Das Projekt "Teilvorhaben: Solaranlage und Systemintegration" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Industrial Solar GmbH durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung und die Demonstration eines innovativen mehrstufigen solarthermischen Energiesystems für Kälte und Prozesswärme speziell für die Breiten des Sunbelts, das - im Kern aus solarthermischen Hochtemperaturkollektoren, einer mehrstufigen DL/SE-Absorptionskältemaschine sowie Wärme- und Kältespeichern besteht - trotz sehr hoher Außentemperaturen trocken rückgekühlt werden kann - gleichzeitig zur Kälte auch (Prozess-)Wärme bis zu 100 Grad Celsius hocheffizient bereitstellen kann - deutliche verringerte CO2-Emisisonen gegenüber konventionellen und selbst gegenüber PV-basierten Kühlsystemen aufweist - keine umwelt- und klimaschädlichen Arbeitsmittel enthält (Wasser und LiBr-Lösung) und damit unberührt von Problematik der stark verknappten fluorierten Kältemitteln bleibt ('F-Gase') - weitestgehend aus kommerziell verfügbaren Komponenten besteht - eine hohe lokale Wertschöpfung ermöglicht (Montage, Stahlbau, Komponentenherstellung) - und zudem eine sehr attraktive Wirtschaftlichkeit verspricht Im Vorhaben werden das zum Patent angemeldete Systemkonzept und das grundlegende, für alle Leistungsgrößen identische Anlagendesign entwickelt. Es entsteht ein Planungs- und Auslegungstool, mit dem das innovative System ausgelegt und bewertet werden kann. Zudem bietet es die Möglichkeit, das innovative System mit alternativen Systemen vergleichen zu können. Das Tool wird im Vorhaben bereits verwendet, um besonders geeignete Standorte und Anwendungen zu identifizieren. Parallel wird der Kreislauf der mehrstufigen DL/SE-Absorptionskältemaschine incl. umgebender Peripherie entwickelt und es wird ein 50-kW-Prototyp dieser Maschine aufgebaut und im Labor ausführlich untersucht. Das System ist in einen Container integriert, so dass es nach erfolgreichem Test in eine reale Anwendung (in der Sunbelt-Region) umgezogen werden kann, wo es seine Praxistauglichkeit und Effizienz im realen Betrieb demonstrieren kann.
Das Projekt "Teilvorhaben: Gesamtkonzept und Absorptionskältemaschine" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung und die Demonstration eines innovativen mehrstufigen solarthermischen Energiesystems für Kälte und Prozesswärme speziell für die Breiten des Sunbelts, das - im Kern aus solarthermischen Hochtemperaturkollektoren, einer mehrstufigen DL/SE-Absorptionskältemaschine sowie Wärme- und Kältespeichern besteht - trotz sehr hoher Außentemperaturen trocken rückgekühlt werden kann - gleichzeitig zur Kälte auch (Prozess-)Wärme bis zu 100 Grad Celsius hocheffizient bereitstellen kann - deutliche verringerte CO2-Emisisonen gegenüber konventionellen und selbst gegenüber PV-basierten Kühlsystemen aufweist - keine umwelt- und klimaschädlichen Arbeitsmittel enthält (Wasser und LiBr-Lösung) und damit unberührt von Problematik der stark verknappten fluorierten Kältemitteln bleibt ('F-Gase') - weitestgehend aus kommerziell verfügbaren Komponenten besteht - eine hohe lokale Wertschöpfung ermöglicht (Montage, Stahlbau, Komponentenherstellung) - und zudem eine sehr attraktive Wirtschaftlichkeit verspricht Im Vorhaben werden das zum Patent angemeldete Systemkonzept und das grundlegende, für alle Leistungsgrößen identische Anlagendesign entwickelt.
Das Projekt "Teilvorhaben: Untersuchung der Abwärme-Dynamik eines Fahrzeug-Brennstoffzellensystems und Optimierung für das Klimatisierungssystem" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von WätaS Wärmetauscher Sachsen GmbH - Abteilung Forschung und Entwicklung durchgeführt. Ein wesentlicher Faktor für die Einsetzbarkeit von Brennstoffzellenfahrzeugen im Schienenpersonennahverkehr ist ihre garantierte Mindestreichweite zwischen zwei Tankfüllungen. Nach dem Antriebssystem weist die Fahrzeugklimatisierung den größten Energiebedarf auf. Heutige Fahrzeuge benötigen bis zu 25% des Gesamtenergiebedarfs für die Klimatisierung von Fahrgastraum und Fahrerstand. Zudem schwankt dieser Bedarf stark in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur, weshalb immer das klimatische Worst-Case-Szenario (sehr tiefe bzw. hohe Außentemperaturen) betrachtet werden muss. Eingeschränkte Fahrleistungen und reduzierter Komfort sind für diese Szenarien nicht akzeptabel. Daher ist das Ziel des Gesamtprojektes die Erhöhung der Mindestreichweite von Brennstoffzellen-Triebzügen von mindestens 20 % bei gleichzeitiger Steigerung des thermischen und akustischen Komforts der Reisenden. Der neue Ansatz nutzt die Brennstoffzellenabwärme effizient und effektiv zur Temperierung des Fahrgastraums indem Komponenten des Innenausbaus mediengespeist thermisch aktiviert werden, was gleichzeitig hohen Komfort und signifikante Energieeinspareffekte ermöglicht. Im Sommer wird das Temperiermedium mit Hilfe einer Absorptionskältemaschine abgekühlt. Da die Brennstoffzelle auf Traktion und Nebenantriebe ausgelegt ist, kann die Abwärme nicht primär auf den Wärme- bzw. Klimatisierungsbedarf abgestimmt werden, weshalb die Einbindung eines Speichers notwendig ist. Dieser Latentwärmespeicher dient als thermische Weiche mit hoher Übertragungsleistung und gleichzeitig hoher Speicherkapazität bei geringen Bauraumanforderungen. Für einen möglichst hohen Nutzungsgrad der Abwärme ist eine prädiktive und lernfähige Klimatisierungsregelung notwendig, die die Vielzahl von Betriebs- und Umgebungsinformationen auswertet und die große Zahl von Regelgrößen bedient. Maschinelles Lernen ermöglicht eine stetige Optimierung des Prädiktionsmodells durch Auswertung von Mess- und Prädiktionsdaten.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung einer anforderungsgerechten Absorptionskältemaschine zur Abwärmebasierten Kühlung des Fahrzeuginnenraums" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Luft- und Kältetechnik gemeinnützige Gesellschaft mbH durchgeführt. Ein wesentlicher Faktor für die Einsetzbarkeit von Brennstoffzellenfahrzeugen im Schienenpersonennahverkehr ist ihre garantierte Mindestreichweite zwischen zwei Tankfüllungen. Nach dem Antriebssystem weist die Fahrzeugklimatisierung den größten Energiebedarf auf. Heutige Fahrzeuge benötigen bis zu 25% des Gesamtenergiebedarfs für die Klimatisierung von Fahrgastraum und Fahrerstand. Zudem schwankt dieser Bedarf stark in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur, weshalb immer das klimatische Worst-Case-Szenario (sehr tiefe bzw. hohe Außentemperaturen) betrachtet werden muss. Eingeschränkte Fahrleistungen und reduzierter Komfort sind für diese Szenarien nicht akzeptabel. Daher ist das Ziel des Gesamtprojektes die Erhöhung der Mindestreichweite von Brennstoffzellen-Triebzügen von mindestens 20 % bei gleichzeitiger Steigerung des thermischen und akustischen Komforts der Reisenden. Der neue Ansatz nutzt die Brennstoffzellenabwärme effizient und effektiv zur Temperierung des Fahrgastraums indem Komponenten des Innenausbaus mediengespeist thermisch aktiviert werden, was gleichzeitig hohen Komfort und signifikante Energieeinspareffekte ermöglicht. Im Sommer wird das Temperiermedium mit Hilfe einer Absorptionskältemaschine abgekühlt. Da die Brennstoffzelle auf Traktion und Nebenantriebe ausgelegt ist, kann die Abwärme nicht primär auf den Wärme- bzw. Klimatisierungsbedarf abgestimmt werden, weshalb die Einbindung eines Speichers notwendig ist. Dieser Latentwärmespeicher dient als thermische Weiche mit hoher Übertragungsleistung und gleichzeitig hoher Speicherkapazität bei geringen Bauraumanforderungen. Für einen möglichst hohen Nutzungsgrad der Abwärme ist eine prädiktive und lernfähige Klimatisierungsregelung notwendig, die die Vielzahl von Betriebs- und Umgebungsinformationen auswertet und die große Zahl von Regelgrößen bedient. Maschinelles Lernen ermöglicht eine stetige Optimierung des Prädiktionsmodells durch Auswertung von Mess- und Prädiktionsdaten.
Das Projekt "Heat2Comfort - Abwärmebasierte Fahrzeugklimatisierung von Brennstoffzellen-Triebzügen - Teilvorhaben: Entwicklung einer thermischen Weiche zur Nutzung von Brennstoffzellenabwärme zur Innenraumklimatisierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung, Institutsteil Dresden durchgeführt. Ein wesentlicher Faktor für die Einsetzbarkeit von Brennstoffzellenfahrzeugen im Schienenpersonennahverkehr ist ihre garantierte Mindestreichweite zwischen zwei Tankfüllungen. Nach dem Antriebssystem weist die Fahrzeugklimatisierung den größten Energiebedarf auf. Heutige Fahrzeuge benötigen bis zu 25% des Gesamtenergiebedarfs für die Klimatisierung von Fahrgastraum und Fahrerstand. Zudem schwankt dieser Bedarf stark in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur, weshalb immer das klimatische Worst-Case-Szenario (sehr tiefe bzw. hohe Außentemperaturen) betrachtet werden muss. Eingeschränkte Fahrleistungen und reduzierter Komfort sind für diese Szenarien nicht akzeptabel. Daher ist das Ziel des Gesamtprojektes die Erhöhung der Mindestreichweite von Brennstoffzellen-Triebzügen von mindestens 20 % bei gleichzeitiger Steigerung des thermischen und akustischen Komforts der Reisenden. Der neue Ansatz nutzt die Brennstoffzellenabwärme effizient und effektiv zur Temperierung des Fahrgastraums, indem Komponenten des Innenausbaus mediengespeist thermisch aktiviert werden, was gleichzeitig hohen Komfort und signifikante Energieeinspareffekte ermöglicht. Im Sommer wird das Temperiermedium mit Hilfe einer Absorptionskältemaschine abgekühlt. Da die Brennstoffzelle auf Traktion und Nebenantriebe ausgelegt ist, kann die Abwärme nicht primär auf den Wärme- bzw. Klimatisierungsbedarf abgestimmt werden, weshalb die Einbindung eines Speichers notwendig ist. Dieser Latentwärmespeicher dient als thermische Weiche mit hoher Übertragungsleistung und gleichzeitig hoher Speicherkapazität bei geringen Bauraumanforderungen. Für einen möglichst hohen Nutzungsgrad der Abwärme ist eine prädiktive und lernfähige Klimatisierungsregelung notwendig, die die Vielzahl von Betriebs- und Umgebungsinformationen auswertet und die große Zahl von Regelgrößen bedient. Maschinelles Lernen ermöglicht eine stetige Optimierung des Prädiktionsmodells durch Auswertung von Mess- und Prädiktionsdaten.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung und Validierung eines abwärmebasierten Klimatisierungsgesamtsystems" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hörmann Vehicle Engineering GmbH durchgeführt. Ein wesentlicher Faktor für die Einsetzbarkeit von Brennstoffzellenfahrzeugen im Schienenpersonennahverkehr ist ihre garantierte Mindestreichweite zwischen zwei Tankfüllungen. Nach dem Antriebssystem weist die Fahrzeugklimatisierung den größten Energiebedarf auf. Heutige Fahrzeuge benötigen bis zu 25% des Gesamtenergiebedarfs für die Klimatisierung von Fahrgastraum und Fahrerstand. Zudem schwankt dieser Bedarf stark in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur, weshalb immer das klimatische Worst-Case-Szenario (sehr tiefe bzw. hohe Außentemperaturen) betrachtet werden muss. Eingeschränkte Fahrleistungen und reduzierter Komfort sind für diese Szenarien nicht akzeptabel. Daher ist das Ziel des Gesamtprojektes die Erhöhung der Mindestreichweite von Brennstoffzellen-Triebzügen von mindestens 20 % bei gleichzeitiger Steigerung des thermischen und akustischen Komforts der Reisenden. Der neue Ansatz nutzt die Brennstoffzellenabwärme effizient und effektiv zur Temperierung des Fahrgastraums indem Komponenten des Innenausbaus mediengespeist thermisch aktiviert werden, was gleichzeitig hohen Komfort und signifikante Energieeinspareffekte ermöglicht. Im Sommer wird das Temperiermedium mit Hilfe einer Absorptionskältemaschine abgekühlt. Da die Brennstoffzelle auf Traktion und Nebenantriebe ausgelegt ist, kann die Abwärme nicht primär auf den Wärme- bzw. Klimatisierungsbedarf abgestimmt werden, weshalb die Einbindung eines Speichers notwendig ist. Dieser Latentwärmespeicher dient als thermische Weiche mit hoher Übertragungsleistung und gleichzeitig hoher Speicherkapazität bei geringen Bauraumanforderungen. Für einen möglichst hohen Nutzungsgrad der Abwärme ist eine prädiktive und lernfähige Klimatisierungsregelung notwendig, die die Vielzahl von Betriebs- und Umgebungsinformationen auswertet und die große Zahl von Regelgrößen bedient. Maschinelles Lernen ermöglicht eine stetige Optimierung des Prädiktionsmodells durch Auswertung von Mess- und Prädiktionsdaten.
Das Projekt "HPC: Modellbasierte Regelung von Absorptionswärmepump-Anlagen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bioenergy 2020+ GmbH, Firmensitz Graz durchgeführt. Viele Anwendungspotentiale für Absorptionswärmepump-Anlagen bleiben ungenützt: Aufgrund der Eigenschaft, die Kombination verschiedener Technologien und Systeme sowie Anwendungen (Heizen, Lüften, Kühlen) zu unterstützen oder überhaupt erst zu ermöglichen, kommt thermisch angetriebenen Absorptionskältemaschinen wie auch Absorptionswärmepumpen - verallgemeinert als Absorptionswärmepump-Anlagen bezeichnet - besondere Bedeutung bei der Steigerung der Effizienz des Energiesystems sowie Erhöhung des Anteiles erneuerbarer Energien zu. Aufgrund von Schwächen der aktuell in Absorptionswärmepump-Anlagen eingesetzten Regelungen können viele potentielle mögliche Anwendungen (z.B. die Bereitstellung von Prozesswärme/-kälte, die Einbindung in Fernwärme- oder -kältenetze über die Grundlast hinaus) aktuell nicht bzw. unzureichend realisiert werden, da die jeweiligen Anforderungen an das (dynamische) Betriebsverhalten nicht erfüllt werden können. Zusätzlich führt das Fehlen von systematischen Ansätzen zur Regelung der Anlagen zu erhöhtem Aufwand im Zuge der Konzeptionierung und Inbetriebnahme. Steigerung der Effizienz, Zuverlässigkeit und Effektivität bestehender Anwendungen und Schaffung zusätzlicher Anwendungsmöglichkeiten durch Entwicklung einer Methode zur modellbasierten Regelung für Absorptionswärmepump-Anlagen. Aus diesem Grund adressiert dieses Projekt das übergeordnete Ziel, die Regelung von Absorptionswärmepump-Anlagen soweit zu verbessern, dass sie in der Lage sind, die komplexen, verkoppelten und zum Teil nichtlinearen Zusammenhänge der verschiedenen Teilprozesse und Prozessgrößen, alle internen und externen Stellgrößen sowie auch die Schwankungen der externen Störgrößen (z.B. Temperaturschwankungen der eintretenden, externen Stoffströme) explizit zu berücksichtigen und soweit möglich zu kompensieren. Dazu soll eine Methode zur modellbasierten Regelung von Absorptionswärmepump-Anlagen entwickelt werden, die für beide gängigen Arbeitsstoffpaare (Ammoniak/Wasser bzw. Wasser/Lithiumbromid) geeignet ist und aufgrund ihres systematischen und modularen Ansatzes eine breite Basis für spezifische Weiterentwicklung der Regelung sowohl für die Anwendung als Kältemaschine als auch als Wärmepumpe darstellt. Schlussendlich soll durch die neue Regelung die bereitgestellte Nutz-Kälte bzw. -Wärme deutlich genauer an die Anforderungen herangeführt werden und zusätzlich dazu das Temperaturniveau auf dem diese Nutzenergie bereitgestellt wird, sehr genau auf dem geforderten liegen. Das würde in einem vergrößerten Einsatzbereich von Absorptionswärmepump-Anlagen resultieren und die Zuverlässigkeit, durch eine geringere Anzahl an Störabschaltungen, sowie die Effizienz erhöhen. (Text gekürzt)
Das Projekt "EnOB: KUEHA - Erprobung und Demonstration einer neuartigen Systemlösung zur sommerlichen Raumkühlung unter besonderer Berücksichtigung von Energieeffizienz und Praxistauglichkeit" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Energietechnik, Professur für Gebäudeenergietechnik und Wärmeversorgung durchgeführt. Die Zielstellung des Forschungsvorhabens besteht in der Entwicklung eines kostengünstigen und energieeffizienten Systems zur sommerlichen Raumkühlung unter Einbeziehung regenerativer Energiequellen. Die aus früheren theoretischen Untersuchungen resultierenden Erkenntnisse sollen dabei einer praktischen Nutzung zugeführt werden. Mit dem verfolgten Ansatz soll die Raumkühlung über eine konventionelle Heizungsanlage erfolgen. Die Kältebereitstellung erfolgt vorzugsweise über ein Gasmotor-BHKW oder eine Brennstoffzelle, deren Abwärme im Sommer mittels Ab- oder Adsorptionskältemaschine oder einer Wärmepumpe zur Kältebereitstellung genutzt wird. Auch Fernwärme aus einem Heizkraftwerk kann auf diese Weise im Sommer genutzt werden. Die passive Kühlung (ohne Kompressor) mithilfe einer Sole-Wasser-Wärmepumpe (Wärmequelle/-senke Erdreich/Grundwasser) stellt eine besonders günstige Möglichkeit dar. Für die Bearbeitung des Forschungsvorhabens werden 5 Pilot- bzw. Feldtestanlagen betrachtet. Die Arbeiten gliedern sich grundsätzlich in eine Vorbereitungs- und in zwei sich abwechselnde Mess- und Bewertungsphasen. - Phase 1: Vorbereitung und Inbetriebnahme Die bestehenden Heizungsanlagen der Untersuchungsobjekte müssen zunächst für den Kühlfall erweitert und mit Messtechnik ausgestattet werden. - Phase 2: Erste Messphase Der Bearbeitungszeitraum umfasst die gesamte Kühlperiode. - Phase 3: Erste Bewertungs- und Optimierungsphase Im Bearbeitungszeitraum erfolgt die detaillierte Bewertung der Messergebnisse, insbesondere unter Berücksichtigung des aus den vorangegangenen theoretischen und praktischen Untersuchungen resultierenden Erkenntnisstandes. - Phase 4: Finale Messphase Die Arbeiten der finalen Messphase orientieren sich an denen der ersten Messphase unter Berücksichtigung der bis dahin vorliegenden Erfahrungen und Erkenntnisse. - Phase 5: Finale Bewertungsphase Innerhalb der finalen Bewertungsphase wird eine zusammenfassende Darstellung zum Forschungsvorhaben entwickelt.
Das Projekt "Teilvorhaben: Bau, Test und Vermessung des Demonstrators" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von EAW Energieanlagenbau GmbH Westenfeld durchgeführt. Thermisch angetriebene Absorptionskälteanlagen werden zur effizienten dezentralen Kraft-Wärme-Kältekopplung sowie zur solaren Kühlung eingesetzt. Die AKM sind überwiegend heizwasserbeheizt, erzeugen Kaltwasser und werden mit Kühlwasser rückgekühlt. Zur Rückkühlung werden überwiegend Verdunstungskühler verwendet, deren Einsatz jedoch im kleinen und mittleren Leistungsbereich aufgrund neuer Hygienerichtlinien und geplanter gesetzlicher Verordnungen zunehmend erschwert wird. Verdunstungskühler können durch trockene Rückkühler ersetzt werden, damit steigen jedoch die Rückkühltemperaturen und die Effizienz der Kälteerzeugung sinkt. bzw. die Betriebsgrenzen werden stark eingeschränkt. Eine direkte Rückkühlung des kältetechnischen Prozesses entschärft die letztgenannte Problematik. Wasser-Lithiumbromid-AKM mit direkt luftgekühltem Absorber und Kondensator sind jedoch nicht am Markt verfügbar. Mit dem Verbundvorhaben soll die Technologie und Gestaltung direkt luftgekühlte 'AKM' weiterentwickelt werden. Eine bedarfsgerechte adiabate Luftvorkühlung zum Betrieb der AKM mit KWKK- typischen Antriebstemperaturen sowie zur Minimierung des Strom- und Wasserverbrauchssoll unter Einhaltung der Hygienerichtlinien in der Kälteanlage integriert werden. Weiterhin sollen asymmetrische Plattenwärmeübertrager hinsichtlich einer Verbesserung der Anlagenkompaktheit und Reduzierung der Anlagenkosten verwendet werden und eine Betriebsweise 'Freie Kühlung' möglich sein. EAW ist schwerpunktmäßig an den Arbeitspaketen (AP) 3, 5, 6, und 9 beteiligt.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung und Untersuchung unter Verwendung neuartiger Baugruppen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Luft- und Kältetechnik gemeinnützige Gesellschaft mbH durchgeführt. In dem Verbundvorhaben soll die Technologie und Gestaltung direkt luftgekühlte 'AKM' weiterentwickelt werden. Eine bedarfsgerechte adiabate Luftvorkühlung zum Betrieb der Kälteerzeugungsanlage mit KWKK-typischen Antriebstemperaturen (86/71 °C) sowie zur Minimierung des Strom- und Wasserverbrauchs soll unter Einhaltung der Hygienerichtlinien in der Kälteanlage integriert werden. Weiterhin sollen asymmetrische Plattenwärmeübertrager hinsichtlich einer Verbesserung der Anlagenkompaktheit und Reduzierung der Anlagenkosten verwendet werden und eine Betriebsweise 'Freie Kühlung' möglich sein. Die Demonstration, Erprobung und praxisgerechte Vermessung eines Funktionsmusters innerhalb eines dezentralen KWKK-Systems bildet den Abschluss. ILK Dresden ist schwerpunktmäßig an den Arbeitspaketen (AP) 1-4, und 6 beteiligt.
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| Bund | 43 |
| Type | Count |
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| Förderprogramm | 43 |
| License | Count |
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| offen | 43 |
| Language | Count |
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| Deutsch | 43 |
| Englisch | 3 |
| Resource type | Count |
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| Keine | 15 |
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| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 23 |
| Lebewesen & Lebensräume | 17 |
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| Wasser | 21 |
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