DE2449876A1 - Gebaeude, bestehend aus einem oder mehreren mit einer elektrischen heizanlage versehenen raeumen bzw. heizanlage fuer dieses gebaeude bzw. gardine versehen mit einer heizvorrichtung - Google Patents

Gebaeude, bestehend aus einem oder mehreren mit einer elektrischen heizanlage versehenen raeumen bzw. heizanlage fuer dieses gebaeude bzw. gardine versehen mit einer heizvorrichtung

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DE2449876A1 DE19742449876 DE2449876A DE2449876A1 DE 2449876 A1 DE2449876 A1 DE 2449876A1 DE 19742449876 DE19742449876 DE 19742449876 DE 2449876 A DE2449876 A DE 2449876A DE 2449876 A1 DE2449876 A1 DE 2449876A1
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Description

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Andre Benoit de la Bretoniere, in Doorwerth, Niederlande
Gebäude, bestehend aus einem oder mehreren mit einer elektrischen Heizanlage versehenen Räumen bzw. Heizanlage für
dieses Gebäude bzw. Gardine versehen mit einer Heizvorrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Gebäude, bestehend aus einem oder mehreren mit einer elektrischen Heizanlage versehenen Räumen und betrifft ebenfalls eine Heizanlage für dieses Gebäude sowie eine Gardine versehen mit einer Heizvorrichtung.
Weitaus die meisten Vorrichtungen zur Heizung von Räumen, wie Zimmer, Säle u.dgl., benutzen erwärmte zirkulierende Luft, m.a.W., die Wärmeübertragung erfolgt durch Konvektion. Beispiele von derartigen Heizvorrichtungen sind Zentralheizanlagen und mit konditionierter Luft wirkende Anlagen.
Kanonenofen, Dauerbrenner, Strahlöfen u.dgl. haben ebenfalls
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eine Strahlungskomponente. Da hierbei aber auch noch eine kräftige Luftzirkulation auftritt, findet dabei die Erwärmung des Raumes durch Strahlung und Konvektion statt.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde den oder jeden zu heizenden Raum eines Gebäudes mit einer derart ausgebildeten elektrischen Heizvorrichtung zu versehen, dass der oder jeder zu heizende Raum dadurch nahezu ausschliesslich durch Strahlung erwärmt wird.
Dieses Problem wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass wenigstens ein Teil der diesen oder jeden Raum begrenzenden Umwandung eine dünne Schicht aufweist, die mit in elektrisch isolierendem Material angebrachten elektrisch leitenden Heizdrähten versehen ist, in welcher dünnen Schicht die Heizdrähte derart verteilt angebracht sind, dass diese Umwandung pro Oberflächeneinheit und pro Zeiteinheit eine gleiche oder nahezu gleiche Menge Wärme abgibt, deren Grosse von der dieser Schicht zugeführten elektrischen Energie abhängig ist.
Unter Umwandung eines Gebäudes werden die Wände, der Fussboden und die Decke des zu heizenden Raumes verstanden. Die mit Heizdrähten versehene Schicht kann falls erwünscht durch eine elektrisch isolierende, wärmeleitende Schicht oder Bekleidung bedeckt werden, so dass sie dem Auge entzogen wird. Da die Heizdrähte über die ganze oder nahezu ganze Oberfläche der Schicht angebracht sind, strahlt die Aussenoberflache der Bekleidung nahezu gleichmässig aus. Eine völlig gleichmässige Ausstrahlung wird erhalten, wenn als elektrisch isolierendes Material ein Material benutzt wird, das die Wärme gut leitet, z.B. Boriumnitrid, da hierdurch die Schicht über ihrer ganzen Oberfläche eine gleiche Temperatur annimmt.
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Gemäss der Erfindung kennen die Heizdrähte der Heizanlage derart in Gruppen unterteilt sein, und mit derart zwischen diesen Gruppen angebrachten Schaltern versehen sein, dass diese Gruppen parallel, in Reihe oder Reihen-Parallelschaltung schaltbar sind, wodurch eine schnelle und gute Regelbarkeit der Temperatur des Raumes erzielt wird.
Vorzugsweise sind erfindungsgemäss Wärmefühler für das automatische Bedienen der Schalter angebracht.
Gemäss der Erfindung kanndie mit Heizdrähten versehene Schicht aus einer biegsam gewebten Gewebe-basis mit Ketten- und Schussfäden aus elektrisch isolierendem Material bestehen, worin elektrisch leitende Zufuhrdrähte parallel zu den Kettenfäden und zwischen diesen Zufuhrdrähten.Heizdrähte vorgesehen sind, die alle oder gruppenweise elektrisch mit diesen Zufuhrdrähten ver-' bunden sind. Eine aus einem derartigen Gewebe bestehende Schicht weist den Vorteil auf, dass sie biegsam ist und die aus elektrisch leitendem Material bestehenden Drähte gut verteilten das Gewebe angebracht werden können. Eine noch günstigere elektrische Heizanlage gemäss der Erfindung wird dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht aus biegsamem Gewebe besteht mit aus elektrisch •leitendem Material bestehenden und aus elektrisch isolierendem Material bestehenden dünnen Schussdrähten, die gemäss einander abwechselnden, nebeneinander liegenden Streifen angebracht sind, wobei die quer zu den Schussdrähten stehenden Ränder des Gewebes aus elektrisch leitendem Material bestehen, die als Stromzufuhrdrähte dienen und mit denen die elektrisch leitenden Schussdrähte elektrischen Kontakt machen, während sich zwischen diesen Rändern Kettenfäden befinden, die aus elktrisch isolierendem Material bestehen.
Die quer zu den Schussfäden stehenden Ränder des Gewebes
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können dabei aus elektrisch leitenden dünnen Kettendrähten bestehen. Eine derartige Schicht kann als ein völlig aus Textil bestehendes Gewebe durch Anwendung von bekannten Webtechniken hergestellt werden. Durch Entfernung von Teilen der aus elektrisch leitendem Material bestehenden Ränder zwischen den aus elektrisch leitendem Material bestehenden Streifen Schussdrähte, können diese Schussdrähte sowohl in Reihe als parallel sowie in jede erwünschte Reihen-Parallelschaltung geschaltet werden.
Um Wärmeverluste soviel wie möglich zu verhindern,kann erfindungsgemäss zwischen der Heizungsschicht·und der Umwandung des oder jedes zu heizenden Raumes eine Wärme isolierende oder Wärmestrajalen ref lektierende Schicht angebracht sein.
Gemäss der Erfindung können in der Umwandung angebrachte Fenster mit elektrischen Heizdrähten versehen sein, die in einer oder mehreren Gardinen angebracht sind. Die Erfindung bezieht sich denn auch ebenfalls auf eine Gardine , die mit elektrischen Heizdrähten versehen ist. Ein Vorteil, der Anwendung einer derartigen Gardine ist, dass kalte, zwischen dem Fenster und der Gardine vorhandene Luft erwärmt wird, so dass dadurch keine kalten Luftströmungen in dem zu heizenden Raum entstehen können. Ausserdem wird verhindert, dass in dem zu heizenden Raum vorhandene Feuchtigkeit auf den Fenstern eine Kondensschicht bildet, da die Gardinen dicht bei dem Fenster hangen, wodurch gegebenenfalls auf die Fenster kondensierende Feuchtigkeit sofort wieder verdampft wird.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher auseinandergesetzt werden, in der schematisch beispielweise einen Schnitt eines Raumes eines Gebäudes, versehen mit einer Heizanlage gemäss der Erfindung, ein Teil einer mit Heizdrähten versehenen Schicht und zwei Schaltschemas gemäss der Erfindung darge-
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stellt sind.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Teil eines mit Heizdrähten versehenen Gewebes;
Hie Figuren 2 und 3 je einen Teil eins Schaltschemas der Heizanlage gemäss der Erfindung und
Fig. 4 einen Teil eines Gebäudes mit einem Raum, der mit einer Heizanlage gemäss der Erfindung versehen ist.
Das in Fig. 1 dargestellte Gewebe besteht aus Kettenfäden aus elektrisch isolierendem Textilmaterial, welche aus Kunststoff, Glasfaser, Rayon oder anderen bekannten Webgarnen bestehen, wobei dieses Material in Uebereinstimmung mit dem Zweck, für welchen das Gewebe bestimmt ist, gewählt wird. Ein elektrisch hochisolierendes Material, das vorteilhaft angewandt werden kann, ist Boriumnitrid, von dem dünne Fäden hergestellt sind. Fäden aus Boriumnitrid haben nicht nut gute elektrisch isolierende Eigenschaften, sondern sind ausserdem gute Wärmeleiter, wodurch die ganze Gewebeoberfläche eine gleichmässige oder nahe- · zu gleichmässige Temperatur annimmt, so dass das Gewebe über seine ganze Oberfläche gleichmässig Wärme abgeben kann.
Die·Kettenfäden 1 sind zwischen in den Weberändern des Gewebes über die ganze Länge desselben durchlaufenden Kettendrähten 7 aus dünnen elektrisch leitenden blanken Drähten angebracht, an welche die Stromzufuhrdrähte angeschlossen werden können. Als Material für diese Kettendrähte kann z.B. Kupfer angewandt werden.
Das Gewebe besteht ferner aus Schussfäden 3 aus elektrisch isolierendem Material, welches Material dasselbe sein kann wie für die aus elektrisch isolierendem Material bestehenden Kettenfäden 1 benutzt wird. Die Schussfäden sind in Streifen 4 des Gewebes angebracht, die in einem Abstand voneinander liegen. Zwi-
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sehen diesen Streifen 4 liegen Streifen 5, die eine Anzahl aus elektrisch leitendem Material bestehender dünner blanker Schussdrähte enthalten. Diese Schussdrähte weisen eine Stärke auf, die vorzugsweise 0,05 mm oder kleiner ist. Als Material für diese Schussdrähte kann z.B. blanker, rostfreier Stahl oder ein anderes leitendes Material benutzt werden. Diese.dünnen blanken Schussdrähte 6 machen durch das Weben einen guten elektrischen Kontakt mit den durchlaufenden, aus elektrisch leitendem Material bestehenden Kettendrähten 7.
Wenn die elektrisch leitenden Kettendrähte 7 an eine Stromquelle angeschlossen werden, liegen alle Streifen 5 parallel, die mit aus elektrisch leitendem Material bestehenden Schussdrähten versehen sind. Durch Entfernung der mit gestrichelten Linien 8 angegebenen Teile der Kettendrähte 7, die zwischen den aus elektrisch isolierendem Material bestehenden Streifen 4 liegen^ kann je nach den Teilen, welche entfernt werden, jede erwünschte Reihen-Iarallelschaltung oder eine Reihenschaltung der Streifen 5 erzielt werden. Dadurch kann das Gewebe als Massenprodukt hergestellt werden und für verschiedenartige Anwendungen, die eine sehr niedrige oder sehr hohe Wärmeproduktion pro Einheitsoberfläche bei einer gegebenen Spannung fordern, geeignet gemacht werden, und an bestehende Sicherheitsvorschriften angepasst werden, z.B. an die Vorschrift, dass die erforderliche Wärmeproduktion bei einer "sicheren" Spannung (42 V) geliefert werden muss, oder dass die Wärmeproduktion selbst nicht derart hoch ist, dass Feuergefahr entstehen kann.
Fig. 2 zeigt schematisch den Teil der Heizanlage, der zur Heizung des Fussbodens oder der Decke des in Fig. 4 dargestellten
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Raumes 9 eines Gebäudes bestimmt ist. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist der zur Heizung des Fussbodens 10 dienende Teil der Heizanlage in zwei Teilen 11, 12 unterteilt, die aus einem Gewebe gemäss Fig. 1 bestehen und direkt an eine verschiedene Phase eines Wechselstromnetzes 15 angeschlossen sind, während die Heizanlage 13 für die Decke 14 des Raumes 9 an die dritte Phase des Wechselstromnetzes 15 angeschlossen ist.
Die Teile 11, 12 und 13 der Heizanlage sind je mit einem" Wärmefühler versehen, der mit einem Regler 17 mit Ei-nstellknopf zur Reglung der Temperatur des Raumes und zur automatischen Ausschaltung dieser Teile zusammenwirkt. Derartige durch Wärmefühler bediente Vorrichtungen sind allgemein bekannt, so dass sie nicht in Einzelheiten beschrieben sind, da die Ausbildung derselben an sich keinen Teil der Erfindung bildet.
Fig.. 3 zeigt schematisch eine Ausführungsform des zur Heizung der Innenwände 18 des Raumes 9 bestimmten Teiles der Heizanlage. Jede dieser Innenwände ist mit.einem Teil 19,20,21 einer Heizanlage versehen, welche Teile auf dieselbe Weise wie die Teile 11, 12 und 13 in Fig. 2 ausgebildet sind und Wärmefühler 16 und Temperaturregler 17 aufweisen. Die Teile 19, und 21 sind aber, da bei Wänden die Gefahr von Berührung derselben vorhanden ist, nicht direkt an das Wechselstromnetz 15, sondern je durch einen Sicherheitstransformator 22 und einen Stern-Dreieck-Schalter 23 an eine Phase eines Speisenetzes 24 mit einer niedrigeren^den diesbezüglichen Sicherheitsvorschriften entsprechenden Spannung angeschlossen.
Es ist deutlich,' dass zum Speisen der Teile 11, 12 uns der Heizanlage ebenfalls ein separates Speisenetz mit einer
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niedrigeren Spannung benutzt werden kann und dass diese Teile ebenfalls mit einer auf eine andere Weise ausgebildeten Heizschicht versehen werden können als in Fig. 1 dargestellt ist.
Fig. 4 zeigt schematisch einen Raum 9 eines Gebäudes, der mit einer Heizanlage gemäss der Erfindung versehen ist. In dieser Figur ist die mit Heizdrähten versehene Schicht 25 der Decke und der Wände durch eine elektrisch isolierende Schicht 26 bedeckt, die mit einer Dekoration versehen ist, oder auf welche eine nicht dargestellte Dekorationsschicht angebracht werden kann oder die isolierende und schützende Dekorationsschicht ist mit dem Heizgewebe imittels bekannter Webtechniken mitgewebt. Zwischen den Wänden 27 und der Schicht 25 ist eine' thermisch isolierende und/oder eine Wärmestrahlen reflektierende Schicht
28 vorhanden, wodurch keine oder nahezu keine Wärme durch das Erwärmen der Wand 27 verloren geht.
Der Fussboden 10 des Raumes 9 besteht aus einer Betonschicht 29, in der ein Heizgewebe 29f gebettet ist. Diese Betonschicht ist mit Fliesen 30 abgedeckt. Unter der Betonschicht
29 ist eine Honigwabenkonstruktion 31 aus Isoliermaterial mit einer genügend'grossen mechanischen Festigkeit angebracht, welche Honigwabenkonstruktion an ihrer Unterseite mit einem Wärmestrahlen reflektierenden Material, z.B. Aluminiumfolie, versehen ist.
Vor dem Fenster 32 hängt eine Gardine 33, die aus einem mit Heizdrähten versehenen Gewebe besteht, das z.B. auf die in Fig. 1 dargestellte Weise ausgebildet ist.
Wie aus dem Obenstehenden hervorgeht, bezweckt die Erfindung eine Heizanlage zu schaffen, wobei eine möglichst kleine
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Kapazität der Anlage erforderlich ist und wobei die Wärmeverluste soviel wie möglich beschränkt werden, während dennoch eine optimale Behaglichkeit für die in dem erwärmten Raum befindlichen Personen erzielt wird.
Dieses Streben läuft parallel mit dem Erzielen eines niedrigen Energieverbrauchs, also niedrige Kosten für die Erwärmung des Raumes oder der Räume eines Gebäudes. Durch die Anwendung einer Heizanlage gemäss der Erfindung in einem gemäss der Erfindung ausgebildeten Gebäude kann, verglichen mit .einer mit1 Gas geheizten zentralen Heizanlage eine bedeutende Kosten- und Energieer sparung, für die Heizung des Gebäudes erzielt werden.
Auf Grund von Versuchen mit einer erfindungsgemäss ausgebildeten Heizanlage in einem erfindungsgemäss ausgebildeten Gebäude kann ber.echtnet werden, dass verglichen mit 100% Brennstoffverbrauch bei einer mit Gas geheizten zentralen Heizanlage der Brennstoffverbrauch auf 5 bis 20% elektrische Energie zurückgebracht werden kann .
Dieses unerwartete Resultat bedeutet für die Benutzer, dass an Energiekosten jährlich 75-5% erspart werden kann, trotz der Tatsache, dass gemäss der Erfindung "teuere" Elektrizität benutzt wird.
Für die Energieversorgung eines Landes bedeutet dies, dass für die Erzeugung von Elektrizität für Heizzwecke 85-15% erspart werden kann, wodurch die Energievorräte dieses Landes nicht nur länger· halten, sondern überdies das Lebensmilieu weniger verunreinigt wird. Die Erfindung ist also nicht nur ökonomisch für die Benutzer, sondern auch für das Land.
Um dies näher zu erläutern, wird das folgende Beispeil gegeben. ·
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- fO -
Wenn von einem Kostenpreis von 6 ct/kwh Tagatrom und von 3,4 ct/kwh Nachstrom ausgegangen wird, wird bei einer normalen Verteilung von Tag- und 'Nachtstrom der durchschnittliche Kostenpreis 4,5 ct/kwh sein.
3 3
Angenommen wird, dass 1 m Erdgas 7 ct/m beträgt. Mit
der zentralen Heizanlage mit. einem oberen, unteren und nominalen Verbrennungswert von 8000, 7200 und 6500 kcal/m des'Gases er-
3
halt man nominal fur 1 m Gas 7,5 kwh thermische Energie, so dass 1 kwh mit Gas erzeugte Wärme 0,95 ct/kwh kostet- 1 kwh mit Elektrizität erzeugte Wärme ist 4,5/0,95 = 4,75-mal teuerer als Gas .
Eine Verbrauchsverminderung bis zu 5% bedeutet also eine Kostenverminderung von 5 χ 4,75 = 25%, also eine Kostenersparung von etwa 75%.
Zur Erzeugung und Verteilung von Elektrizität kann unge-
fähr gerechnet werden, dass aus 1 m Erdgas etwa 3kwh Elektrizität geliefert werden kann. Eine Verbrauchsverminderung bei dem Verbraucher bis zum 5% bedeutet also für die Elektrizitätszentrale eine Verminderung des Brennstoffverbrauches von 15%, so dass eine Ersparung von 85% an Brennstoff erzielt wird.
Es ist deutlich, dass die Erfindung nicht auf das obenbeschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern dass auf zahlreiche Weisen Aenderungen vorgenommen werden, können, ohne das Gebiet der Erfindung zu verlassen.
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Claims (11)

  1. -Il -
    Paten t_a S_s_p__r_u_c_h_e
    1 ./ Gebäude, bestehend aus einem oder mehreren mit einer elektrischen Heizanlage versehenen Räumen, bzw. Heizanlage für dieses Gebäude, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der diesen oder jeden Raum begrenzenden Umwandung eine dünne Schicht aufweist, die mit in elektrisch isolierendem Material angebrachten elektrisch leitenden Heizdrähten versehen ist, in welcher dünnen Schicht die Heizdrähte derart verteilt angebra-cht sind, dass diese Umwandung pro Oberflächeneinheit und pro Zeiteinheiteine "gleiche oder nahezu gleiche Menge Wärme abgibt, deren Grosse von der dieser Schicht zugeführten elektrischen Energie abhängig ist. ·
  2. 2. Gebäude, bzw. Heizanlage für dieses Gebäude, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizdrähte derart in Gruppen unterteilt sind und mit derart zwischen diesen Gruppen angebrachten Schaltern versehen sind, dass diese Gruppen in Reihen- oder Reihen-Parallelschaltung schaltbar sind.
  3. 3. Gebäude bzw. Heizanlage für dieses Gebäude gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Wärmefühler für die automatische Bedienung der Schalter vorgesehen sind.
  4. 4. Gebäude bzw. Heizanlage für dieses Gebäude gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Heizdrähten versehene Schicht aus einer biegsam gewebten Webstoffbasis mit Ketten- und Schussfäden aus elektrisch isolierendem Material besteht, in dem elektrisch leitende Zufuhrdrähte parallel zu den Kettenfäden und zwischen diesen Zufuhrdrähten
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    Heizdrähte angebracht sind, die alle oder gruppenweise elektrisch mit diesen Zufuhrdrähten verbunden sind.
  5. 5. Gebäude bzw,elekrische Heizanlage für dieses Gebäude gemäss einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht aus biegsamem Gewebe besteht mit aus elektrisch leitendem Material bestehenden und aus elektrisch isolierendem Material bestehenden dünnen Schussdrähten, die gemäss einander abwechselnden, nebeneinanderliegenden Streifen angebracht sind, wobei die quer zu den Schussdrähten stehenden Ränder des Gewebes aus elektrisch leitendem Material bestehen, die als Stromzufuhrdrähte dienen und nrit denen die elektrisch leitenden Schussdrähte elektrischen Kontakt machen, während sich zwischen diesen Rändern Kettenfäden befinden, die aus elektrisch isolierendem Material bestehen.
  6. 6. Gebäude bzw. elektrische Heizanlage für dieses Gebäude gemäss Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die. quer zu den Schussdrähten stehenden Ränder des Gewebes aus elektrisch leitenden dünneno.Kettendrähten bestehen.
  7. 7. Gebäude bzw. elektrische Heizanlage für dieses Gebäude gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Heizschicht und der Umwandung des oder jedes zu heizenden Raumes eine Wärme~isolieren eoder Wärmestrahlen reflektierende Schicht angebracht ist.
  8. 8. Gebäude bzw. elektrische Heizanlage für dieses Gebäude gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieregelung der Heizanlage derart gesteuert wird, dass in dem ganzen Raum nahezu keine Temperaturunterschiede von Bedeutung auftreten.
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  9. 9. Gebäude bzw. elektrische Heizanlage für dieses Gebäude gemäss einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Umwandung angebrachte Fenster mit elektrischen Heizdrähten yefsehen sind, die in einer oder mehreren Gardinen angebracht sind.
  10. 10. Gardine für. ein Gebäude bzw. Heizanlage gemäss Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit elektrischen Heizdrähten versehen ist.
  11. 11. Gebäude, Heizanlage, bzw. Gardine für ein derartiges Gebäude oder Heizanlage, wie in der Beschreibung beschrieben und in der Zeichnung dargestellt ist.
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DE19742449876 1973-11-21 1974-10-21 Gebaeude, bestehend aus einem oder mehreren mit einer elektrischen heizanlage versehenen raeumen bzw. heizanlage fuer dieses gebaeude bzw. gardine versehen mit einer heizvorrichtung Pending DE2449876A1 (de)

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