DE102008050444C5 - Method for ventilating a room - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Belüftung eines Raumes eines Gebäudes, wobei sich in dem Raum zumindest zeitweise mindestens eine Person aufhalten kann, wobei die Belüftung mit einer Volumenstromregelung erfolgt, die einen Volumenstrom zur Belüftung in den Raum einbringt, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenstrom einen personenabhängigen Variabellüftungsanteil und einen raumbezogenen Grundlüftungsanteil aufweist, wobei die Volumenstromregelung während einer Nutzungszeit des Raumes mit einem Regelalgorithmus erfolgt, der die Beziehung Vsoll = Vmin2 + qp·nberücksichtigt, wobei Vsoll ein Sollvolumenstrom, Vmin2 ein minimaler, konstanter Grundzuluftstrom während einer Nutzungszeit des Raumes, qp ein Personenzuluftstrom pro Person und n die Anzahl der Personen im Raum ist, und wobei der minimale Grundzuluftstrom Vmin2 unter Berücksichtigung einer Raumemission, einer Luftqualität der Zuluft und eines Volumens des Raumes festgelegt wird.A method for ventilating a room of a building, wherein at least one person may be present in the room at least temporarily, wherein the ventilation takes place with a volume flow control, which introduces a volume flow for ventilation in the room, characterized in that the volume flow a person-dependent variable ventilation proportion and a space-related basic ventilation proportion, wherein the volume flow control takes place during a period of use of the room with a control algorithm that takes into account the relationship Vset = Vmin2 + qp, where Vset is a set volume flow, Vmin2 is a minimum, constant base supply flow during a usage time of the room, qp is a passenger inflow rate per person and n is the number of persons in the room, and the minimum basic supply air flow Vmin2 is determined taking into account a room emission, an air quality of the supply air and a volume of the room.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Belüftung eines Raumes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for ventilating a room according to the preamble of claim 1.
Eine Klimatisierung der Räume eines Gebäudes wird in der Planungsphase bei Errichtung des Gebäudes festgelegt. Es wird die Zuluftmenge für die einzelnen Räume und in der Summe für das ganze Gebäude bestimmt. Anhand der gewonnenen lufttechnischen Daten werden dann die Leistungsmerkmale einer lufttechnischen Gebäudeausrüstung festgelegt. Bei einer zentralen Klimaanlage werden ein zentraler Ventilator und Luftkanäle mit Volumenstromreglern und Auslässen sowie eine Befeuchtungsanlage und eine Heiz/Kühlanlage auf den errechneten Bedarf ausgelegt. Auch bei einer dezentralen Lüftung erfolgt eine Auslegung auf den errechneten Bedarf, indem die Leistungsmerkmale von dezentralen Geräten festgelegt werden. Bei Variabel-Volumenstrom-Systemen (VVS-Anlagen) wird der Volumenstrom zur Belüftung eines Raumes durch die Raumtemperatur bestimmt. Ein Temperaturfühler im Raum oder in der Abluft verschiebt Sollwerte von Volumenstromreglern in einer Zu- und Abluftleitung zwischen fest vorgegebenen Maximal- und Minimalwerten, um die vorgegebene Raumtemperatur erreichen zu können. Bei Konstant-Volumenstrom-Systemen (KVS-Anlagen) liegen Luft-Wasser-Systeme vor, bei denen eine Raumlüftung von einer Raumtemperierung getrennt und dadurch der energetische Aufwand für den Lufttransport und die Luftaufbereitung reduziert wird. Der Zu- und Abluftstrom für einen Raum kann auf den hygienisch notwendigen Außenluft-Volumenstrom reduziert werden. Oftmals arbeiten diese Anlagen mit einem zeitlich konstanten Luftwechsel. Bei luftqualitätsgeführten VVS-Anlagen liegt eine von der Luftqualität abhängige Volumenstromregelung vor. Die Qualität der Luft kann mittels Luftqualitätsfühlern ermittelt werden. Die Bestimmung von Kohlendioxyd in der Luft hat sich als Leitwert bei dicht besetzten Versammlungsräumen bewährt. In normalen Büroräumen können Mischgas-Sensoren verwendet werden, die auf oxidierbare, luftfremde Stoffe (VOC) ansprechen, die vom Menschen und Raumeinrichtungen usw. emittiert werden. Mischgassensoren haben sich jedoch bei der Bürolüftung nicht bewährt, da sie selektiv auf Gerüche ansprechen und nicht das Empfinden der menschlichen Nase nachbilden können. Als Kompromiss werden kombinierte VOC-CO2-Sensoren angeboten. Grundsätzlich ist jedoch die Bestimmung der Luftqualität mittels entsprechender Luftqualitätsfühler eine teure Lösung. Schließlich sind manuelle VVS-Anlagen bekannt, bei denen vom Raumbenutzer eine Volumenstromregelanlage ein- beziehungsweise ausgeschaltet wird. Über programmierte Soll-Volumenströme (zum Beispiel dreistufig: min-mid-max) kann der Zuluftstrom vom Raumbenutzer geschaltet werden.An air-conditioning of the rooms of a building is determined in the planning phase when building the building. The supply air volume for the individual rooms and in the sum for the whole building is determined. On the basis of the obtained ventilation data, the performance characteristics of an air-conditioning building equipment are determined. In a central air conditioning system, a central fan and air ducts with volumetric flow regulators and outlets as well as a humidification system and a heating / cooling system are designed for the calculated demand. Even in the case of decentralized ventilation, the design is based on the calculated demand by determining the features of decentralized devices. With variable volume flow systems (VAV systems), the volume flow for ventilating a room is determined by the room temperature. A temperature sensor in the room or in the exhaust air shifts setpoints of volume flow controllers in a supply and exhaust air line between fixed maximum and minimum values in order to reach the specified room temperature. With constant volume flow systems (KVS systems), air-water systems are available in which room ventilation is separated from room temperature control, thereby reducing the energy required for air transport and air conditioning. The supply and exhaust air flow for a room can be reduced to the hygienically required outside air volume flow. Often, these systems work with a constant air exchange. In the case of air-quality-controlled VAV systems, air quality-dependent volume flow control is available. The quality of the air can be determined by means of air quality sensors. The determination of carbon dioxide in the air has proved to be a leading value in densely packed meeting rooms. In normal offices, mixed gas sensors can be used that respond to oxidizable, non-airborne substances (VOCs) emitted by people and space, and so on. Mixed gas sensors, however, have not proven to be effective in office ventilation as they are selective in their response to odors and can not mimic the sensation of the human nose. As a compromise, combined VOC-CO 2 sensors are offered. Basically, however, the determination of air quality by means of appropriate air quality sensor is an expensive solution. Finally, manual VAV systems are known in which the room user switches a volume flow control system on or off. The supply air flow can be switched by the room user via programmed setpoint flow rates (for example three-level: min-mid-max).
Bei allen vorstehend genannten Systemen besteht der Nachteil, dass die Räume, in denen sich keine Person, eine Person oder eine bestimmte Anzahl von Personen aufhalten, ein zu häufiger Luftwechsel pro Zeiteinheit als notwendig stattfindet oder die Zuluftmenge nicht ausreichend ist, also ein nicht ausreichend häufiger Luftwechsel pro Zeiteinheit stattfindet.In all the systems mentioned above, there is the disadvantage that the rooms in which no person, a person or a certain number of people reside, too frequent a change of air per unit of time takes place as necessary or the supply air is not sufficient, so not sufficiently frequent Air change takes place per unit time.
Aus der
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Belüftung eines Raumes eines Gebäudes anzugeben, das stets eine sehr gute Luftqualität im Raum bei niedrigen Kosten zur Verfügung stellt.The invention is therefore based on the object of specifying a method for ventilating a room of a building, which always provides a very good air quality in the room at low cost.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Belüftung mit einer Volumenstromregelung erfolgt, die einen Volumenstrom zur Belüftung in den Raum einbringt, der einen raumbezogenen Grundlüftungsanteil und einen personenabhängigen Variabellüftungsanteil aufweist. Insofern werden zwei unterschiedliche Einflussgrößen berücksichtigt. Die eine, den Grundlüftungsanteil berücksichtigende Einflussgröße ist von raumbezogenen Parametern abhängig. Hierunter sind beispielsweise Raumgröße, Raumvolumen, Gebäudeemissionen, Raumemissionen usw. zu verstehen. Unter Gebäudebeziehungsweise Raumemissionen sind Ausdünstungen von Baukörper, Bodenbelägen, Einrichtungsgegenständen usw. zu subsumieren. Die andere Einflussgröße, der personenabhängige Variabellüftungsanteil, berücksichtigt die Anzahl der sich im Raum aufhaltenden Personen, das heißt, es wird die tatsächlich sich im Raum aufhaltende Anzahl von Personen berücksichtigt, die sich gleichzeitig im Raum aufhält. Dies kann keine Person, eine Person oder es können mehrere Personen sein. Aufgrund des erfindungsgemäßen Vorgehens ist eine sehr gute Raumluftqualität garantiert und ein zu häufiger, erhöhte Kosten mit sich bringender Luftwechsel pro Zeiteinheit verhindert. Eine nicht hinreichende Zuluftmenge bezogen auf das Gebäude beziehungsweise den Raum und die Anzahl der sich im Raum aufhaltenden Personen wird ebenfalls verhindert.This object is achieved in that the ventilation is carried out with a flow control, which introduces a volume flow for ventilation in the room, which has a space-related basic ventilation proportion and a person-dependent variable ventilation proportion. In this respect, two different factors are considered. The influencing variable which takes into account the basic ventilation proportion depends on room-related parameters. These include, for example, room size, room volume, building emissions, room emissions, etc. Under building or room emissions, vapors of buildings, floor coverings, furnishings etc. are to be subsumed. The other influencing variable, the person-dependent variable ventilation proportion, takes into account the number of people staying in the room, that is, it takes into account the number of people actually staying in the room, who is staying in the room at the same time. This can not be a person, a person or it can be several people. Due to the procedure according to the invention, a very good indoor air quality is guaranteed and too frequent, increased costs with changing air exchange per unit of time prevented. An inadequate amount of supply air related to the building or the room and the number of people staying in the room is also prevented.
Nach der Erfindung wird vorgesehen, dass der Variabellüftungsanteil von der Anzahl der sich zum jeweils betrachteten Zeitpunkt aktuell im Raum aufhaltenden Personen abhängig ist. Die Belüftung erfolgt demzufolge in „Echtzeit”.According to the invention, it is provided that the variable ventilation proportion is dependent on the number of persons currently staying in the room at the time in question. The ventilation is therefore in "real time".
Die Erfindung sieht vor, dass der Variabellüftungsanteil linear von der Anzahl der Personen im Raum abhängig ist. Je Person wird demzufolge der Variabellüftungsanteil gleichwertig erhöht.The invention provides that the variable ventilation proportion is linearly dependent on the number of people in the room. As a result, the variable ventilation proportion per person is increased in the same way.
Bei der erfindungsgemäßen Belüftung wird die in den Raum einströmende Zuluftmenge mittels der Volumenstromregelung geregelt.In the ventilation according to the invention, the incoming air quantity flowing into the room is regulated by means of the volume flow control.
Die Erfindung sieht vor, dass die Volumenstromregelung mit einem Regelalgorithmus erfolgt, der die Beziehung
- Vsoll
- ein Sollvolumenstrom,
- Vmin2
- ein minimaler, konstanter Grundzuluftstrom während einer Nutzungszeit des Raumes,
- qp
- ein Personenzuluftstrom pro Person und
- n
- die Anzahl der Personen im Raum ist.
- V should
- a nominal volume flow,
- V min2
- a minimum, constant basic supply flow during a period of use of the room,
- q p
- a passenger influx per person and
- n
- the number of people in the room is.
Der Grundzuluftstrom Vmin2 stellt den raumbezogenen Grundlüftungsanteil während einer Nutzungszeitspanne des Raumes dar, zum Grundlüftungsanteil addiert sich der Personenzuluftstrom, der – personenbezogen – erhöht wird. Ist n = 0, befindet sich also keine Person im Raum, so wird nur der minimale Grundzuluftstrom in den Raum eingebracht. In Abhängigkeit der Anzahl der sich gleichzeitig im Raum aufhaltenden Personen steigt der Personenzuluftstrom proportional an, das heißt, bei der Volumenstromregelung ist der Sollwert für den Sollvolumenstrom Vsoll einerseits durch einen Konstantanteil Vmin2 und andererseits durch den von der Anzahl der Personen abhängigen Variabelanteil bestimmt.The basic supply air flow V min2 represents the space-related basic ventilation proportion during a period of use of the room, to the basic ventilation proportion is added the passenger influx, which - personal - is increased. If n = 0, so there is no person in the room, so only the minimum basic supply air is introduced into the room. Depending on the number of people staying in the room at the same time, the passenger influx increases proportionally; that is, in the volume flow control, the setpoint for the set volume flow V set is determined on the one hand by a constant proportion V min2 and on the other by the variable proportion dependent on the number of persons.
Nach der Erfindung ist vorgesehen, dass der minimale Zuluftstrom Vmin2 unter Berücksichtigung einer Raumemission und dem Volumen des Raumes festgelegt wird. Unter der Gebäudeemission beziehungsweise Raumemission sind Ausdünstungen von Gebäudeelementen beziehungsweise Raumelementen, wie Wandanstriche, Deckenanstriche, Bodenbeläge, Mobiliar usw. zu verstehen. Bei der Luftqualität wird die Qualität der Zuluft berücksichtigt. Hierbei können Qualitätsklassen bestimmt werden. Als weitere Einflussgrößen ist die Größe beziehungsweise das Volumen des zugehörigen Raumes des Gebäudes zu berücksichtigen.According to the invention it is provided that the minimum supply air flow V min2 is determined taking into account a room emission and the volume of the room. The building emission or room emission is to be understood to mean evaporations of building elements or room elements, such as wall coatings, ceiling coatings, floor coverings, furniture, etc. Air quality takes into account the quality of the supply air. Here, quality classes can be determined. Other factors to consider include the size or volume of the associated room of the building.
Die Größe des Personenzuluftstroms qp wird vorzugsweise unter Berücksichtigung der gewünschten Raumluftqualität festgelegt. Der gesamte personenabhängige Zuluftstrom ergibt sich aus dem Personenzuluftstrom qp mal der Anzahl der sich gleichzeitig im Raum aufhaltenden Personen.The size of the passenger air flow q p is preferably determined taking into account the desired indoor air quality. The total person-dependent supply air flow results from the passenger air flow q p times the number of people staying in the same room.
Es ist vorteilhaft, wenn die Anzahl der sich im Raum aufhaltenden Personen automatisch, insbesondere mittels Bilderkennung, Personenzählung durch Bewegungsmelder, vorzugsweise Mehrfach-Bewegungsmelder, durch Identifikation per Funk, vorzugsweise mittels RFID-Transponder und/oder mittels Lichtschranke bestimmt wird oder mittels manueller Eingabe vorgegeben wird. Die automatische Personenanzahlerkennung wird aus Komfortgründen bevorzugt.It is advantageous if the number of persons staying in the room is determined automatically, in particular by means of image recognition, people counting by motion detectors, preferably multiple motion detectors, by identification by radio, preferably by means of RFID transponders and / or by means of a light barrier or by manual input becomes. The automatic number of persons is preferred for reasons of convenience.
Eine optional vorgesehene, von einer Person manuell auslösbare, zeitlich begrenzte Stoßlüftung des Raumes ist mit einer Fensterlüftung vergleichbar, wodurch die Akzeptanz von Klimaanlagen verbessert wird. Bei der Stoßlüftung bringt die Volumensteuerung und/oder -regelung einen sehr großen Zuluftvolumenstrom, vorzugsweise den maximal möglichen Zuluftvolumenstrom, für eine vorgegebene Zeit in den Raum ein.An optionally provided, manually triggerable by a person, temporary ventilation of the room is comparable with a window ventilation, whereby the acceptance of air conditioning systems is improved. In the case of forced ventilation, the volume control and / or regulation brings a very large supply air volume flow, preferably the maximum possible supply air volume flow, into the room for a predetermined time.
Außerhalb der Nutzungszeit des Raumes, wenn – beispielsweise nachts – nicht von einer Raumnutzung durch eine Person oder mehrere Personen auszugehen ist, wird die Belüftung mit einem Nichtnutzungs-Minimalzuluftstrom Vmin1 durchgeführt. Ein personenabhängiger Variabellüftungsanteil liegt dann nicht vor. Der Nichtnutzungs-Minimalzuluftstrom Vmin1 weist mindestens einen vorbestimmten Wert auf. Dieser Wert kann für eine bestimmte Zeit oder für die gesamte Nichtnutzungszeit aufrechterhalten bleiben oder während der Nichtnutzungszeit verschiedene vorbestimmte Werte annehmen. Als vorbestimmter Wert kommt auch der Wert Null infrage, das heißt, es wird keine Zuluft in den Raum eingebracht.Outside the period of use of the room, if - for example, at night - is not assumed by a room use by one person or several people, the ventilation is performed with a non-use minimum supply air V min1 . A person-dependent variabellüftungsanteil is then not available. The non-use minimum supply air flow V min1 has at least a predetermined value. This value may be maintained for a certain time or for the entire non-use time or may assume different predetermined values during the non-use time. As a predetermined value, the value zero comes into question, that is, there is no supply air introduced into the room.
Bei einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Belüftung eines Raumes eines Gebäudes mit einer Volumenstromregelung, die einen Volumenstrom zur Belüftung in den Raum einbringt, der einen raumbezogenen Grundlüftungsanteil und einen personenabhängigen Variabellüftungsteil aufweist. Ein Regelalgorithmus der Volumenstromregelung berücksichtigt die Beziehung Vsoll = Vmin2 + qp·n, wobei Vmin2 ein minimaler Grundluftstrom während einer Nutzungszeit des Raumes unter Berücksichtigung von Raumemissionen, einer gewünschten Luftqualität und der Raumgröße ist, n eine sensorisch automatisch erfasste Anzahl von sich gleichzeitig im Raum aufhaltenden Personen darstellt, qp ein Personenzuluftstrom pro Person und in Abhängigkeit einer gewünschten Raumluftqualität und Vsoll ein Sollwert des auszuregelnden Volumenstroms von Zuluft, die in den Raum eingebracht wird, ist.In one embodiment of the method according to the invention, the ventilation of a room of a building with a volume flow control, which introduces a volume flow for ventilation in the room, which has a space-related basic ventilation proportion and a person-dependent variable ventilation part. A control algorithm of the volumetric flow control takes into account the relationship V soll = V min2 + q p * n, where V min2 is a minimum basic air flow during a service life of the room taking into account room emissions, a desired air quality and the room size, n is a sensor automatically automatically detected number of itself represents persons residing in the room at the same time, q p is a passenger influx per person and as a function of a desired indoor air quality and V soll is a setpoint of the volume flow of supply air to be adjusted, which is introduced into the room.
Mittels einer Zeituhr wird zwischen einer Raumnutzungszeit und einer Nichtnutzungszeit umgeschaltet. Während der Raumnutzungszeit ist die Größe Vmin2 und während der Nichtnutzungszeit die Größe Vmin1 zu berücksichtigen. Sofern Vmin1 berücksichtigt wird, ist der Zuluftstrom in den Raum nicht personenabhängig.By means of a timer is switched between a room usage time and a non-use time. During the space-use time, the size V min2 and during the non-use time the size V min1 must be considered. If V min1 is taken into account, the supply air flow into the room is not person- dependent .
Aufgrund der Erfindung ergibt sich ein gebäude- beziehungsweise raumbezogener Grundlüftungsanteil und ein linear mit der Anzahl der Personen im Raum abhängiger Variabellüftungsanteil. Mithin liegt eine personenberücksichtigende Anlage mit Gebäude- beziehungsweise Raumbezug vor. Die Anzahl der Personen, die sich gleichzeitig in dem Raum aufhalten, wird automatisch bestimmt. Hierbei können Bilderkennung, Personenzählung durch Sensoren, insbesondere Bewegungsmelder, Identifikation per Funk, zum Beispiel mittels RFID-Transponder, Lichtschranken usw. in beliebiger Kombination oder einzeln verwendet werden. Durch die personenabhängige Anpassung des Zuluftstroms, der beispielsweise von einer zentralen raumlufttechnischen Anlage stammt, wird der lokalen, also raumbezogenen, im Tagesverlauf wechselnden Personendichte innerhalb des Raumes Rechnung getragen. Hierdurch werden bestmögliche lokale Luftqualitäten bei minimalem Energieaufwand erreicht. Für die erfindungsgemäße Betriebsweise ist ein entsprechend großer Regelbereich (personenanzahlabhängig) zwischen einem minimalen und einem maximalen Wert notwendig. Zusätzlich kann eine vom Raumnutzer manuell auslösbare, zeitlich begrenzte Stoßlüftung erfolgen, die einer Fensterlüftung vergleichbar ist. Aufgrund des vorzuhaltenden großen Regelbereichs ist diese Stoßlüftung leicht realisierbar, die insbesondere die Akzeptanz von Klimaanlagen verbessern hilft.Due to the invention results in a building or space related basic ventilation proportion and a linearly dependent on the number of people in the room variable ventilation proportion. Thus, there is a person-considering system with building or spatial reference. The number of people in the room at the same time is determined automatically. In this case, image recognition, people counting by sensors, in particular motion detectors, identification by radio, for example by means of RFID transponders, light barriers, etc., can be used in any combination or individually. Due to the person-dependent adjustment of the supply air flow, which comes for example from a central air conditioning system, the local, ie spatial, changing during the day person density within the room is taken into account. As a result, the best possible local air qualities are achieved with minimal energy consumption. For the operation according to the invention, a correspondingly large control range (depending on the number of persons) between a minimum and a maximum value is necessary. In addition, it is possible for the room user to trigger a temporary, temporary ventilation that is comparable to window ventilation. Due to the vorzuhaltenden large control range, this breather is easy to implement, which helps in particular to improve the acceptance of air conditioning.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann eine automatische Identifikation von mindestens einer Person, die sich im Raum aufhält, berücksichtigt werden, das heißt, dieser Person sind persönliche Klimaeinstellung der Volumenstromsteuerung und/oder -regelung zugeordnet und/oder abgespeichert, sodass Besonderheiten, beispielsweise Urlaubszeiten, Dienstreisen usw. dieser Person berücksichtigt werden.According to a development of the invention, an automatic identification of at least one person who is in the room can be taken into account, that is to say that person is assigned and / or stored personal climate control of the volume flow control and / or regulation, so that special features, for example holiday periods, Missions etc. of this person.
Sofern eine zentrale Raumluftaufbereitung vorgesehen ist, kann durch Steuerung und/oder Regelung mindestens eines Lüftungsventilators die Ventilatordrehzahl zeitaktuell nach dem jeweiligen Lüftungsbedarf minimiert werden. Diese Vorgehensweise ist besonders energiesparend.If a central room air treatment is provided, by controlling and / or regulating at least one ventilation fan, the fan speed can be minimized in a timely manner according to the respective ventilation requirement. This procedure is particularly energy-saving.
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Title |
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"DIN 1946-6 Erstellen eines Lüftungskonzeptes, Gebrauchsanleitung und Berechnungsmethodik für Architekten und Planer unter Berücksichtung der Gebäude-Luftdichtheit", 2. Europäisches BlowerDoor-Symposium März 2007, S. 10-21 * |
„DIN 1946-6 Erstellen eines Lüftungskonzeptes, Gebrauchsanleitung und Berechnungsmethodik für Architekten und Planer unter Berücksichtung der Gebäude-Luftdichtheit", 2. Europäisches BlowerDoor-Symposium März 2007, S. 10-21 |
DIN EN 15251 August 2007, Anhang B, S. 31 bis 34 * |
Katalogprospekt "psssssst" von SIEGENIA-AUBI KG Lüftungstechnik, Siegen, Dezember 2004, S. 2-27 * |
Katalogprospekt „psssssst" von SIEGENIA-AUBI KG Lüftungstechnik, Siegen, Dezember 2004, S. 2-27 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102008050444A1 (en) | 2010-05-06 |
DE102008050444B4 (en) | 2010-11-25 |
EP2175208A1 (en) | 2010-04-14 |
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