| Lufttöpfe/Luftabscheider |
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Solar-Lufttopf |
Quelle:
Westech-Solar OHG |
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Luftabscheider
mit Beruhigungsstrecke |
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Absorptionsluftabscheider
– Flexcon |
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Mikroblasenluftabscheider
– Spirotech |
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Quelle:
CALEFFI Armaturen GmbH |
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Mikroblasen-Abscheider |
Quelle:
Pneumatex AG |
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Zentrifugalluftabscheider
– Flexcon |
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Luftabscheider
gibt es in verschiedenen Ausführungen. Sie werden nach
dem Wirkprinzip eingeteilt |
| • Lufttopf
• Absorptions- / Mikroblasenluftabscheider
• Zentrifugalluftabscheider
• VacuStream Entgaser |
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Richtig
gesetzte und ausgelegte Lufttöpfe
haben fast den gleichen Abscheidegrad wie die von der Industrie
hergestellten Luftabscheider. Die im Wasser vorhandenen
Mikrobläschen steigen aufgrund der langsamen Fließgeschwindigkeit
in den oberen Teil des Lufttopfes. Hier muß die Luft
regelmäßig abgelassen und durch automatische
Entlüfter entfernt werden. Der selbstgebaute Lufttopf
besteht aus einem Rohr größerer Nennweite, damit
die Strömungsgeschwindigkeit unter 0,1 m/s absinkt
und die Luft sich aus dem Wasser lösen kann. Falsch
angeordnet Lufttöpfe haben keine Wirkung. |
Thermische Solaranlagen
werden normalerweise durch Spülen luftfrei gemacht. Es ist aber auch möglich
die Luft durch spezielle Lufttöpfe
oder Luftabscheider luftfrei zu bekommen.
Wenn ein einfacher Lufttopf nicht ausreicht,
kann man spezielle Lufttöpfe einsetzen, Der in der
Abbildung dargestellte Solar-Lufttopf
funktioniert folgendermaßen:
Die Solarflüssigkeit strömt von
oben (1) in den Entlüftungstopf. Die Solarflüssigkeit
prallt auf, die mitgeführten Luftblasen werden abgeschieden
und driften nach oben. Die Luft sammelt sich im oberen
Teil des Entlüftungstopfes. Diese Luft kann durch
manuelles Entlüften aus der Anlage entfernt werden:
1. Schlauch des Entlüftungshahns (5) in ein Auffanggefäß
führen.
2. Ventil (4) öffnen. Die abgeschiedene Luft entweicht
aus dem Entlüftungstopf.
3. Sobald Solarflüssigkeit entweicht, das Ventil
wieder schließen, damit bei einer Dampfbildung dieser
nicht entweichen kann. |
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"altmodische" Ausführung
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Heutzutage ist es aufgrund der verwendeten
Materialien und Verbindungstechniken einfacher, fertige
Luftabscheider einzubauen.
Der Luftabscheider ist eine Fortentwicklung eine Lufttopfes.
Die Strömungsumlenkung im Gehäuse ermöglicht
den Luftblasen aufzusteigen. Das Luftpolster kann schliesslich
über einen aufgeschalteten Entlüfter aus der
Anlage entweichen. Die Abscheideleistung wird durch eine
Beruhigungsstrecke in Form eines geraden
Rohrstückes von ca. 0,5 m Länge vor und nach
dem Bauteil erhöht.
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Absorptionsluftabscheider
/ Mikroblasenluftabscheider |
Größere
Luftblasen in zirkulierendem Wasser abzuscheiden ist einfach,
besonders bei niedrigen Volumen. Die Mikroluftblasen bei
hohen Wassermengen sind normalerweise problematisch, aber
nicht für die NONAIR®.
Die Konstruktion sorgt dafür, dass ein Teilfluss des
Wassers zu einem turbulenzfreien Raum abgelenkt ist, wo
die Blasen sich zu größere Blasen zusammen tun
und steigen zu dem Oberteil des Gehäuses hinauf. Die
Luft wird automatisch durch das Entlüftungsventil abgeschieden.
Nach einigen Tagen ist die Flüssigkeit luftfrei und
alle Probleme in der Anlage die damit verbunden sind, verschwinden. |
Der unteren Teil
des Gefäßes wirkt als Entschlammungsbehälter,
denn dort sammeln sich Schwebstoffe, die abgelassen werden
sollten. Leider werden die Feinschlämme nicht aufgehalten.
Sie können weiterhin erhebliche Schäden an den
Wärmeerzeuger hervorrufen. |
Um diese
Schlämme zu vermeiden, hilft nur eine richtige Anlagenbehandlung,
die sowieso nach DIN EN 14336 vorgeschrieben ist. |
Absorptionsluftabscheider
lehnen sich die im Wasser enthaltenen Mikrobläschen
an einer Füllung aus Drahtgeflecht, Metallgranulat
oder anderen Festkörpern an. Die gefilterten Mikrobläschen
steigen in dieser beruhigten Zone nach oben in den Luftsammelraum
und werden über einen Schwimmentlüfter aus der
Anlage entfernt. |
| Einbau des Absorptionsluftabscheider
in Heizungsanlagen |
Mikroblasen,
die im Kessel (hohe Temperatur) freigesetzt werden, werden
an anderer Stelle im System (niedrigere Temperatur) wieder
gelöst, wenn sie nicht sofort abgeschieden werden.
Um eine möglichst gute Luftabscheidung aus dem System
zu gewährleisten, muß der Luftabscheider im Vorlauf
unmittelbar hinter dem Kessel oder dem Mischventil angeordnet
werden.
Wird der Luftabscheider an der Saugseite der Umwälzpumpe
eingebaut können größere Luftblasen an der
Pumpe keinen Schaden verursachen und werden diese nicht
zu kleineren Blasen vermahlen. |
| Einbau des Absorptionsluftabscheider
in Kühlanlagen |
Luftblasen
in der Anlage sind vor der Kühleinheit größer
als dahinter. Dies ist auf die niedrigere Wassertemperatur
hinter der Kühleinheit zurückzuführen. Zur
optimalen Entlüftung der Anlage muß der Luftabscheider
kurz vor dem Kühler in den Rücklauf eingebaut
werden. |
| Für
den Fall, daß die statische Höhe über dem
Luftabscheider 30 m übersteigt, sollte auf jeder Etage
oberhalb 30 m ein Luftabscheider eingebaut werden, um die
Luft, die durch die Abnahme des statischen Drucks auf den
höheren Etagen freigesetzt wird, abzuscheiden. |
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Grundsätzlich
sollten an Lufttöpfen und Luftabscheidern nur
automatische Entlüfungsventile
eingebaut werden. Bei einfachen Be- und Entlüftern
besteht die Möglichkeit, dass bei schlechten Druckverhältnissen
in der Anlage, Luft eingesaugt werden kann. |
Zentrifugalluftabscheider |
| Bei diesem Luftabscheider
wird die unterschiedliche Dichte von Wasser
und Luft zur Abscheidung der im Wasser
vorhandenen Luft ausgenutzt. Hier wird das Wirkprinzip
einer Zentrifuge zur Grundlage der Luftabscheidung.
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| Das Wasser wird
durch die tangential angeordneten Anschlüsse am Gefäß
in eine Drehbewegung versetzt. Durch der Rotation des Wassers
wird das schwerere Medium Wasser gegen die Wand gedrückt,
während sich das leichtere Medium Luft (im Wasser enthalten)
in der Mitte des Gefäßes gesammelt. Die Entlüfung
kann von Hand oder in diesem Fall besser durch einen automatischen
Schwimmentlüfter aus der Anlage entfernt werden. |
| Die Zentrifugalluftabscheider
werden heutzutage nur noch in Großanlagen
eingebaut. In kleineren Anlagen haben sich Lufttöpfe
oder Mikroblasenluftabscheider durchgesetzt. |
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Quelle: Aalberts hydronic flow control (Flamco) |
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VacuStream Entgaser
Das Vorhandensein von Luftblasen macht Niedrigtemperatursysteme anfällig für Korrosion, Biofilm und Verstopfung. Das Aufheizen dauert länger, es entstehen kalte Zonen, und das System kann sogar ausfallen. Spülen war bisher das einzige (vorübergehende) Mittel, aber Vorbeugen ist besser, billiger und nachhaltiger als Heilen. Der VacuStream ist ein kompakter und leiser Entgaser für Anlagen mit einer Kapazität bis zu 500 Litern / Monat. Unter anderem aufgrund seiner Größe und Entgasungskapazität ist der VacuStream ideal für kleinere Niedertemperatursysteme in Privathaushalten und kleinen Unternehmen geeignet.
Aufgrund seines breiten Temperaturbereichs (-5 ºC bis 65 ºC) funktioniert der VacuStream sowohl im Heiz- als auch im Kühlbetrieb.
Der VacuStream entgast das Systemwasser in einem festen 4-Stufen-Zyklus, wobei ein Vakuum mit dem zu entgasenden Systemwasser erzeugt wird. Die dabei freigesetzten Luftpartikel schwimmen nach oben und werden, sobald der Kolben in seine ursprüngliche Position zurückkehrt, schnell und effektiv über den automatischen Flexvent-Schwimmerentlüfter an der Oberseite abgeschieden. |
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Funktionsprinzip des VacuStream Entgasers
VacuStream Entgaser - Aalberts hydronic flow contro (Flamco)
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Henry-Gesetz
Der britische Physiker William Henry brachte schon im 18. Jahrhundert den Beweis für den Zusammenhang von Druck, Temperatur und der Menge der gelösten Gase, der in Wärme- und Kühlsystemen von großer Bedeutung ist.
Das Henrysche Gesetz (Henrysches Absorptionsgesetz) beschreibt das Löslichkeitsverhalten von (flüchtigen) Substanzen in einer Flüssigkeit. Danach ist die Konzentration eines Gases in einer Flüssigkeit direkt proportional zum Partialdruck des entsprechenden Gases über der Flüssigkeit ist. Die Proportionalität wird durch die Henry-Konstante ausgedrückt. Die im Wassersystemen (Heizungs-, Kühl- und Solaranlagen sowie Wärmenetzen) gelösten Gase führen von ärgerlichen Geräuschen über Funktionsstörungen bis
zur Zerstörung von Anlagenteilen durch Korrosion.
Stehen ein Gas und eine Flüssigkeit in Kontakt (z. B. Wasser mit Luft [Gasgemisch aus Stickstoff N2, Sauerstoff O2 und Kohlendioxid CO2]), dann strebt die Natur nach einem Ausgleich. Das Gas versucht, in die Flüssigkeit einzudringen und wird dabei von den Wassermolekülen behindert. Das Wasser versucht, in die Luft zu gelangen, besitzt aber nicht genügend Energie dazu, so dass das nur in geringer Menge erfolgt. Trotzdem gibt es über jeder Wasserfläche auch gasförmiges Wasser und einen dazugehörigen Partialdruck. Gase lösen sich in Wasser, aber nicht beliebig, sondern nur in einer bestimmten Menge. Diesen Vorgang beschreibt das Henrysche Gesetz.
Die Gaskonzentration im Wasser ist immer proportional zum Druck in der Gasphase.
Steigt der Druck, steigt die Konzentration. |
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Henrysches Gesetz
Henrysches Absorptionsgesetz
p = k • c
p: Partialdruck des Gases [bar];
k: Henry-Konstante [l • bar / molGas];
c: Konzentration des Gases in der Lösung [mol/l]
Die Löslichkeit der Gase in Wasser ist abhängig von der Temperatur, mit zunehmender Temperatur sinkt sie.
Auch der Absolutdruck hat Einfluss.
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| Gas (25 °C) |
Henry-Konstante
[N • m / mol]. |
| Sauerstoff |
770 |
| Stickstoff |
1600 |
| Wasserstoff |
1300 |
| Kohlendioxid |
29 |
Die Konstanten gelten nur in bestimmten Druckgrenzen
Sauerstoff
ca. 20 bar,
Stickstoff ca. 30 bar
Kohlendioxid ca. 5 bar |
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Strenggenommen ist das Henrysche Gesetz nur für kleine und mäßige Drücke bis ungefähr 5 bar anwendbar. Auch ist es nur bei verdünnten Lösungen (bei niedrigen Partialdrücken) gültig. Zudem darf das gelöste Teilchen nicht mit dem Lösungsmittel reagieren (z. B Kohlenstoffdioxid, welches zu Kohlensäure reagiert und dem Gleichgewicht entzogen wird).
Einfacher gesagt > Je geringer der Druck oder je höher die Temperatur,
umso kleiner ist die gelöste Gasmenge in der Flüssigkeit.
Nur die extrem leichten Gase Wasserstoff und Helium bilden eine Ausnahme.
Henry-Gesetz - Hans-Peter Willig, cosmos-indirekt.de
Gesetz von Henry - Roland Zbinden, dekostop.ch |
Das Verhältnis von Temperatur und Druck bestimmt
die Luftmenge, die aufgelöst im Wasser
vorhanden sein kann. Das Henry’sche Gesetz bestimmt diese
Zusammenhänge. Anhand der Kurven in dem Diagramm können
die physikalischen Eigenschaften des Luftgehaltes im Wasser
und dessen Freisetzung nachvollzogen werden.
Beispiel:
Bei einem konstanten absoluten Druck von 2 bar, wenn das Wasser
von 20°C auf 80°C erwärmt wird, ist die abgeschiedene
Menge Luft bei dieser Lösung 18 l pro m3 Wasser. Nach diesem
Gesetz steigt die Menge der freigesetzten Luft bei steigender
Temperatur und verringertem Druck. Die entstehenden Mikroblasen
haben einem Durchmesser von 1/10 Millimeter.
Luft
in der Anlage
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Quelle:
CALEFFI Armaturen GmbH |
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Die Entlüftungsventile müssen immer so angebracht werden, dass die Luft aus den Heizkörpern oder Lufttöpfen bzw. Luftabscheidern möglichst vollständig entfernt werden kann. Um das zu erreichen,
gibt es verschiedene Armaturen. (Handventile, automatische Ventile)
Jedes Luftpolster wirkt wie ein kleines Ausdehnungsgefäß und kann den Nullpunkt in der Anlage verschieben. Außerdem werden die
Flächen, die luftbelastet sind, nicht richtig warm und mindern
die Wärmeabgabe des Heizkörpers. Dass Luft auch zur Korrosion
führen kann, ist ein weiterer Nebeneffekt. > mehr |
Und wer jetzt noch
immer daran glaubt, dass man mit den automatischen Schwimmerent-
und Belüftern (auch Sabberpötte genannt) die immer wieder entstehende Luft
und Gase aus dem Wasser holen kann, der
glaubt auch noch an den Weihnachtsmann. |
Mit solchen Bauteilen,
besonders an den höchsten Stellen der Anlage oder auf
der Saugseite der Pumpe eingebaut und ständig geöffnet,
weil ja automatisch draufsteht, holt man sich nur unnötig
Probleme in das System, so z. B. Einsaugen von Luft und tropfende Ventile, was zu Korrosion und Druckabfall führen kann. |
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automatischen
Schwimmerent- und Belüfter |
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Hydraulische Multifunktions-Weiche
Die hydraulische Multifunktions-Weiche erfüllt verschiedene Funktionen in Heizungs- und Kühlanlagen in einem Bauteil. Zur Ausstattung gehört außerdem ein im Warmverfahren vorgeformte Dämmschalenisolierung zum perfekten Schutz gegen Wärme- bzw. Kälteverluste. Die Multifunktions-Weiche beinhaltet folgende Funktionen:
- Hydraulische Trennung Der Wärmeerzeuger bzw. Kälteerzeuger wird vom Heiz- bzw. Kühlkreis hydraulische entkoppelt.
- Luftabscheidung Durch die Vergrößerung des Querschnitts verringert sich die Strömungsgeschwindigkeit, und im
Netz aus technischen Polymeren entstehen wirbelartige Bewegungen, die die Lösung der Mikroblasen begünstigen. Die Blasen verbinden
sich, werden größer, steigen dadurch in den oberen Bereich der Weiche und können durch den automatischen Schwimmentlüfter abgeschieden werden.
- Schlammabscheidung Der Schlammabscheider ermöglicht das Abscheiden und Sammeln der in den Kreisläufen befindlichen
Verunreinigungen (z. B. Magnetitschlamm, Rostteilchen), die auf die Oberfläche des inneren
Elements treffen und somit aufgefangen werden.
- Entfernung magnetischer Partikel Ein entsprechendes magnetisches System (patentiert) reinigt das Wasser von eventuell enthaltenen
ferromagnetischen (eisenhaltigen) Partikeln. Diese werden im Sammelbereich zurückgehalten und können somit nicht mehr in den Umlauf kommen.
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Hydraulische Multifunktions-Weiche
Entschlammungsvorgang
Quelle: CALEFFI ARMATUREN GmbH
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Entlüftungselement Im oberen Teil der Weiche befindet sich ein Entlüftungselement, das die Abscheidung der
in der Anlage vorhandenen Luftpartikel bis zur Größe von Mikroblasen ermöglicht. Die Entlüftung erfolgt schließlich über den automatischen Schwimmentlüfter,
der am oberen Ende der Multifunktions-Weiche eingebaut ist.
Schlammabscheider Eine weitere Funktion der hydraulischen Multifunktions-Weiche wird von dem in der Armatur befindlichen
Schlammabscheider durchgeführt. Dieser ermöglicht das Abscheiden und Auffangen der in der Anlage vorhandenen Schmutzteilchen. Letztere werden durch das im unteren
Teil befindliche Ventil beseitigt, das an eine Ablassleitung anschließbar ist (kann während Anlagenbetrieb geöffnet werden).
Magnetclip Der im unteren Bereich der Vorrichtung positionierte Magnetclip ermöglicht eine wirksamere Abscheidung und Sammlung
ferromagnetischer (eisenhaltiger) Verunreinigungen. Diese werden durch das starke Magnetfeld, das die im Außenring eingesetzten Magnete erzeugen, im Gehäuse der Weiche
zurückgehalten. Der Magnetclip lässt sich außerdem vom Gehäuse abziehen, um die abgelagerten Verunreinigungen auch bei laufender Anlage abzuscheiden. Der außen am
Gehäuse der Weiche angebrachte Magnetring ändert nicht dessen hydraulische Eigenschaften.
Entschlammung Zur Ausführung der Entschlammung ist es ausreichend, den Clip (A) zu entfernen, in dem sich die Magnete befinden,
welche in der Phase der Schlammabscheidung die ferromagnetischen (eisenhaltigen) Verunreinigungen zurückgehalten haben. Anschließend ist für die Entschlammung der Absperr-Kugelhahn
(B) mit dem vorgesehenen Schlüssel (C) zu öffnen.
Hydraulische Multifunktions-Weiche |
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Die Elysator Einheit
"SorbOx LI System" hat vier Funktionen
in einem Gerät.
• Ein Magnetflussfilter
für das Umlaufwasser hält Schlamm (z.
B. Magnetitschlamm)
und Rostpartikel zurück
• Ein Anodenschutz
sorgt für eine optimale Wärmeübertragung
• Ein Mikrogasblasenabscheider
entfernt Sauerstoff und Gase aus dem Umlaufwasser
- Eine Demineralisierungspatrone
verhindert Kalkablagerungen
Der Magnetflussfilter
verhindert, dass Ablagerungen den Heizkreise verstopfen und Lochfraß
begünstigen. Eine Entschlammung, die nur auf dem Prinzip
der Schwerkraft basierenden Durchflussfilter basiert erfassen
nur gröbere Partikel. Im SorbOx System kommt
ein neuartiger Magnetflussfilter zum Einsatz. Damit wird nicht
nur auf herkömmliche Weise filtriert, sondern zusätzlich
kommen zwei äußerst starken Permanentmagneten
zum Einsatz, die so gut wie alle magnetischen Korrosionspartikel
zurückhalten. Bei dem Abschlämmen kann jeder Zeit und
ohne Unterbrechung des Heizbetriebes der Schlamm ausgespült
werden.
Der Anodenschutz besteht aus einer hochreinen
Magnesiumanode. In dem Bauteil findet an dem
"Opfermetall" konstant eine Reaktion statt, durch die
die Menge des in das Wasser hereindiffundierenden Sauerstoffs
auf ein vernachlässigbares Niveau herabgesenkt wird. Als
Nebenprodukt entsteht bei dieser Reaktion Magnesiumhydroxid, das
den Anstieg des pH-Werts begünstigt und in den optimalen
Bereich anhebt. Durch diese Reaktionen sinkt, abhängig von
der genauen Zusammensetzung des Heizungswassers,
nicht nur die elektrische Leitfähigkeit sondern auch die
Härte des Wassers. Das Heizungswasser ist schließlich
nur noch eine salzarme, alkalische Flüssigkeit mit einer
äußerst minimalen Sauerstoffkonzentration.
Im Mikroblasenabscheider werden die feinen Mikroluftblasen
zurückgehalten und zu größeren Gasdepots zusammengefasst,
da nur größere Luftblasen genügend Auftrieb haben,
um durch Entlüftungsventile entweichen zu können.
Das Purotap
System zur Demineralisierung
kann in das SorbOx LI Systems integriert werden. Hierzu wird eine
Purotap Patrone eingesetzt, die nach der Verwendung
wieder entfernt wird. Dadurch ist das Wasser mit VE-Wasser
gefüllt. |
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Die Entschlammung
wird bei vielen renovierten Anlagen (aber auch Neubauten) und beim Kesselaustausch
vernachlässigt. Vor allen Dingen, wenn viel Stahl (Kessel, Rohre,
Heizkörper und Pufferspeicher) in den Anlagen vorhanden ist. Deswegen
sollten möglichst wenig verschiedene Materialien verwendet werden.
Die hier aufgeführten Bauteile sind meist nur zur Beseitung von
Schlamm in der Anlage zu gebrauchen. Es gibt aber auch Kombinationen
aus Mikroblasenabscheider und Entschlammungsbehälter. Der Einsatz
von Schmutzfänger (Filter) ist nicht mehr zeitgemäß,
weil der Wartungsaufwand gegenüber den Entschlammungsbehältern
höher ist. > mehr |
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Mikroblasenabscheider
& Schlammabscheider
Eigenbau
solare-ideen.de
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SHK-Lexikon |
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Hinweis!
Schutzrechtsverletzung: Falls Sie meinen, dass von meiner Website aus
Ihre Schutzrechte verletzt werden, bitte ich Sie, zur Vermeidung eines
unnötigen Rechtsstreites, mich
umgehend bereits im Vorfeld zu kontaktieren, damit zügig
Abhilfe geschaffen werden kann. Bitte nehmen Sie zur Kenntnis: Das zeitaufwändigere
Einschalten eines Anwaltes zur Erstellung einer für den Diensteanbieter
kostenpflichtigen Abmahnung entspricht nicht dessen wirklichen oder
mutmaßlichen Willen. Die Kostennote einer anwaltlichen Abmahnung
ohne vorhergehende Kontaktaufnahme mit mir wird daher im Sinne der Schadensminderungspflicht
als unbegründet zurückgewiesen. |
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