Das Projekt "Forschungsinitiative Zukunft Bau - Forschungscluster 'Energieeffizientes und klimagerechtes Bauen', Praxistest der Auswirkungen von Einzelraumregelung für Heizung, Lüftung und Beleuchtung auf Energieeinsparung bzw. Senkung der Betriebskosten" wird/wurde gefördert durch: Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR). Es wird/wurde ausgeführt durch: ITG Institut für Technische Gebäudeausrüstung Dresden Forschung und Anwendung GmbH.Das Forschungsvorhaben untersucht die Praxistauglichkeit von Einzelraumregelsystemen für die Heizung, Lüftung und Beleuchtung bei ausgewählten Bundesbaumaßnahmen. Dabei sind Fragen hinsichtlich der Energieeffizienz, der Wirtschaftlichkeit und der Nutzerzufriedenheit zu beantworten. Im Ergebnis sind Empfehlungen für den praktischen Einsatz der Einzelraumregelung zu erwarten. Das Zusammenwirken zunehmend innovativer und komplexer Anlagen zur Heizung, Kühlung, Klimatisierung und Beleuchtung insbesondere von Nichtwohngebäuden unter Berücksichtigung eines von Betreibern und Nutzern gleichermaßen formulierten und ständig steigenden Anspruchs an den energieeffizienten Betrieb der Anlagen und des Gebäudes ist ohne den Einsatz von Raum- und Gebäudeautomationssystemen immer schwieriger zu leisten. Ein übergeordnetes Energie- und Lastmanagement zur Betriebsoptimierung unter den jeweils gegebenen spezifischen Nutzungsbedingungen erfordert darüber hinaus den Einsatz eines Energiemanagementsystems. Die Hersteller und Anbieter entsprechender Systeme propagieren signifikante Energieeinsparungen, die sich aber erfahrungsgemäß nicht in jedem Fall realisieren lassen. Darüber hinaus sind höhere Investitionskosten und ein Mehraufwand bei Inbetriebnahme und Unterhaltung zu berücksichtigen. Insgesamt gesehen bestehen uneinheitliche und bisweilen widersprüchliche Aussagen zum Energieeinsparpotenzial von Einzelraumregelsystemen. Aus Sicht des Investors ist dies ein höchst unbefriedigendes Ergebnis, müssen doch die zum Teil erheblich höheren Investitionskosten vorrangig (d. h. ungeachtet des Komfortgewinns) durch die energetischen Einsparungen gegenfinanziert werden. Im Rahmen des Forschungsvorhabens soll daher eine weitestgehend produkt- und technikneutrale Bewertung von Einzelraumregelsystemen in ausgewählten Bundesbauten erfolgen. Ziel des Forschungsvorhabens ist es deshalb, - am Beispiel von typischen Anwendungen in Verwaltungsgebäuden praktische Erfahrungen aus dem Betrieb zu erheben, - den mit dem jeweiligen System erzielten Energieverbrauch im Hinblick auf mögliche weitere Einsparungen hin zu untersuchen, - Daten zur Betreiber- und Nutzerzufriedenheit zu erheben und zu bewerten, - die untersuchten Systeme hinsichtlich der Investitions- und Betriebskosten zu bewerten, - die untersuchten Systeme hinsichtlich der Praxistauglichkeit mit modernen innovativen Lösungen zu vergleichen, - eine Empfehlung für den Einsatz von Systemen der Raumautomation in Verwaltungsgebäuden zu erarbeiten, - Erkenntnisse über diese Systeme aus der Praxis zu erhalten.
Das Projekt "Nachhaltige Nutzung erneuerbarer Energien für die Bereitstellung von Strom, Wärme und Kälte in Energiekonzepten für Gebäude und Quartiere unter Berücksichtigung der Gebäudeenergieeffizienz - Vorlaufforschung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Umwelt, Klimaschutz, Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMUKN) / Umweltbundesamt (UBA). Es wird/wurde ausgeführt durch: Öko-Institut. Institut für angewandte Ökologie e.V..Um bis zum Jahr 2050 ein treibhausgasneutrales Deutschland zu erreichen müssen auch Gebäude und Quartiere treibhausgasneutral gestaltet werden. Die Digitalisierung der Energieversorgung kann zu einer Optimierung der Energienutzung in Quartieren beitragen. Eine nachhaltige Energieversorgung erfordert eine Optimierung von Energiebereitstellung und Wärmedämmung unter Berücksichtigung der Umweltverträglichkeit des Gesamtsystems einschließlich der dafür verwendeten Anlagen und Ressourcen. Aufbauend auf einer Studie zum THG-neutralen Gebäudebestand untersucht das Forschungsprojekt bestehende und in Entwicklung befindliche Techniken sowie deren Kombinationen hinsichtlich Effektivität, Kostensenkungspotenziale, Praktikabilität, Umweltwirkungen etc. und ihre Anwendbarkeit in Quartieren. Ihr Einsatz für eine nachhaltige Energieversorgung soll in geeigneten Szenarien analysiert werden. Der Einfluss nationaler rechtlicher Rahmenbedingungen soll im Hinblick auf diese Ziele untersucht werden. Ergebnis des Projektes ist eine Entscheidungshilfe für den nachhaltige Gestaltung der Energieversorgung in Quartieren und Handlungsempfehlungen für die entsprechende Orientierung staatlicher Instrumente. Die relevanten Facetten des Problems sollen in Fachworkshops diskutiert und die Ergebnisse im Rahmen einschlägiger Fachtagungen und durch Fachveröffentlichungen präsentiert werden.
Das Projekt "Optimierungs- und Planungsplattform für die energieeffiziente Fertigung von Sicherheitsglas, Teilvorhaben: Untersuchung und Erstellung der mathematischen Algorithmen zur Optimierung der Energieflüsse" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie. Es wird/wurde ausgeführt durch: Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS, Institutsteil Entwicklung Adaptiver Systeme EAS.DUALIS IT Solution, Bischoff Glastechnik AG und Fraunhofer IIS/EAS entwickeln die Optimierungs- und Planungsplattform OptPlanEnergie, mit der die Produktion von Sicherheitsglas energetisch optimiert werden kann. Der Produktionsprozess wird dabei ganzheitlich betrachtet und hinsichtlich hohem Produktionsausstoß, hoher Produktqualität und niedrigem Energieeinsatz optimiert. Aus der Plattform heraus wird ein Produktions- und Energiefahrplan zum Erzielen des Optimums generiert. Ziel ist die Reduzierung des Energiekonsums um ca. 25% (für das konkrete Anwendungsbeispiel = 2 Mio kWh/Jahr). Basis ist die Modellierung und Simulation des Produktionsprozesses auf angepasstem Abstraktionsniveau unter Einbeziehung der Energiebilanzen. Auf oberster Ebene wird die Nutzung der Ressourcen in einem Ablaufmodell zusammengefasst. In dieses Ablaufmodell werden detaillierte physikalisch/mathematische Modelle für die kritischen thermodynamischen Teilprozesse des Erhitzens und Temperns integriert. Vorgesehen sind die Etappen: (1) Anforderungsanalyse, (2) Entwicklung des Ablauf- und Prozesssimulators, (3) Adaption der Optimierungsverfahren, (4) Modellierung und Optimierung der Sicherheitsglasfertigung, (5) Realisierung des optimierten Produktions- und Energiefahrplans und (6) das Nutzer-Interface der Plattform. Fraunhofer IIS/EAS leitet die Anforderungsanalyse (1) und die Gestaltung des Nutzer-Interfaces (6). Das Forschungsinstitut integriert die Prozesssimulation in die Ablaufsimulation in (2) und übernimmt die physikalisch/mathematische Modellierung in (4).
Das Projekt "1aPump: Einsatz von 3D Simulationsmethoden zur Steigerung des Wirkungsgrades von 1- und 2-schaufeligen Pumpen und zur energieeffizienten Förderung feststoffbeladener Fluide, Teilvorhaben: Implementierung und Erprobung der Simulationsmethoden" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie. Es wird/wurde ausgeführt durch: WILO SE.Zur Förderung feststoffbeladener Fluide wie z.B. Abwässer oder Schlämme werden Pumpen mit nur wenigen (z.B. 1 oder 2) Schaufeln verwendet, um Verstopfungen der Pumpenhydrauliken zu vermeiden. Während die Aggregate mit Priorisierung auf höchste Verfügbarkeit im Betrieb ausgelegt werden, ist eine gleichzeitige Verbesserung ihrer Energieeffizienz mangels geeigneter Methoden aktuell noch nicht machbar. Daher sollen in diesem Projekt 3D CAE-Methoden für numerische Strömungs- und Schwingungsuntersuchungen auf Basis von OpenFOAM weiterentwickelt werden. Die Methoden werden experimentell validiert und für 1- und 2-Schaufelpumpen allgemein anwendbar gemacht. Die Ergebnisse dienen einem verbesserten Verständnis der Wirkzusammenhänge zwischen Pumpendesign, Betriebsverhalten und Verstopfungsneigung und eröffnen die Möglichkeit zur systematischen Erhöhung des Wirkungsgrades unter Berücksichtigung einer geringen Verstopfungsanfälligkeit. In dem Vorhaben wird ein kombinierter numerisch-experimenteller Ansatz verfolgt. Ein entscheidender Schritt zur möglichst vollständigen Ausschöpfung des vermuteten Wirkungsgradpotentials in 1- und 2-Schaufelpumpen ist die Erhöhung der Treffsicherheit der verfügbaren CFD-Methoden. Einen großen Hebel vermuten die Antragsteller aufgrund der starken zeitlichen Schwankungen der Strömungsgrößen in der Vorgabe realistischer transienter Randbedingungen für das numerische Modell. Diese werden in einem ersten Schritt aus zeitauflösenden Messungen der Druck- und ggf. Volumenstrompulsationen einer Versuchspumpe gewonnen. Im zweiten Schritt ist die gekoppelte Simulation der Pumpe mit der gesamten Anlage vorgesehen, wodurch Ein- und Ausströmränder im Modell wegfallen und damit auch die Notwendigkeit der Messung von Randbedingungen entfällt. Im Weiteren liegt das Augenmerk neben der Bewertung konventioneller statistischer Modelle auf der Erprobung skalenadaptiver Turbulenzmodelle.
Das Projekt "1aPump: Einsatz von 3D Simulationsmethoden zur Steigerung des Wirkungsgrades von 1- und 2-schaufeligen Pumpen und zur energieeffizienten Förderung feststoffbeladener Fluide, Teilvorhaben: Entwicklung und Validierung von 3D Simulationsmethoden" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie. Es wird/wurde ausgeführt durch: Ruhr-Universität Bochum, Fakultät Maschinenbau, Lehrstuhl für Hydraulische Strömungsmaschinen.Zur Förderung feststoffbeladener Fluide wie z.B. Abwässer oder Schlämme werden Pumpen mit nur wenigen (z.B. 1 oder 2) Schaufeln verwendet, um Verstopfungen der Pumpenhydrauliken zu vermeiden. Während die Aggregate mit Priorisierung auf höchste Verfügbarkeit im Betrieb ausgelegt werden, ist eine gleichzeitige Verbesserung ihrer Energieeffizienz mangels geeigneter Methoden aktuell noch nicht machbar. Daher sollen in diesem Projekt 3D CAE-Methoden für numerische Strömungs- und Schwingungsuntersuchungen auf Basis von OpenFOAM weiterentwickelt werden. Die Methoden werden experimentell validiert und für 1- und 2-Schaufelpumpen allgemein anwendbar gemacht. Die Ergebnisse dienen einem verbesserten Verständnis der Wirkzusammenhänge zwischen Pumpendesign, Betriebsverhalten und Verstopfungsneigung und eröffnen die Möglichkeit zur systematischen Erhöhung des Wirkungsgrades unter Berücksichtigung einer geringen Verstopfungsanfälligkeit. In dem Vorhaben wird ein kombinierter numerisch-experimenteller Ansatz verfolgt. Ein entscheidender Schritt zur möglichst vollständigen Ausschöpfung des vermuteten Wirkungsgradpotentials in 1- und 2- Schaufelpumpen ist die Erhöhung der Treffsicherheit der verfügbaren CFD-Methoden. Einen großen Hebel vermuten die Antragsteller aufgrund der starken zeitlichen Schwankungen der Strömungsgrößen in der Vorgabe realistischer transienter Randbedingungen für das numerische Modell. Diese werden in einem ersten Schritt aus zeitauflösenden Messungen der Druck- und ggf. Volumenstrompulsationen einer Versuchspumpe gewonnen. Im zweiten Schritt ist die gekoppelte Simulation der Pumpe mit der gesamten Anlage vorgesehen, wodurch Ein- und Ausströmränder im Modell wegfallen und damit auch die Notwendigkeit der Messung von Randbedingungen entfällt. Im Weiteren liegt das Augenmerk neben der Bewertung konventioneller statistischer Modelle auf der Erprobung skalenadaptiver Turbulenzmodelle.
Das Projekt "EnOB: PCM in Demonstrationsanwendungen (PCM-Demo II), Teilvorhaben 5: PCM Kühldecke im Neubau des Landwirtschaftlichen Versicherungsvereins Münster" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie. Es wird/wurde ausgeführt durch: Deerns Deutschland GmbH, Niederlassung Köln.Ziel des Verbundvorhabens ist es den Einsatz von Phasenwechselmaterialen (PCM) in unterschiedlichen Anwendungen im Gebäudebereich beispielhaft zu demonstrieren. Gerade im Gebäudesektor kommt Referenzobjekten und der Demonstration innovativer Gebäudetechnik ein hoher Stellenwert zu, um die Markteinführung energieeffizienter Technologien zu beschleunigen. In einem begleitenden Monitoring sollen wissenschaftlich belastbare Messdaten erhoben werden. Anhand der vorliegenden Daten erfolgen eine Querauswertung und eine Systembewertung. Die Ergebnisse werden über Symposien mit Projektpartnern sowie Planern, Architekten und Investoren kommuniziert und diskutiert. Die Teilvorhaben werden durch verschiedene Forschungseinrichtungen begleitet und von Zentrum für Angewandte Energieforschung (ZAE Bayern) koordiniert. Im LVM Münster wird eine neu entwickelte PCM-Hybriddecke erstmalig großflächig in Seminarräumen eingesetzt. Die speicherbare Wärmemenge ist so bemessen, dass die meiste Zeit keine zusätzliche Kältetechnik benötigt wird, um die Räume auf behaglichem Temperaturniveau zu halten. Die Regeneration des PCMs erfolgt nachts über Kühltürme und ein Geothermiefeld. Ziel dieses Projektes ist nun die Performance unter realen Nutzungsbedingungen in einem Gebäude sowie die optimalen Betriebsparameter zu ermitteln. Arbeitsgegenstand des Teilvorhabens ist die Planung und Umsetzung des Monitorings und Begleitung der Messungen sowie Erarbeitung und Umsetzung optimierter Regelungsstrategien.
Das Projekt "DC-Industrie - Intelligentes offenes DC-Netz in der Industrie für hocheffiziente Systemlösungen mit elektrischen Antrieben, Teilvorhaben FhG: Entwicklung eines Smart Grid Netzmanagementansatzes für ein industrielles Mikro DC-Netz" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie. Es wird/wurde ausgeführt durch: Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung.Ziel des Vorhabens ist die Erhöhung der Leistungsdichte der Geräte zur Energieversorgung von Antrieben sowie die Steigerung der Energieeffizienz der gesamten Anlage und die Reduzierung von netzbedingten Produktionsausfallkosten. Der zur Zielerreichung geplante Wegfall von dezentraler AC/DC Wandlung in den Geräten führt zusätzlich zu einer Kostensenkung. Die Offenheit und die sichere, einfache, zentrale Bereitstellung des neuen DC-Netzes in der Anlage ermöglicht es jedem Leistungselektronikhersteller für den Maschinen- und Anlagenbau die Geräte kompakter, kostengünstiger und energieeffizienter zu gestalten. Durch Auftritte auf Messen, Seminare und Workshops partizipiert jedes interessierte Unternehmen an den Ergebnissen. So verbessert das Projekt die Wettbewerbsfähigkeit der Elektronikindustrie in Deutschland. Zentrales Element ist das zu entwickelnde offene DC-Versorgungsnetz 'DC-INDUSTRIE' innerhalb einer Produktionsanlage. Anhand zweier Anlagenapplikationen werden die Anforderungen an das DC-Netz erfasst und in einem umfassenden Systemkonzept umgesetzt. Das Systemkonzept bildet den Entwicklungsrahmen für die Überwindung der technologischen Hindernisse. In diesem Bereich fokussiert das IPA das Themenfeld des Netzmanagements. Aufbauend auf dem Systemkonzept entwickelt das IPA DC-Netzmodelle, die die Struktur und den Energieaustausch der einzelnen Komponenten wiedergeben. Auf dieser Basis werden Gestaltungsregeln und planungsunterstützende Werkzeuge konzipiert, entwickelt und prototypisch umgesetzt. Dabei sollen neben technischen Aspekten auch ökologische und wirtschaftliche Gesichtspunkte berücksichtigt werden. Abschließend werden die Ergebnisse anhand realer Versuchsträger anwendungsnah evaluiert.
Das Projekt "DC-Industrie - Intelligentes offenes DC-Netz in der Industrie für hocheffiziente Systemlösungen mit elektrischen Antrieben, Teilvorhaben HS OWL: Gerätequalifizierung und Einspeisetechnologie für DC-Komponenten" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie. Es wird/wurde ausgeführt durch: Hochschule Ostwestfalen-Lippe, Institut für Industrielle Informationstechnik (inIT), Labor Leistungselektronik und Elektrische Antriebe.Im Rahmen des Teilvorhabens wird die HS-OWL als unabhängiger Partner das Projekt in Systemfragestellungen des DC-Netzes begleiten. Neben der wissenschaftlich/technischen Projektkoordination wird die HS-OWL sowohl grundlegende Untersuchungen bezüglich des Aufbaus von DC-Netzen durchführen, als auch Geräte aufbauen, die am DC-Netz betrieben werden können. Außerdem sollen zwei neuartige Versorgungsmodule aufgebaut werden, mit denen das DC-Netz versorgt werden soll. Weiterhin wird soll ein Netzsimulator für die unabhängige Qualifizierung von Geräten aufgebaut werden. Die HS-OWL wird in AP1 und AP2 an einem Konzept für DC-Netze mitarbeiten, hierbei wird der Fokus auf den Bereich EMV und den Anschlussbedingungen von Geräten liegen. Insbesondere sollen verschiedene Versorgungskonzepte untersucht werden, da sich daraus unmittelbar Kriterien der EMV, wie beispielsweise Gleichtaktspannungen gegen Erdpotential, ableiten. Ziel ist die Minimierung von Filtern und die Vermeidung von Schirmung des DC-Netzes. Auf Basis dieser Erkenntnisse wird die HS-OWL in AP3.1 zwei Versorgungsmodule als Demonstratoren aufbauen. In dem ersten Versorgungsmodul soll ein ungesteuerter Gleichrichter in Kombination mit einer an der HS-OWL entwickelten Rückspeiseschaltung.
Das Projekt "DC-Industrie - Intelligentes offenes DC-Netz in der Industrie für hocheffiziente Systemlösungen mit elektrischen Antrieben, Teilvorhaben KHS: Testapplikation Palettierzentrum" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie. Es wird/wurde ausgeführt durch: KHS GmbH.Ziel des Forschungsprojektes 'DC-INDUSTRIE' ist die bedarfsorientierte Verteilung von Energie innerhalb von Produktionsanlagen mit einem Höchstmaß an Energiewiederverwendung und einer Minimierung von Wandlungsverlusten. Durch dieses Projekt soll die Kompetenz der KHS GmbH im Bereich der DC-Technologie gesteigert und somit die Wettbewerbsfähigkeit erhöht werden. Durch die Erschließung ungenutzter Energieeffizienzpotenziale werden die Energiekosten der Anlagenbetreiber verringert und der Ausstoß von Treibhausgasen (beispielsweise von CO2-Emissionen) sowie andere Umweltauswirkungen von Energieverbräuchen reduziert, womit das Energiemanagementsystem auch einen wesentlichen Beitrag zum Umwelt- und Klimaschutz leistet. Durch den Einsatz von Energiespeicher können Produktionsausfälle durch Spannungsschwankungen bzw. Stromausfall verhindert bzw. Folgeschäden durch ein gezieltes Beenden der einzelnen Prozessabschnitte vermieden werden. -Die KHS GmbH ist verantwortlich für die Bereitstellung eines Demo Palettier Zentrums. -Das Palettier Zentrum dient zum: -Messen der Energieflüsse in unterschiedlichen Systemzuständen / Lastfällen -Untersuchung der Integration von Energiespeichern und alternativer Energiequellen -Untersuchung der Vorgehensweise beim Design des DC-Netzes -Untersuchen von Abhängigkeiten zwischen Energieflüssen und Produktionstechnischen Parametern .- Mitarbeit bei der Spezifikation der DC-Netze, insbesondere die Anforderungen die speziell im rauen Umfeld einer Getränkeabfüllanlage gefordert werden. - Validierung des Projektes durch Messdaten der Referenzanlage - Zur Verfügung stellen einer KHS Testanlage für Tests. Die Testanlage ermöglicht den direkten Vergleich zwischen den zurzeit verwendeten Konzepten und dem DC-Bus System. Die Unterschiede werden durch Messungen aufgezeichnet.
Das Projekt "DC-Industrie - Intelligentes offenes DC-Netz in der Industrie für hocheffiziente Systemlösungen mit elektrischen Antrieben, Teilvorhaben Bauer Gear Motor: Innovative Getriebemotoren mit integrierten DC-Umrichter" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie. Es wird/wurde ausgeführt durch: Bauer Gear Motor GmbH.Im industriellen Umfeld ist die dreiphasige Wechselspannungsversorgung (z.B. 400V, 50Hz) heute als Standard zu sehen. Durch den Trend hin zu energieeffizienten, drehzahlveränderlichen elektrischen Antrieben werden in Anlagen immer häufiger Frequenzumrichter eingesetzt, die über einen Gleichspannungs-Zwischenkreis verfügen. Diesen kann man eliminieren, wenn zukünftig eine zentrale Gleichspannungseinspeisung zur Verfügung steht. Das Gesamtziel des Vorhabens ist diese neue Gleichspannungsversorgungsstruktur zu realisieren. Bauer Gear Motor ist ein weltweit arbeitendes expandierendes Unternehmen mit fast 90-jähriger Erfahrung auf dem Gebiet der Getriebemotoren. Unser Unternehmen entwickelt und produziert Getriebemotorenlösungen mit und ohne motorangebautem Umrichter. Zur Erfüllung hoher Wirkungsgradanforderungen hat Bauer u.a. auch Synchronmaschinen entwickelt. Eine generelle Nutzung dieser effizienten Motorentechnologie setzt immer den Einsatz eines Umrichters voraus. Mit der Einführung einer zentralen Gleichspannungsversorgung besteht die Möglichkeit erstmals sehr kompakte Umrichter herzustellen und in den Getriebemotor zu integrieren. Dies ist eine Voraussetzung damit diese Technologie bei vielen Anwendungen einsetzbar wird. Hierzu ist die Kooperation mit Spezialisten der Leistungselektronik innerhalb des Verbundprojektes geplant. Wir verfolgen damit das Ziel, in Zusammenarbeit mit den Verbundpartnern, einen neuartigen mit Gleichspannung gespeisten Umrichter in den Getriebemotor als kompakte mechatronische Einheit zu integrieren. Damit steht eine wichtige Komponente zur Realisierung der im Verbundprojekt definierten Anwendungen (KHS und Daimler) zur Verfügung.
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| Förderprogramm | 159 |
| License | Count |
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| offen | 159 |
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| Keine | 18 |
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