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    公开号:WO1989003499A1
    申请号:PCT/EP1988/000807
    申请日:1988-09-07
    公开日:1989-04-20
    发明作者:Michael Christ；Wolfgang Teichmann
    申请人:Süddeutsche Kühlerfabrik Julius Fr. Behr Gmbh & Co；
    IPC主号:B01D51-00
    专利说明:
    [0001] Verfahren und Einrichtung zum Abscheiden von
    [0002] kondensierbaren Schadstoffen
    [0003] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfah¬ ren und eine Einrichtung zum Abscheiden von kondensier¬ baren Schadstoffen und festen Partikeln aus dem Proze߬ gas bzw. der Abluft insbesondere einer Textilverede¬ lungsanlage, wie beispielsweise einem Trockner, oder einer Beschichtungsanlage beipielsweise in der Papier¬ oder Kunststoffindustrie, nach dem Oberbegriff des An¬ spruchs 1 bzw. dem des Anspruchs 5.
    [0004] Bei einem bekannten Verfahren bzw. einer bekannten Ein- richtung wird die Abluft aus einer Anlage zunächst ei¬ nem mechanischen Vorfilter und dann der Endfiltervor¬ richtung in Form eines Glasfasertiefbett-Filters zuge¬ führt. Besitzt die zu reinigende Abluft eine Temperatur zwischen 40°C und 8θ°C bzw. eine solche von mehr als 80°C so erfolgt zwischen dem Vorfilter und der Endfil- tervorrichtung eine ein- bzw. zweistufige Abluftkühlung über eine bzw. zwei Wärmetauscherstufen. Erst wenn die zu reinigende Abluft vor Eintritt in die Endfiltervor¬ richtung auf etwa 40°C abgekühlt ist, wird sie der Endfiltervorrichtung zugeführt, in der allein die in Aerosolform vorliegenden Verunreinigungen (kondensier¬ bare Schadstoffe und feste Partikel) abgeschieden und in Form eines Kondensates abgezogen werden. Im folgen¬ den werden deshalb die kondensierbaren Schadstoffe und die festen Partikel, insbesondere deren Dispersionen als Aerosole bezeichnet.
    [0005] Dieses bekannte Verfahren bzw. diese bekannte Einrich¬ tung besitzt insbesondere den Nachteil, daß der Haupt- anteil der Aerosolabscheidung durch die mechanische Endfiltervorrichtung vorgenommen werden muß, was dazu führt, daß das dazu verwendete Glasfasertiefbett-Filter sehr aufwendig und voluminös ist. Nicht nur die notwen¬ dige Größe des Glasfasertiefbett-Filters sondern auch das Vorsehen des genannten mechanischen Vorfilters be¬ dingt einen erheblichen Druckverlust im Abluftstrom, der durch entsprechend dimensionierte Ventilatoren aus¬ zugleichen ist. Alle diese Maßnahmen führen darüber hinaus zu erheblichen Investitionskosten.
    [0006] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfah¬ ren bzw. eine Einrichtung zum Abscheiden von konden¬ sierbaren Schadstoffen und festen Partikeln der ein¬ gangs genannten Art zu schaffen, bei dem bzw. bei der bereits beim Vorfiltern eine erhebliche Abscheidung aus der Abluft möglich ist.
    [0007] Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren bzw. einer Ein¬ richtung zum Abscheiden von kondensierbaren Schadstof- fen und festen Partikeln der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 bzw. durch die im Kennzeichen des Anspruchs 5 angegebenen Merkmale ge¬ löst.
    [0008] Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird bereits beim Vorfiltern mit Hilfe einer Abkühlung der Abluft (unter den Taupunkt der Aerosole) eine Abscheidung von konden¬ sierbaren Schadstoffen und festen Partikeln bzw. Aero¬ solen und damit ein Abzug des dadurch anfallenden Kon- densats erreicht. Dies kann bereits einen Anteil bis zu 6,0 % der abzuscheidenden Aerosole ausmachen. Dies be¬ deutet, daß die mechanische Endfiltervorrichtung we¬ sentlich kompakter und kleinbauender ausgeführt werden kann, da sie nur noch einen Teil der bisher aus der Abluft auszuscheidenden Aerosolmenge aufzunehmen bzw. auszuscheiden hat. Dies heißt gleichzeitig, daß die Druckverluste im Abluftstrom geringer sind, und daß die Ventilatoren kleiner dimensioniert werden können. Dies alles führt zu Investitionseinsparungen. Dabei wird gemäß Anspruch 2 insbesondere auch mehr als 100°C warme Luft abgekühlt.
    [0009] Zweckmäßigerweise sind gemäß den Merkmalen des An¬ spruchs 3 bzw. des Anspruchs 6 zwei Wärmetauscherstufen vorgesehen, von denen die eine Kühlluft und die andere entweder ebenfalls Kühlluft oder zur Erzielung einer höheren Wärmetauscherleistung Kühlwasser verwendet. In weiterer Ausgestaltung wird gemäß den Merkmalen der An¬ sprüche 3 bzw. 4 und der Ansprüche 7, 8 und 15 zur Ver- ringerung des äußeren Energiebedarfs die warme Kühlluft bzw. das warme Kühlwasser als Wärmerückgewinnungsträger oder als Abwärmeverwertungsträger verwendet.
    [0010] Eine bevorzugte kompakte konstruktive Ausgestaltung einer Einrichtung ergibt sich durch die Merkmale des Anspruchs 11, wobei zweckmäßigerweise für eine Verein¬ fachung beim Abziehen des Kondensates die Merkmale des Anspruchs 12 vorgesehen sind.
    [0011] Die bevorzugte Anordnung von Gebläseeinrichtungen für die Abluft ist Gegenstand der Ansprüche 9 und 10. Um den Anteil der Beaufschlagung der Wärmetauscherstufen bzw. der Endfiltervorrichtung mit Abluft steuern zu können, dienen die Merkmale des Anspruchs 13- Für das vorübergehende Trennen der Wärmetauscherstufen oder der Endfiltervorrichtung von der Abgasleitung, beispiels¬ weise zum Zwecke der Reinigung, Reparatur oder derglei¬ chen, ist die Ausgestaltung gemäß Anspruch 14 von Vor¬ teil.
    [0012] Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert ist. Es zeigt:
    [0013] Fig. 1 in schematischer blockartiger Darstellung eine Einrichtung zum Abscheiden von Aero¬ solen aus der Abluft eines Trockners ei- ner Textilveredelungsanlage
    [0014] und
    [0015] Fig.. 2 in perspektivischer Darstellung eine kon¬ struktive Ausführung bzw. Variante der Einrichtung nach Fig. 1. Die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung 11 zum Abschei¬ den von kondensierbaren Schadstoffen und festen Parti¬ keln bzw. deren Dispersionen, hier als Aerosole be¬ zeichnet, aus der Abluft eines Trockners 12 einer Tex- tilveredelungsanlage verwendet außer einem mechanischen Endfilter 13, nach welchem die Aerosole in sehr hohem Maße aus der Abluft abgeschieden worden sind, zum Vor¬ filtern bzw. Vorabscheiden von Aerosolen eine Wärme¬ tauschervorrichtung 14, die beim Ausführungsbeispiel aus einer ersten Stufe in Form eines Luft/Luft-Wärme¬ tauschers 16 und aus einer zweiten Stufe in Form eines Luft/Wasser-Wärmetauschers 17 zusammengesetzt ist.
    [0016] Die Abluft bzw. jeweils ein Teil der verbrauchten Pro- zeßluft aus dem Trockner 12 wird mit Hilfe eines Geblä¬ ses 18, das zwischen der Wärmetauschervorrichtung 14 und dem mechanischen Endfilter 13 angeordnet ist, über eine Rohrleitung 19, 20 durch den Abluftteil 21 des Luft/Luft-Wärmetauschers 16 und über eine weitere Rohr- leitung 22, 24 durch den Abluftteil 23 des Luft/Was¬ ser-Wärmetauschers 17 ab- bzw. hindurchgesaugt.
    [0017] Der jeweilige Abluftteil 21 bzw. 23 der Wärmetauscher 16, 17 ist von einer Kurzschlußleitung 26 bzw. 27 über- brückt, wobei sowohl in dieser als auch in den Rohrlei¬ tungen 19, 20, 22 und 24 jeweils Ventile bzw. Luftklap¬ pen 28, 29 und 31 bis 3 vorgesehen sind.
    [0018] Dem Kühlteil 36 des Luft/Luft-Wärmetauschers 16 wird über ein Gebläse 37 Raumluft bzw. Frischluft über eine Rohrleitung 38 zugeführt, wobei die erwärmte Kühlluft ausgangsseitig des Wärmetauschers 16 über eine Rohrlei¬ tung 39 dem Trockner 12 zur Wärmerückgewinnung rückge¬ führt wird. Dabei kann diese erwärmte Kühlluft entweder unmittelbar als Prozeßgas bzw. -luft im Trockner 12 oder zum Erwärmen des Prozeßgases bzw. des zu erneuern¬ den Teils des Prozeßgases im Trockner 12 über einen Wärmetauscher eingesetzt werden.
    [0019] Dem Kühlteil 41 des Luft/Wasser-Wärmetauschers 17 wird Frischwasser über eine Rohrleitung 42 zugeführt, wobei das erwärmte Kühlwasser über eine Rohrleitung 43 abge¬ führt wird und zur Abwärmeverwendung einem Fremdsystem, wie beispielsweise einer Warmwasser-Heizungsanlage, einem Brauchwassersystem oder dgl. unmittelbar oder über einen Wärmetauscher zugeführt wird. Es versteht sich, daß der Wärmetauscher 17 auch als Luft/Luft-Wär¬ metauscher ausgebildet sein kann.
    [0020] Mit dieser Wärmetauschervorrichtung 14 als Vorfilterung bzw. Vorabscheiden wird folgendes bewirkt:
    [0021] Die Abluft aus dem Trockner 12 in der Rohrleitung 19 hat eine Temperatur von etwa 170°C, wobei Schadstoffe in Form von Aerosolen in der Größenordnung von bei¬ spielsweise etwa 173 mg/Nm3 enthalten sind. In dem Luft/Luft-Wärmetauscher 16 wird die Abluft auf etwa 100°C (unter den Taupunkt bestimmter Aerosole) abge¬ kühlt, wodurch aufgrund der dadurch entstehenden Kon- densation und Bindung der Schadstoffe an das entstehen¬ de Kondensat ein erheblicher Teil der Schadstoffe durch einen hier nicht dargestellten Kondensatabzug abge¬ schieden werden kann. Wird zum Kühlen beispielsweise Frischluft in Form von Raumluft mit einer .Temperatur von 28°C zugeführt, ergibt sich eine Erhöhung der Tem¬ peratur der Kühlluft nach der Wärmetauscherstufe 16 in der Rohrleitung 39 auf 127°C.
    [0022] Die bereits bis zu einem gewissen Grad von Aerosolen befreite Abluft wird daraufhin dem Luft/Wasser-Wärme- tauscher 17 zugeführt, an dessen Ausgang die Abluft in der Rohrleitung 24 eine Temperatur von 65°C aufweist. Auch in dieser Wärmetauscherstufe 17 erfolgt durch die Abkühlung der Abluft auf unterhalb des Taupunkts weite- rer Aerosole eine Kondensation, so daß mit dem Konden¬ sat ein weiterer erheblicher Teil an Schadstoffen bzw. Aerosolen in nicht dargestellter Weise abgezogen werden kann. Am Ende dieser Wärmetauschervorrichtung 14 ist in der Abluft ein um 60 % verminderter Anteil an Schad- Stoffen bzw. Aerosolen, also nur noch in der Größenord¬ nung von beispielsweise etwa 56 mg/Nm3 enthalten. Wird dem Luft/Wasser-Wärmetauscher 17 Kühlwasser mit einer Temperatur beispielsweise 12°C zugeführt, so wird bei den genannten Bedingungen das Kühlwasser auf eine Tem- peratur von beispielsweise etwa 55°C erwärmt und durch die Rohrleitung 43 abgeführt.
    [0023] Von den restlichen 40 % an Schadstoffen bzw. Aerosolen in der Abluft wird ein großer Teil in dem mechanischen Endfilter 13 abgeschieden, dem die Abluft über eine Rohrleitung 46 zugeführt wird. Das mechanische Endfil¬ ter 13 besitzt eine dreistufige Filterung bzw. Abschei¬ dung, für die in der ersten Stufe Profilbleche 47, in der zweiten Stufe Metallfasern 48 und in der dritten Stufe Filtermatten 49 vorgesehen sind. Ausgangsseitig wird die noch beispielsweise etwa 50°C warme Abluft aus dem Filter 13 über eine Rohrleitung 51 und ein weiteres Gebläse 52 zum Ausgleich des Druckabfalls im Endfilter 13 abgesaugt und über eine Rohrleitung 53 und einen Kamin 54 ausgeblasen. Auch das mechanische Endfilter 13 ist von einer Kurzschlußleitung 56 überbrückt, wobei in den Rohrleitungen 51 und 53 und der Kurzschlußleitung 56 Ventile bzw. Luftklappen 57, 58 bzw. 59 vorgesehen sind. Fig. 2 zeigt in einer Variante eine konstruktiv ausge¬ führte Einrichtung 11 ' entsprechend der schematisch dargestellten Einrichtung 11 in Fig. 1. Der Trockner 12', der mehrere Abteilungen 61 umfaßt, wird über ein Gebläse 62 mit umgewälzter und teilweise erneuerter Prαzeßluft versorgt, die in einem Wärmetauscher 63 mit der über die Rohrleitungen 39' zugeführten, erwärmten Kühlluft, aufgeheizt wird. Jede der Abteilungen 61 des Trockners 12' ist mit einem Zwillingsrohr 64 versehen, das die Abluftrohrleitung 19' und die Rohrleitung 39' für die erwärmte Kühlluft aufnimmt. Die Rohrleitungen 19' und 39' der Zwillingsrohre 64 münden in jeweils eine Sammelrohrleitung 66, 67, die parallel zueinander und übereinander angeordnet sind und von denen die Sam- melrohrleitung 66 für die Abluft mit der Rohrleitung 19'' zum Luft/Luft-Wärmetauscher 16' und die Sammel¬ rohrleitung 67 mit der Rohrleitung 39'' vom Kühlteil 36* des Luft/Luft-Wärmetauschers 16' verbunden ist.
    [0024] Der Luft/Luft-Wärmetauscher 16' besitzt ein isoliertes Gehäuse 68, in welchem Kreuzstrom-Platten-Wärmetau¬ scherelemente 69 leicht ausbaubar untergebracht sind. Vor den Wärmetauscherelementen 69 sind durch Türen gut zugänglich Flusensiebe angeordnet. An einer Seite des Gehäuses 68 ist in nicht dargestellter Weise das Geblä¬ se zur Zuführung der Frischluft vorgesehen. Eingangs- seitig am Wärmetauscher 16' ist die Rohrleitung 19'' mit einer Luftklappe 31' und die Ausgangsrohrleitung 20' mit einer Luftklappe 32' versehen. Auch hier sind die beiden Rohrleitungen 19' und 20' durch eine mit einer Luftklappe 28' versehene Kurzschlußleitung 26' verbunden. Über die mit einer Luftklappe 33' versehene Rohrleitung 22' ist der Luft/Wasser-Wärmetauscher 17' angeschlos¬ sen. Der Aufbau dieses Wärmetauschers 17' entspricht im wesentlichen dem der ersten Wärmetauscherstufe 16'. Durch die höhere Leistung des Luft/Wasser-Wärmetau¬ schers 17' ist eine größere Kondensation möglich. Un¬ mittelbar an eine Seitenwand 72 des Gehäuses 71 der zweiten Wärmetauscherstufe 17' grenzt das Gehäuse 73 des mechanischen Endfilters 13' an, wobei ein Durchgang 74 für die Abluft vorgesehen ist. Der Aufbau des mecha¬ nischen Endfilters 13' kann dem des Endfilters 13 der Fig. 1 entsprechen oder zweigeteilt in Form eines mit Filtermatten ausgestatteten Teils und in Form eines Tropfenabscheiderteils vorgesehen sein.
    [0025] Die mit einer Luftklappe 58' versehene Ausgangsleitung 51' ist einerseits über eine Kurzschlußleitung 56', die eine Luftklappe 59' enthält, mit der Zugangsrohrleitung 22' des Wärmetauschers 17' verbunden und führt anderer- seits über die Rohrleitung 53' und ein Gebläse 52' zu einem Kamin 54' .
    [0026] Beim dargestellten Ausführungsbeispiel stehen die Wär¬ metauschervorrichtung 14' bzw. die beiden Wärmetauscher 16', 17' und das Endfilter 13' erhöht auf einem Gestell 76, unter dem Abzugsrohrleitungen 77, 78, 79, 80 von den Wärmetauschern 16', 17', dem Endfilter 13' und dem Kamin 54' bodenseitig zu einer Sammelabzugsleitung 81 geführt sind , die mit einem Kondensatauffangbehälter 82 verbunden ist.
    [0027] Das Verfahren zum Abscheiden von Schadstoffen bzw. Ae¬ rosolen ist bei der Einrichtung 11 ' nach Fig. 2 prinzi¬ piell derselbe wie bei der Einrichtung 11 nach Fig. 1, wobei jedoch die beispielsweise 170°C warme Abluft zwar in der ersten Stufe ebenfalls auf 100°C abkühlt, in der zweiten Wärmetauscherstufe 17' jedoch auf etwa 40°C heruntergekühlt werden kann. Auch dadurch ist die Ab¬ luft vor dem mechanischen Endfilter 13' soweit abge- kühlt, daß die meisten Schadstoffe als feinste Tropfen vorliegen und mechanisch abgeschieden werden können.
    [0028] Die vorliegende Erfindung kann nicht nur bei Textilver¬ edelungsanlagen eingesetzt werden, sondern auch bei Beschichtungsanlagen beispielsweise in der Papier- und Kunststoffindustrie.
    权利要求:
    Claims

    10
    15 P a t e n t a n s p r ü c h e
    20 1. Verfahren zum Abscheiden von kondensierbaren Schadstoffen und festen Partikeln aus dem Proze߬ gas bzw. der Abluft insbesondere einer Textilver¬ edelungsanlage, wie beispielsweise einem Trockner, oder einer Beschichtungsanlage, beispielsweise in
    25 der Papier- oder Kunststoffindustrie, bei dem die
    Abluft vorgefiltert, abgekühlt und durch eine mechanische Endfiltervorrichtung gebracht wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Vorfiltern der warmen Abluft durch deren
    30 Abkühlung unter den Taupunkt der kondensierbaren
    Schadstoffe und dispergierten festen Partikeln erfolgt, und daß das dadurch entstehende, Verun¬ reinigungen enthaltende Kondensat abgezogen wird.
    35 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e ¬ g e k e n n z e i c h n e t , daß mehr als 100°C warme Abluft zum Vorfiltern abgekühlt wird.
    3- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Abluft nacheinander in vorzugsweise zwei Wärmetauscher- Stufen vorgefiltert und das Kondensat in jeder Stufe abgezogen wird und daß die in der ersten
    Wärmetauscherstufe verwendete Kühlluft ausgangs¬ seitig zur Erwärmung der dem Prozeß zugeführten Luft verwendet wird..
    4. Verfahren nach Anspruch 3, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß das in der zweiten Wärmetauscherstufe verwendete Kühlwasser oder Kühlluft ausgangsseitig zur Abwärmeverwertung ver- wendet wird.
    5. Einrichtung zum Abscheiden von kondensierbaren Schadstoffen und festen Partikeln aus dem Prozeß- gas bzw. der Abluft, insbesondere einer Textilver¬ edelungsanlage, wie beispielsweise einem Trockner, oder einer Beschichtungsanlage, beispielsweise in der Papier- oder Kunststoffindustrie, mit einer Vorrichtung zum Vorfiltern und einer mechanischen Endfiltervorrichtung, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß die Vorrichtung (14, 14') zum Vorfiltern der Abluft durch minde- stens eine Wärmetauscherstufe (16, 17; 16', 17') gebildet ist, die mit einem Kondensatabzug (77 bis 82) versehen ist.
    6. Einrichtung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß die Vorrichtung (14, 14') zum Vorfiltern der Abluft durch vorzugs¬ weise zwei Wärmetauscherstufen (16, 17; 16', 17') gebildet ist, die jeweils einen separaten Konden¬ satabzug (77 bis 82) aufweisen und von denen die erste Stufe durch einen Abluft/Luft-Wärmetauscher (16, 16') und die zweite Stufe durch einen Ab¬ luft/Wasser- oder Abluft/Luft-Wärmetauscher (17, 17' ) gebildet ist.
    7. Einrichtung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Kühlluft- ausgang (39, 39') der ersten Wärmetauscherstufe
    (16, 16') mit einem Prozeßlufteingang der Textil¬ veredelungsanlage (12), der Beschichtungsanlage oder dergleichen verbunden ist.
    8. Einrichtung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Kühlluft¬ ausgang (39, 39') der ersten Wärmetauscherstufe (16, 16') mit einem von der Prozeßluft dürchström- ten Wärmetauscher (63) der Textilveredelungsanlage
    (12), der Beschichtungsanlage oder dergleichen verbunden ist. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in der Abluftleitung (51, 53, 54; 51', 53', 54') ein der Endfiltervorrichtung (13; 13') nachge¬ schaltetes Gebläse (52; 52') vorgesehen ist.
    10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in der Abluftleitung nach der Wärmetauscherstufe
    (16) bzw. den Wärmetauscherstufen (16 und 17) und vor der Endfiltervorrichtung (13) ein Gebläse (18) angeordnet ist.,
    11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die beiden Wärmetauscherstufen (16, 17; 16', 17') in einem Abstand voneinander angeordnet und durch eine Rohrleitung miteinander verbunden sind und daß an die zweite Wärmetauscherstufe (17') angren¬ zend die mit einem Kondensatabzug (79) versehene mechanische Endfiltervorrichtung (13') angeordnet ist.
    12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die einzelnen Kondensatabzüge (77 bis 80) mitein- ander verbunden und einem gemeinsamen Kondensat¬ sammler (82) zugeführt sind. 13- Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, d a d u r c'h g e k e n n z e i c h n e t , daß der jeweilige Abluftteil (21, 23) der Wärmetausch¬ erstufen (16, 17; 16', 17') und/oder die Endfil¬ tervorrichtung (13; 13') mit einer Kurzschlußlei¬ tung (26, 27, 56; 26', 56') versehen ist in der Ventile bzw. Luftklappen (28, 29, 59; 28' 59') angeordnet sind.
    14. Einrichtung nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in der Abluft¬ leitung (19, 20, 22, 24, 46, 54) der Wärmetau¬ scherstufen (16, 17) und der Endfiltervorrichtung (13) Ventile bzw. Luftklappen (31 bis 34, 57, 58) vorgesehen sind.
    15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Kühlwasser- bzw. Kühlluftausgang (43) der zweiten Wärmetauscherstufe (17, 17') einem weite¬ ren Wärmetauschersystem zugeführt ist.
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