DE102007003710A1 - Air i.e. ambient air, dehumidifier for use in e.g. living room, has coolant pipeline guided from exit to cooler, from cooler to pre-cooler and from pre-cooler to boiler, which is arranged between cooler and dry air outlet in air channel - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Entfeuchten von Luft mit einer Kälterückgewinnung. Derartige Vorrichtungen kommen insbesondere bei der Entfeuchtung von Raumluft in Wohnräumen, Produktionsräumen, Lagerräumen und anderen gewerblich genutzten Räumen zum Einsatz.The The invention relates to a device for dehumidifying Air with a cold recovery. Such devices come especially in the dehumidification of indoor air in living rooms, Production rooms, warehouses and other commercial used rooms.
Die Ausscheidung einer kondensierbaren Komponente aus einem Gas-/Dampfgemisch durch Unterschreitung des Taupunktes der kondensierbaren Komponente (im folgenden wird von einem Gemisch von Luft und Wasserdampf ausgegangen) ist mit dem Nachteil behaftet, daß neben der latenten Wärme (bzw. Verdampfungsenthalpie des Kühlmittels) auch sensible Wärme (für die Erwärmung des Kühlmittels über die Verdampfungstemperatur) vom Kältemittel aufgenommen wird. Jedoch ist nur der latente Anteil der Wärme für die Trocknung der Luft von Nutzen. Der sensible Anteil wird hingegen nur mitgeschleppt, erhöht die erforderliche Kühl- und Kältemaschinenleistung und die Betriebskosten. Dieser nachteilige Effekt tritt mit sinkendem Partialdruck der auszuscheidenden Dampfkomponente verstärkt auf. Außerdem wird die Luft aufgrund der Aufnahme von sensibler Wärme durch das Kühlmittel stärker abgekühlt, als erforderlich.The Elimination of a condensable component from a gas / vapor mixture by falling below the dew point of the condensable component (in the following, a mixture of air and water vapor is assumed) has the disadvantage that in addition to the latent heat (or evaporation enthalpy of the coolant) also sensitive Heat (for the heating of the coolant over the evaporation temperature) absorbed by the refrigerant becomes. However, only the latent part of the heat is for the drying of the air of use. The sensitive share, however, is only carried along, increases the required cooling and chiller performance and operating costs. This adverse effect occurs with decreasing partial pressure of the excreted Steam component amplified. In addition, the Air due to the absorption of sensible heat by the Cooled coolant more than required.
Zur
Minimierung der latenten Kühlleistung des Luftentfeuchters
ist eine integrierte Kälterückgewinnung vorgeschlagen
worden (
Die bekannte Kälterückgewinnung ist wegen des zusätzlichen Kälterückgewinnungskreislaufes mit Rohrsystem, Kühlmedium, Pumpe, Druckhaltung, Absicherung gegen Überdruck, Druckanzeige, Füll-, Entleer- und Entlüftungsvorrichtungen aufwendig. Die technische Umsetzung dieses Kreislaufverbundsystems ist in einem breiten Einsatzbereich – etwa vom mobilen Kleinentfeuchter bis zu Anwendung in Tiefkühlräumen oder für tiefe Taupunkte – aufgrund der erforderlichen Abtauung bei niedrigen Einsatztemperaturen nur mit einigem Aufwand realisierbar.The known cold recuperation is because of the additional Refrigerant recovery circuit with piping system, Cooling medium, pump, pressure maintenance, protection against overpressure, Pressure gauge, filling, draining and venting devices consuming. The technical implementation of this circulation system is in a wide range of applications - such as mobile Small dehumidifiers up to use in deep-freeze rooms or for low dew points - due to the required Defrost at low temperatures only with some effort realizable.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine weniger aufwendige Vorrichtung zum Entfeuchten von Luft mit Kälterückgewinnung zur Verfügung zu stellen.From that Based on the object of the invention, a less elaborate device for dehumidifying air with cold recovery to provide.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.The The object is achieved by a device having the features of the claim 1 solved. Advantageous embodiments of the device are given in the subclaims.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Entfeuchten von Luft hat
- – eine Vorrichtung zum Führen von Luft mit einem Feuchtlufteintritt und einem Trockenluftaustritt,
- – einen in der Vorrichtung zum Führen der Luft zwischen Feuchtlufteintritt und Trockenluftaustritt angeordneten Kühler,
- – eine Leitung mit einem Eintritt und einem Austritt für Kühlmedium,
- – wobei die Leitung vom Eintritt zum Kühler, vom Kühler zu einem zwischen Feuchtlufteintritt und Kühler in der Vorrichtung zum Führen der Luft angeordneten Vorkühler und vom Vorkühler zu einen zwischen dem Kühler und dem Trockenluftaustritt in der Vorrichtung zum Führen der Luft angeordneten Erhitzer geführt ist.
- A device for guiding air with a moist air inlet and a dry air outlet,
- A cooler arranged in the device for guiding the air between wet air inlet and dry air outlet,
- A conduit with an inlet and an outlet for cooling medium,
- - Wherein the line from the inlet to the radiator, from the radiator to a between humid air inlet and radiator in the device for guiding the air arranged pre-cooler and the precooler is guided to a arranged between the radiator and the dry air outlet in the device for guiding the air heater.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt die Kälterückgewinnung ähnlich dem bekannten Kreislaufverbundsystem durch getrennte Wärmeaustauscher. Es ist jedoch nicht ein kompletter zusätzlicher Kälterückgewinnungskreislauf vorhanden. Vielmehr wird der ohnehin vorhandene Kühlmediumkreislauf genutzt, wobei das ohnehin vorhandene Kühlmedium als Übertragermedium für die Kälterückgewinnung dient. Das Kühlmedium wird nämlich nach dem Verlassen des Kühlers durch einen Vorkühler hindurchgeleitet, der die zu entfeuchtende Luft vor dem Eintritt in den Kühler vorkühlt. Nach dem Austritt aus dem Vorkühler wird das erwärmte Kühlmedium durch einen Erhitzer hindurchgeleitet, der die aus dem Kühler austretende entfeuchtende Luft nacherwärmt. Ein komplettes zusätzliches System mit Rohren, Kühlmedium, Pumpe, Druckhaltung, Absicherung gegen Überdruck, Druckanzeige, Einfüll-, Entleer- und Entlüftungsvorrichtungen entfällt. Dies ist möglich, weil sich das Kühlmedium nach Austritt aus dem aktiv durch das Kühlsystem versorgten Kühler (bei einen Direktverdampfer nach Verdampfung und der zur Regelung erforderlichen Überhitzung) in dem nutzbaren Temperaturbereich für eine Kälterückgewinnung befindet.at the device according to the invention takes place Cooling recovery similar to the known circulation system through separate heat exchangers. It is not one, however complete additional refrigerant recovery circuit available. Rather, the already existing cooling medium circuit used, wherein the already existing cooling medium as a transfer medium for the cold recovery serves. The Cooling medium is namely after leaving the Radiator passed through a precooler, the air to be dehumidified before entering the radiator pre-cooling. After leaving the precooler The heated cooling medium is passed through a heater passed through the dehumidifying emerging from the radiator Reheated air. A complete additional System with pipes, cooling medium, pump, pressure maintenance, protection against overpressure, pressure gauge, filling, draining and deaerators deleted. This is possible, because the cooling medium after leaving the radiator actively supplied by the cooling system (in a direct evaporator after evaporation and for regulation required overheating) in the usable temperature range for a cold recovery.
Um die erforderliche Wärmemenge zu übertragen, wird dasselbe Kühlmedium gegebenenfalls mehrfach zwischen mehreren Vorkühlern und mehreren Erhitzern hin- und hergeführt. Dabei kann das Gegenstromprinzip zur Anwendung kommen, soweit der angestrebte Kälterückgewinnungsgrad dies erfordert. Insbesondere im Bereich der Dampfphase von Kältemitteln ist die nutzbare Enthalpie klein, so daß die Wärmeübertragungsleistung durch die Erhöhung des Massenstromes aufgebracht werden muß. Da das gesamte Kühlregisterpaket aus Kühler, Vorkühler und Erhitzer durch denselben Kühlmittelkreislauf versorgt wird, ist eine Abtauung der gesamten Oberfläche durch erwärmtes Kühlmedium (bei Direktverdampfern Heißgas) möglich.In order to transfer the required amount of heat, the same cooling medium is optionally reciprocated several times between several pre-coolers and several heaters. In this case, the countercurrent principle can be used, as far as the desired degree of cooling recovery requires it. Especially in the vapor phase of refrigerants, the usable enthalpy is small, so that the heat transfer performance by the increase Hung mass flow must be applied. Since the entire cooling coil pack from radiator, pre-cooler and heater is supplied by the same coolant circuit, defrosting of the entire surface by heated cooling medium (with direct evaporators hot gas) is possible.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt in der deutlichen Energieeinsparung gegenüber konventionellen Verfahren, die ohne Kälterückgewinnung arbeiten. Gegenüber Vorrichtungen zum Entfeuchten von Luft ohne Kälterückgewinnung ist zwar der Aufwand der erfindungsgemäßen Vorrichtung wegen der zusätzlichen Wärmeaustauschers und der aufwendigen Luftführung erhöht. Ein Kompressor eines Kältemittelkreislaufes kann jedoch bei gleicher Entfeuchtungsleistung kleiner ausgeführt werden. Die Gesamtkosten können dadurch ungefähr gleich bleiben mit dem Vorteil des deutlich geringeren Verbrauchs gegenüber herkömmlichen Entfeuchtern ohne Kälterückgewinnung. Mit sinkendem Taupunkt erhöht sich das Verhältnis des sensiblen Anteils zum latenten Anteil der Wärme, die der zu entfeuchtenden Luft entzogen wird. Die Kälterückgewinnung erhält dadurch im Bereich niedriger relativer Feuchte und im Tiefkühlbereich eine wesentlich größere Bedeutung. Gegenüber dem bekannten Luftentfeuchter mit Kreislaufverbundsystem zur Kälterückgewinnung ist der apparative Aufwand erheblich geringer, da ein zusätzlicher Kälterückgewinnungskreislauf entfällt. Besonders vor teilhaft ist die erfindungsgemäße Kälterückgewinnung gegenüber dem bekannten Kreislaufverbundsystem bei kleinen mobilen bzw. stationären Anlagen.Of the Advantage of the device according to the invention is in the significant energy savings over conventional ones Procedures that work without cold recovery. Compared to devices for dehumidifying air without cold recovery Although the cost of the device according to the invention because of the additional heat exchanger and the increased costly air flow. A compressor However, a refrigerant circuit can at the same dehumidification performance be made smaller. The total cost can By doing so, staying about the same with the advantage of being clear lower consumption compared to conventional Dehumidifiers without cold recovery. With sinking dew point increases the ratio of the sensitive share to the latent part of the heat, the one to be dehumidified Air is withdrawn. The cold recuperation gets thereby in the range of low relative humidity and in the frozen area a much greater importance. Across from the known dehumidifier with circulation system for cooling recovery the equipment cost is considerably lower, as an additional Cooling recovery circuit is eliminated. Especially before geous is the invention Refrigerant recovery over the known Circulatory system for small mobile or stationary Attachments.
Die zu entfeuchtende Luft kann beispielsweise aufgrund freier Konvektion die Vorrichtung zum Führen der Luft durchströmen. Ferner ist es möglich, daß die zu entfeuchtende Luft mittels eines externen Ventilators oder Gebläses durch die Vorrichtung zum Führen der Luft hindurchgefördert wird, so daß sich der Wärmeübergang zum Vorkühler, Kühler und Erhitzer verbessert. Hierzu ist gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung der Vorrichtung zum Führen der Luft ein Ventilator oder ein Gebläse zum Fördern der Luft vom Feuchtlufteintritt zum Trockenluftaustritt zugeordnet.The Air to be dehumidified may be due, for example, to free convection flow through the device for guiding the air. Furthermore, it is possible that the to be dehumidified Air by means of an external fan or blower through conveyed through the device for guiding the air is, so that the heat transfer to Pre-cooler, radiator and heater improved. For this is according to an embodiment of the invention of Device for guiding the air a fan or a Blower for conveying the air from the moist air inlet assigned to the dry air outlet.
Für eine verbesserte Kälterückgewinnung ist gemäß einer Ausgestaltung die Leitung für Kühlmedium vom Erhitzer zu einem weiteren Vorkühler geführt, der in der Vorrichtung zum Führen der Luft zwischen Feuchtlufteintritt und Kühler angeordnet ist, und vom weiteren Vorkühler zu einem weiteren Erhitzer geführt, der in der Vorrichtung zum Führen der Luft zwischen Kühler und Feuchtluftaustritt angeordnet ist. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist zur weiteren Verbesserung der Kälterückgewinnung das Kühlmedium vom weiteren Erhitzer zu mindestens einer weiteren Anordnung aus einem weiteren Vorkühler und einem nachgeordneten weiteren Erhitzer geführt.For improved cold recovery is according to a Design the line for cooling medium from the heater led to another precooler, in the Device for guiding the air between moist air inlet and cooler is arranged, and the other precooler led to another heater in the device for guiding the air between the radiator and the moist air outlet is arranged. According to another embodiment is to further improve the refrigerant recovery the cooling medium from the other heater to at least one Another arrangement of a further precooler and a led downstream heating another.
Die Vorkühler sind beispielsweise nebeneinander in der Vorrichtung zum Führen der Luft angeordnet. Entsprechendes gilt für die Erhitzer. Zur Verwirklichung eines Gegenstromes ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der weitere Vorkühler zwischen Feuchtlufteintritt und Vorkühler und der weitere Erhitzer zwischen Erhitzer und Trockenluftaustritt angeordnet. Dementsprechend sind gemäß einer weiteren Ausgestaltung mit einer weiteren Anordnung aus einem weiteren Vorkühler und einen weiteren Erhitzer der weitere Vorkühler und der Vorrichtung zum Führen noch näher am Feuchtlufteintritt und der weitere Erhitzer in der Einrichtung zum Führen noch weiter am Trockenluftaustritt angeordnet.The Precoolers are, for example, next to each other in the device arranged to guide the air. The same applies to the heaters. To realize a countercurrent is according to another Design of the additional precooler between damp air inlet and pre-cooler and the other heater between heater and dry air outlet arranged. Accordingly, according to another Embodiment with a further arrangement of a further precooler and another heater the more precooler and the Device for guiding even closer to the moist air inlet and the more heaters in the device for guiding yet further arranged at the dry air outlet.
Für den Kühler kommen verschiedene Bauweisen in Betracht. Gemäß einer Ausgestaltung ist der Kühler ein Rohrschlangenwärmeaustauscher oder ein Rippenrohrwärmeaustauscher. Zur Feuchteausscheidung der Luft genügt die Unterschreitung des Taupunktes an der Kühleroberfläche. Eine Unterschreitung des Taupunktes der gesamten Luftmenge ist nicht erforderlich. Rippenrohrwärmeaustauscher weisen jedoch von den Kernrohren ausgehend zu den Rändern der Rippen Temperaturerhöhungen von einigen Grad Kelvin auf. Infolgedessen vergrößert sich der sensible Anteil der übergangenen Wärme, je höher der Anteil der Rippen an der Gesamtoberfläche ist. Bevorzugt kommt deshalb für den Kühler ein Rohrschlangenwärmeaustauscher zum Einsatz. Ein Rohrschlangenwärmeaustauscher entspricht im wesentlichen einem Rippenrohrwärmeaustauscher, ist jedoch ohne Rippen ausgeführt.For the radiator come in various designs. According to one Embodiment, the cooler is a tube coil heat exchanger or a finned tube heat exchanger. For moisture excretion the air is enough to fall below the dew point at the Cooler surface. A shortfall of the dew point the total amount of air is not required. Have finned tube heat exchanger however, starting from the core tubes to the edges of the Ribs raise temperature increases by a few degrees Kelvin. As a result, the sensitive share increases the heat passed, the higher the Proportion of ribs on the total surface is. Prefers Therefore comes for the cooler a coil heat exchanger for use. A pipe coil heat exchanger corresponds essentially a finned tube heat exchanger, however executed without ribs.
Für den Vorkühler, den weiteren Vorkühler, den Erhitzer und den weiteren Erhitzer können verschiedene Wärmetauscherbauarten zum Einsatz kommen. Gemäß einer Ausgestaltung ist der Vorkühler und/oder der weitere Vorkühler und/oder der Erhitzer und/oder weitere Erhitzer ein Rippenrohrwärmeaustauscher.For the pre-cooler, the further pre-cooler, the heater and the other heaters may have different heat exchanger designs be used. According to one embodiment is the precooler and / or the additional precooler and / or the heater and / or further heaters a finned tube heat exchanger.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Kühlmedium ein Kältemittel, so daß bei der Kälterückgewinnung die Verdampfungsenthalpie des Kühlmediums nutzbar ist. Gemäß einer anderen Ausgestaltung ist das Kühlmedium Kühlsole oder Kaltwasser, wobei nur die latente Wärme des Kühlmediums für den Wärmeübergang und Wärmetransport nutzbar ist.According to one preferred embodiment, the cooling medium is a refrigerant, so that in the cold recovery the Evaporation enthalpy of the cooling medium is available. According to one In another embodiment, the cooling medium is cooling brine or cold water, with only the latent heat of the cooling medium usable for heat transfer and heat transfer is.
Die Erfindung bezieht Ausgestaltungen ein, bei der das Kühlsystem offen ist, so daß für den Betrieb der Vorrichtung ein Kühlmedium bereitgestellt und der Vorrichtung zugeführt und nach dem Wärmeaustausch wieder von der Vorrichtung abgegeben werden muß. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Kühlsystem geschlossen. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung umfaßt das Kühlsystem beim Einsatz von Kältemittel einen Kompressor, einen Kondensator und eine Drossel.The invention relates to embodiments in which the cooling system is open, so that provided for the operation of the device, a cooling medium and supplied to the device and must be discharged again after the heat exchange from the device. According to a preferred Ausgestal The cooling system is closed. According to a further embodiment, the cooling system comprises a compressor, a condenser and a throttle when using refrigerant.
Gemäß einer Ausgestaltung für eine Vorrichtung mit Kühlsole oder Kaltwasser als Kühlmedium umfaßt das Kühlsystem eine Pumpe und eine Kühleinrichtung, durch die dem Kühlmedium Wärme entzogen wird, um das Kühlmedium abzukühlen. Die Kühlvorrichtung ist beispielsweise ein Wärmetauscher, der an einen Kühlkreislauf oder an eine andere geeignete Kältequelle angeschlossen ist.According to one Embodiment for a device with cooling brine or cold water as a cooling medium comprises the cooling system a pump and a cooling device through which the cooling medium Heat is removed to cool the cooling medium. The cooling device is for example a heat exchanger, the to a cooling circuit or to another suitable Cold source is connected.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist unterhalb des Kühler und/oder des Vorkühlers und/oder des weiteren Vorkühlers eine Tauwasserwanne und/oder ein Kondenswassertank angeordnet, um den kondensierten Wasserdampf aus der zu entfeuchtenden Luft zu sammeln.According to one preferred embodiment is below the radiator and / or the pre-cooler and / or the further pre-cooler a condensate tank and / or a condensed water tank arranged to the condensed water vapor from the air to be dehumidified collect.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind sämtliche Elemente der Vorrichtung zu einer baulichen Einheit zusammengefaßt. Die Vorrichtung ist in einem zu entfeuchtenden Raum positionierbar. Sie eignet sich für stationäre oder mobile Ausführungen.According to one further embodiment are all elements of the device combined into a structural unit. The device is positionable in a room to be dehumidified. It is suitable for stationary or mobile versions.
Der mindestens eine Vorkühler und der mindestens eine Erhitzer können getrennte Bauteile sein. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung sind mindestens ein Vorkühler und mindestens ein Erhitzer und/oder mehrere Vorkühler und/oder mehrere Erhitzer Abschnitte eines einzigen Rippenrohrwärmeaustauschers. Dies ermöglicht eine besonders kompakte Ausführung der Vorrichtung.Of the at least one precooler and the at least one heater can be separate components. According to one advantageous embodiment are at least one precooler and at least one heater and / or multiple precoolers and / or multiple heater sections of a single finned tube heat exchanger. This allows a particularly compact design the device.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der anliegenden Zeichnungen von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:The Invention is described below with reference to the accompanying drawings of Embodiments explained in more detail. In the drawings show:
Gemäß
In
dem Luftkanal
In
dem Luftkanal
Ferner
sind in der Vorrichtung zum Führen von Luft zwischen dem
Kühler
Der
Kühler
Durch
eine Kältemittelleitung
Die
Kältemittelleitung
Die
zu entfeuchtende Luft wird auf dem Weg vom Feuchtlufteintritt
Neben
dem Luftkanal
Man
erkennt, daß die Vorkühler
In
den Erhitzern
Für diese Zustandsänderungen wird am Kältemitteleintritt ein geeigneter Volumenstrom eines Kältemittels (z. B. R 134a) mit einer geeigneten Temperatur zur Verfügung gestellt.For these changes in state will occur at the refrigerant inlet a suitable volume flow of a refrigerant (eg R 134a) at a suitable temperature.
Das
Kältemittel wird zunächst dem Kühler
Das
Kältemittel kann grundsätzlich zwischen einer
beliebigen Anzahl Vorkühlern
Der
Zustandsverlauf der Luft ist im hx-Diagramm (
Im
Kühler
Die
Zustandsänderungen des Kältemittels im Kältekreislauf
sind im Mollier-h-, lg p-Diagramm (
Im
Vorkühler
Am
Kältemittelaustritt
In
einen Kondensator erfolgt eine Zustandsänderung entlang
einer Isobaren vom Zustand E nach F. Bei der anschließenden
Drosselung ändert sich der Zustand entlang der Linie f
von F nach A. Beim Zustand A wird das Kältemittel erneut
dem Kältemitteleintritt
Im
Luftkanal
Parallel
zum Luftkanal
Hinter
dem Kondensator
Ferner
sind im Gehäuse eine Drossel
Unterhalb
des einen Vorkühlers
Der
Kompressor
Der
Ventilator
Bei
der Ausführung von
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- - Christoph Kaup in KI Luft- und Kältetechnik 12/2003, Seiten 561 bis 564 [0003] - Christoph Kaup in AI Luft- und Kältetechnik 12/2003, pages 561 to 564 [0003]
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE200710003710 DE102007003710A1 (en) | 2007-01-25 | 2007-01-25 | Air i.e. ambient air, dehumidifier for use in e.g. living room, has coolant pipeline guided from exit to cooler, from cooler to pre-cooler and from pre-cooler to boiler, which is arranged between cooler and dry air outlet in air channel |
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ID=39563771
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2007
- 2007-01-25 DE DE200710003710 patent/DE102007003710A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
R120 | Application withdrawn or ip right abandoned |
Effective date: 20111108 |