図1参照)との気温差を低減することができる。
また、除湿機2は、放熱板26の間を通過して過熱された除湿空気を送気ダクト4から送風機3へ送り、送風機3によって床下16内へ送風することによっても、床下16と室内15との気温差を低減することができる。これにより、除湿機2は、床下16と室内15との気温差による結露の発生を抑制することができる。
また、除湿機2は、空地中に含まれる水分をペルチェ素子24の吸熱面の吸熱反応によって結露させ、滴下する結露水100を排水管22へ流して屋外へ排水する。このように、除湿機2は、結露水100を自由落下させて屋外へ排水するので、排水用のポンプを設けることなく、結露水100の排水を行うことができる。
また、ペルチェ式の除湿機2は、一般に一坪(約3.3平米)程度までの室内を除湿可能とされるが、床下16に設置される場合、室内よりも高さが低く空間の容積が小さいため、送風機3による送風と協働することで10坪〜20坪程度の床下16まで除湿が可能である。
また、ペルチェ式の除湿機2は、コンプレッサーを使用して除湿を行う他の除湿機に比べて小型であるため、高さが低い床下16であっても、ベタ基礎部11の上面よりも上方に設置することができる。これによっても、除湿機2は、排水用のポンプを設けることなく、結露水100を自由落下させて屋外へ排水することができる。
図1へ戻り、床下除湿システム1の説明を続ける。図1に示すように、床下除湿システム1は、建物10の室内15に、除湿機2および送風機3の動作を制御する制御装置5を備える。また、床下除湿システム1は、床板の裏面に設けられて床下16の気温を検知する温度センサ52と、床下16の湿度を検知する湿度センサ53とを備える。
温度センサ52は、検知した床下16の気温を制御装置5へ出力する。湿度センサ53は、検知した床下16の湿度を制御装置5へ出力する。そして、制御装置5は、温度センサ52および湿度センサ53の検知結果に基づいて、除湿機2および送風機3の動作を制御する。
次に、かかる制御装置5の構成および動作について、図4を参照して説明する。図4は、実施形態に係る床下除湿システム1の構成を示す機能ブロック図である。なお、除湿機2、送風機3、温度センサ52、および湿度センサ53については、その機能および動作について説明したため、図1に示す符号と同一の符号を付することによって説明を省略し、ここでは、制御装置5について説明する。
図4に示すように、制御装置5は、制御部50と、タイマ51とを備える。タイマ51は、現在時刻を計時する時計機能を備え、制御部50に接続される。制御部50は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、入出力ポートなどを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。なお、制御部50は、一部または全部がASICやFPGA等のハードウェアで構成されてもよい。
制御部50は、タイマ51、温度センサ52、湿度センサ53、除湿機2、および送風機3に接続され、タイマ51、温度センサ52、および湿度センサ53から取得する情報に基づいて、除湿機2および送風機3の動作制御を行う処理部である。
具体的には、制御部50は、タイマ51から取得する現在時刻に基づき、早朝および夜間を除く時間帯に除湿機2および送風機3を継続的に稼働させ、早朝および夜間の時間帯に除湿機2および送風機3の稼働を停止させる。例えば、制御部50は、8:00〜18:00の時間帯に除湿機2および送風機3を稼働させ、8:00〜18:00以外の時間帯に除湿機2および送風機3を停止させる。
このように、床下除湿システム1は、1日のうちで気温の変動が比較的大きく床下16に結露が生じ易い時間帯に除湿機2および送風機3を稼働させ、気温の変動が比較的小さく結露が生じにくい時間帯に除湿機2および送風機3を停止させる。これにより、床下除湿システム1は、効果的に床下16の除湿を行いつつ、消費電力を低く抑えることができる。
また、制御部50は、温度センサ52から取得する床下16の気温に基づき、床下16の気温が所定温度以上の場合に、除湿機2および送風機3を継続的に稼働させ、床下16の気温が所定温度未満の場合に、除湿機2および送風機3の稼働を停止させる。例えば、制御部50は、床下16の気温が15℃以上の場合に、除湿機2および送風機3を稼働させ、床下16の気温が15℃未満の場合に、除湿機2および送風機3を停止させる。
このように、床下除湿システム1は、夏季の結露発生率が高い床下16の気温が15℃以上の場合に除湿機2および送風機3を稼働させ、結露発生率が低い15℃未満の場合に除湿機2および送風機3を停止させる。これにより、床下除湿システム1は、効果的に床下16の除湿を行いつつ、消費電力を低く抑えることができる。
また、制御部50は、湿度センサ53から取得する床下16の湿度に基づき、床下16の湿度が所定湿度以上の場合に、除湿機2および送風機3を継続的に稼働させ、床下16の湿度が所定湿度未満の場合に、除湿機2および送風機3の稼働を停止させる。例えば、制御部50は、床下16の湿度が60%以上の場合に、除湿機2および送風機3を稼働させ、床下16の湿度が60%未満の場合に、除湿機2および送風機3を停止させる。
このように、床下除湿システム1は、一年を通して結露発生率が高い床下16の湿度が60%以上の場合に除湿機2および送風機3を稼働させ、結露発生率が低い60%未満の場合に除湿機2および送風機3を停止させる。これにより、床下除湿システム1は、効果的に床下16の除湿を行いつつ、消費電力を低く抑えることができる。
なお、床下除湿システム1は、温度センサ52および湿度センサ53を備えない構成であってもよい。かかる構成の場合、床下除湿システム1は、タイマ51によって毎日、所定時間(例えば、9:00〜19:00の10時間)の間、除湿機2および送風機3を稼働させる。かかる床下除湿システム1によれば、温度センサ52および湿度センサ53を設けない分だけ低コストで床下16を除湿可能なシステムを構築することができる。
次に、図5を参照し、実施形態に係る制御部50が実行する処理について説明する。図5は、実施形態に係る制御部50が実行する処理を示すフローチャートである。制御部50は、電源が投入されている間、図5に示す処理を所定周期で繰り返し実行する。
具体的には、図5に示すように、制御部50は、まず、稼働時間か否かを判定し(ステップS101)、稼働時間でないと判定した場合(ステップS101,No)、処理をステップS105へ移す。また、制御部50は、稼働時間であると判定した場合(ステップS101,Yes)、床下16の気温が所定温度以上か否かを判定する(ステップS102)。
そして、制御部50は、床下16の気温が所定温度以上であると判定した場合(ステップS102,Yes)、処理をステップS104へ移す。また、制御部50は、床下16の気温が所定温度以上でないと判定した場合(ステップS102,No)、床下16の湿度が所定湿度以上か否かを判定する(ステップS103)。
そして、制御部50は、床下16の湿度が所定湿度以上でないと判定した場合(ステップS103,No)、処理をステップS106へ移す。また、制御部50は、床下16の湿度が所定湿度以上であると判定した場合(ステップS103,Yes)、除湿機2および送風機3を稼働状態にする(ステップS104)。
続いて、制御部50は、停止時間帯か否かの判定を行い(ステップS105)、停止時間帯であると判定した場合(ステップS105,Yes)、除湿機2および送風機3を停止状態にして(ステップS106)、処理を終了する。また、制御部50は、停止時間でないと判定した場合(ステップS105,No)、処理を終了する。
上述したように、実施形態に係る床下除湿システムは、除湿機と、送風機と、送気ダクトとを備える。除湿機は、建物の外壁面のうち日当たりが悪い方角に面する外壁面の基礎立ち上がり部が施工された床下に設けられる。送風機は、建物の床下に設けられ、床下の空気を吸気して床下へ送風する。
送気ダクトは、除湿機における除湿空気の吹き出し口に一端が連結され、他端が送風機に連結される。送風機は、床下の空気を吸気する第1吸気口と、送気ダクトの他端が連結される第2吸気口とを備え、第1吸気口から吸気する空気および第2吸気口から吸気する除湿空気を送風する。実施形態に係る床下除湿システムは、通風孔がない密閉された床下の除湿を行うことができる。
なお、図1に示した床下除湿システム1の構成は一例であり、種々の変形が可能である。以下、図6および図7を参照し、実施形態の変形例に係る床下除湿システムの構成について説明する。以下では、図6および図7に示す構成要素のうち、図1に示した構成要素と同様の構成要素については、図1に示す符号と同一の符号を付することにより、その説明を省略する。
図6は、実施形態の変形例1に係る床下除湿システム1aが設置された建物10を示す断面模式図である。図7は、実施形態の変形例2に係る床下除湿システム1bが設置された建物10を示す断面模式図である。なお、図6および図7おいても、白抜き矢印は、除湿された除湿空気の流れを示しており、ハッチングを付した矢印は、床下16内の湿気を含んだ空気の流れを示している。
図6に示すように、床下除湿システム1aは、送風機3が床下16底面の中央位置よりも除湿機2に近い位置に設けられ、少なくとも送風機3から除湿機2へ向かう方向とは逆方向(ここでは、南方向)へ送風する点が図1に示す床下除湿システム1とは異なる。
床下除湿システム1aによれば、湿気を含んだ空気が滞留しがちな北側の床下16の空間から送風機3によって強制的に空気を吸気し、南側へ送風することができる。これにより、床下除湿システム1aは、湿気を含んだ空気が比較的湿度が高い北側の床下16に滞留することを抑制することができる。
また、床下除湿システム1aは、湿気を含んだ北側の床下16の空気を南側の床下16へ送風することによって、南側の床下16の比較的乾燥した環境を利用して、湿気を含んだ空気の湿度を低減させることができる。
さらに、床下除湿システム1aは、送風機3によって南へ向けて送風し続けることで、南側の床下16の比較的乾燥した環境によって湿度を低減させた空気を、除湿機2が設置された北側の床下16へ循環させることができる。これにより、床下除湿システム1aは、北側の床下16へ戻ってくる空気を除湿機2によって効果的に除湿することができる。
また、図7に示すように、床下除湿システム1bは、送気ダクト4が設けられない点と、除湿機2aが床下16から空気を吸い込み、吸い込んで除湿した除湿空気を床下16へ吹き出すファン27を備える点が図6に示す床下除湿システム1bとは異なる。これにより、床下除湿システム1bによれば、送気ダクト4を設置する作業およびコストを削減することができる。
また、床下除湿システム1bでは、送気ダクト4が設けられないため、送風機3の吸引力を利用して除湿機2a内に空気を循環させることはできないが、除湿機2aがファン27を備えるため、ファン27によって除湿機2a内に空気を循環させることができる。
これにより、床下除湿システム1bは、床下16に図6に示す空気の流れと同様の空気の流れを形成することができるため、図6に示す床下除湿システム1aと同様に、効果的に床下16の除湿を行うことができる。
また、上述した実施形態にでは、送風機3が一方向へ空気を送風する場合を例に挙げたが、これは一例である。送風機3は、例えば、水平面と平行な複数の方向へ送風する構成であってもよい。かかる送風機3によれば、より効率的に床下16内の空気を撹拌して循環させることができる。
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
1、1a、1b 床下除湿システム
2、2a 除湿機
3 送風機
4 送気ダクト
5 制御装置
10 建物
11 ベタ基礎部
12 基礎立ち上がり部
13 防水シート
14 断熱材
15 室内
16 床下
20、30 筐体
21 吹き出し口
22 排水管
23 取り込み口
24 ペルチェ素子
25 吸熱板
26 放熱板
27 ファン
31 送風口
32 送風ファン
33 第1吸気口
34 第2吸気口
50 制御部
51 タイマ
52 温度センサ
53 湿度センサ
100 結露水

Claims (8)

  1. 建物の北側の床下面における周縁部に立設されて前記建物の外周に面する基礎立ち上がり部の内側面に設置される除湿機と、
    前記建物の床下に設けられ、前記床下の空気を吸気して前記床下へ送風する送風機と
    を備え、
    前記送風機は、
    前記建物の床下面の中央位置に設けられ、少なくとも当該送風機から前記除湿機へ向かう方向へ送風する
    ことを特徴とする床下除湿システム。
  2. 前記除湿機における除湿空気の吹出し口に一端が連結され、他端が前記送風機に連結される送気ダクト
    をさらに備え、
    前記送風機は、
    前記床下の空気を吸気する第1吸気口と、前記送気ダクトの他端が連結される第2吸気口とを備え、前記第1吸気口から吸気する空気および前記第2吸気口から吸気する除湿空気を送風する
    ことを特徴とする請求項1に記載の床下除湿システム。
  3. 前記送風機は、
    水平面と平行な複数の方向へ送風する
    ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の床下除湿システム。
  4. 前記除湿機は、
    ペルチェ素子を備え、前記ペルチェ素子の発熱面となる面と対向する吸熱面となる面を前記基礎立ち上がり部へ向けて当該基礎立ち上がり部の内側面に設置される
    ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の床下除湿システム。
  5. 前記除湿機は、
    空地中に含まれる水分を前記吸熱面の吸熱反応によって結露させ、滴下する結露水を前記基礎立ち上がり部の内側面と外側面との間を貫通する貫通孔に挿入される排水管へ流して屋外へ排水する
    ことを特徴とする請求項4に記載の床下除湿システム。
  6. 早朝および夜間を除く時間帯に前記除湿機および送風機を継続的に稼働させ、早朝および夜間の時間帯に前記除湿機および送風機の稼働を停止させる制御装置
    をさらに備える
    ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の床下除湿システム。
  7. 前記制御装置は、
    前記床下の気温が所定温度以上の場合または前記床下の湿度が所定湿度以上の場合に、前記除湿機および送風機を継続的に稼働させ、前記床下の気温が所定温度未満の場合または前記床下の湿度が所定湿度未満の場合に、前記除湿機および送風機の稼働を停止させる
    ことを特徴とする請求項6に記載の床下除湿システム。
  8. 建物の北側の床下面における周縁部に立設されて前記建物の外周に面する基礎立ち上がり部の内側面に設置される除湿機によって、床下の空気を除湿する工程と、
    前記建物の前記床下面の中央位置に設けられる送風機によって、前記床下の空気を吸気して少なくとも当該送風機から前記除湿機へ向かう方向へ送風する工程と
    を含むことを特徴とする床下除湿方法。
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