CN110651163B - 空调机 - Google Patents

Abstract

控制装置(70)在关闭室内膨胀阀(12)的状态下运转压缩机(24)，将制冷剂从压缩机吸入侧向压缩机吐出侧输送，将压缩机吐出侧设为制冷剂积蓄状态，将压缩机吸入侧设为大致真空状态。然后，在停止压缩机(24)的状态下，打开开闭阀(27)，从而执行使制冷剂从压缩机吐出侧经由分流管(28)向压缩机吸入侧流通的分流开放。在该分流开放中，在吸入压力达到预定压时，基于压缩机吐出侧的压力和压缩机的吸入压力变化及压缩机的吸入压力变化所花费的时间的至少一方来评价配管容积。

Description

空调机

技术领域

本发明涉及具备对连接室外单元和室内单元的配管的容积进行评价的机构的空调机。

背景技术

空调机中，为了提高可靠性，已知根据连接室外单元和室内单元的配管调整膨胀阀等的控制参数。但是，有时难以直接测量配管(例如，直接使用原有配管，仅对空调机进行更新的情况)，因此提出了间接地评价配管长度的方法。

例如，在专利文献1公开的现有技术中，提出了使空调机进行制冷运转，基于根据压缩机的吸入压力和室内热交换器的饱和压力求出的低压气管的压力损失，计算低压气管的长度。

另外，在专利文献2公开的现有技术中提出了，基于制冷运转时从强制地变更膨胀阀的开度时到压缩机的吐出气体温度变换到预定温度的经过时间，得出制冷剂回路的配管长度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-183979号公报

专利文献2：日本特开2001-280756号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，专利文献1及专利文献2记载的现有技术仅能够在对空调机封入合适的制冷剂量并能够进行制冷运转的情况下实施。换言之，在气温低的时期、追加封入制冷剂前，存在不能评价配管长度的问题。

另外，在专利文献1记载的现有技术中，压力损失不仅受配管长度影响，也受配管的弯曲部位的有无、在管内流动的制冷剂的流速等各种要因影响。因此，为了准确评价低压气管的长度，至少需要了解配管形状和管径，但是，在原有配管的情况下，非常难以进行调查。

另外，在专利文献2记载的现有技术中，从强制地变更膨胀阀的开度时到压缩机的吐出气体温度变化到预定温度的经过时间除了受连接配管的热容量影响外，还受压缩机和热交换器的热容量、空调机保有的制冷剂量、周围温度等影响。但是，根据空调机的排量、机型，搭载的压缩机和热交换器、以及保有制冷剂量不同。另外，周围温度受空调机的设置场所、时期左右。因此，不容易决定确保配管长度的评价精度。

本发明为了解决上述现有课题而做成，其目的在于提供能够准确地评价连接室外单元和室内单元的配管的容积的空调机。

用于解决课题的方案

本发明为一种空调机，其特征在于，具备：具备压缩机和室外热交换器的室外单元；具备室内热交换器和减压装置的室内单元；以及连接上述室外单元和上述室内单元的配管，上述室外单元具备：连通上述压缩机的吐出侧和上述压缩机的吸入侧的分流路径；开闭上述分流路径的开闭阀；以及控制上述压缩机、上述减压装置以及上述开闭阀的控制装置，上述控制装置在上述压缩机停止的状态下打开上述开闭阀，从而执行使制冷剂从蓄积有制冷剂的制冷剂积蓄状态的上述压缩机的吐出侧经由上述分流路径向大致真空状态的上述压缩机的吸入侧流通的分流开放，且基于上述分流开放中的上述压缩机的吐出侧的压力和上述压缩机的吸入侧的压力变化及上述压缩机的吸入侧的压力变化所花费的时间的至少一方来评价连接上述室外单元和上述室内单元的配管的容积。

发明的效果

根据本发明，能够提供可以准确地评价连接室外单元和室内单元的配管的容积的空调机。

附图说明

图1是表示本实施方式的空调机的概要的整体结构图。

图2是表示对本实施方式的配管容积进行评价的工序的流程图。

图3是表示分流开放过程中的吸入压力变化的图表。

图4是表示对本实施方式的变形例的配管容积进行评价的工序的流程图。

图5是表示分流开放过程中的吸入压力变化的图表。

具体实施方式

首先，参照图1，对本实施方式的空调机进行说明。图1是表示本实施方式的空调机的概要的全体结构图(循环系统图)。如图1所示，空调机1构成为具备室内单元100、室外单元200、以及连接室内单元100和室外单元200的配管51、52。

室内单元100具备使制冷剂和室内空气进行热交换的室内热交换器11、对制冷剂进行减压的室内膨胀阀(减压装置)12、向室内热交换器11供给室内空气的室内风扇13、连接配管51的连接口14、以及连接配管52的连接口15。

室外单元200具备：使制冷剂和外部空气热交换的室外热交换器21；对制冷剂进行减压的室外膨胀阀22；向室外热交换器21供给外部空气的室外风扇23；压缩制冷剂的压缩机24；对在蒸发器(室内热交换器11、室外热交换器21)未蒸发完的液制冷剂进行分离积存的储液器25；切换制冷剂的流向的四通阀26；允许从压缩机24向四通阀26的流动，且阻止其逆流的止回阀29；连通压缩机24的吐出侧和储液器25的吸入侧的分流管(分流路径)28；以及对分流管28内的流动进行控制(开闭分流管28)的开闭阀27。

另外，为了收集控制空调机1所需的信息，使用各种传感器。例如，室外单元200设有用于检测压缩机24的吐出侧的制冷剂压力(以下，吐出压力)的压力传感器66、用于检测储液器25的吸入侧的制冷剂压力(以下，吸入压力)的压力传感器65、用于检测压缩机24的吐出侧的制冷剂温度的温度传感器61、用于检测室外热交换器21的出入口的制冷剂温度的温度传感器62、63、以及用于检测外部空气温度的温度传感器64。

另外，室外单元200设有配电箱，在该配电箱内设有控制装置70。控制装置70电连接于室内膨胀阀12、开闭阀27、温度传感器61～64、压力传感器65、66。温度传感器61～64、压力传感器65、66向控制装置70发送与测量结果相应的信号。室内膨胀阀12、开闭阀27基于从控制装置70发送的信号动作。该控制装置70例如通过在基板安装微型计算机(Microcomputer)和周边电路而构成。微型计算机通过读取存储于ROM(Read Only Memory)的控制程序，并在RAM(Random Access Memory)展开，由CPU(Central Processing Unit)执行，从而实现各种处理。周边电路具有A/D转换器、各种数据驱动电路、传感器电路等。另外，控制装置70取得由温度传感器61～64检测出的各温度、由压力传感器65检测出的吸入压力(压缩机的吸入侧的压力)、由压力传感器66检测出的吐出压力(压缩机的吐出侧的压力)。

接下来，参照图1，对空调机1的动作进行说明。图1中，实线箭头表示制冷运转时的制冷剂的流向，虚线箭头表示制热运转时的制冷剂的流向。

制冷运转时，室外热交换器21发挥冷凝器的功能，室内热交换器11发挥蒸发器的功能。制冷剂如实线箭头所示地，被压缩机24压缩，以高压高温的气体状态吐出后，经由四通阀26在室外热交换器21内向由室外风扇23输送来的外部空气释放热量而凝结。然后，成为高压中温的液态的制冷剂通过室外膨胀阀22、配管52、室内膨胀阀12而减压，变化成低压低温的气液二相状态。然后，气液二相状态的制冷剂在室内热交换器11内从由室内风扇13输送来的室内空气获取热量而蒸发，成为低压低温的气态。然后，气体制冷剂经由配管51和四通阀26流入储液器25，对在室内热交换器11未蒸发完的液制冷剂进行分离后，被吸入压缩机24。

另一方面，若通过四通阀26切换制冷剂的流向，则成为制热运转。该情况下，室外热交换器21作为蒸发器发挥功能，室内热交换器11发挥冷凝器的功能。如虚线箭头所示，制冷剂按照压缩机24、四通阀26、配管51、室内热交换器11、室内膨胀阀12、配管52、室外膨胀阀22、室外热交换器21、四通阀26、储液器25、压缩机24的顺序，一边进行状态变化，一边在空调机1内循环。

以下，参照图2及图3(适当参照图1)，对作为本发明的特征的配管容积的评价方法进行说明。图2是表示评价本实施方式的配管容积的工序的流程图，图3是表示分流开放过程中的吸入压力变化的图表。

一般而言，在空调机1出厂时，在室外单元200内预先封入有固定的制冷剂。另外，在空调机1的安装结束后，根据需要进行制冷剂的追加封入。例如，若配管的长度为指定长度以下，则无需追加制冷剂，若超过指定长度，则需要追加制冷剂。鉴于这样的情况，对在空调机1保有制冷剂的状态下进行配管容积评价的工序进行说明。

如图2所示，在步骤S10，控制装置70执行制冷剂回收运转。即，控制装置70在启动压缩机24前，将四通阀26切换为图1中的虚线所示的状态，将室内膨胀阀12和开闭阀27设为全闭状态。由此，由室内热交换器11和配管51构成的压缩机吐出侧(压缩机24的吐出侧)与由配管52、室外热交换器21、储液器25、以及压缩机24构成的压缩机吸入侧(压缩机24的吸入侧)被阻断。然后，控制装置70使压缩机24运转，将压缩机吸入侧的制冷剂送入压缩机吐出侧。由此，制冷剂的压力在压缩机吐出侧上升，在压缩机吸入侧下降。

在步骤S20，控制装置70判断由压力传感器65检测出的吸入压力Ps(压缩机吸入侧的压力)是否为预定压1，例如0.3MPa以下。控制装置70在判断为吸入压力不是预定1以下的情况下(S20、No)，继续进行回收压缩机吸入侧的制冷剂，并向压缩机吐出侧输送的处理。另外，控制装置70在判断为吸入压力是预定压1以下的情况下(S20、Yes)，进入步骤S30的处理。此外，预定压1优选设定为能够保护压缩机24的最低值(压缩机24不损坏的最低值)。

在步骤S30，控制装置70使压缩机24停止。由此，在压缩机吐出侧成为积蓄制冷剂的状态即制冷剂积蓄状态，在压缩机吸入侧成为大致不保有制冷剂的状态即大致真空状态。此外，为了抑制残留于压缩机吸入侧的制冷剂对评价精度的影响，只要将制冷剂回收运转结束时的吸入压力较低地设定于空调机1可运转的范围内即可。另外，在室外单元200具备多个压缩机24的空调机的情况下，只要使所有的压缩机都运转即可。

在步骤S40中，控制装置70执行分流开放。即，控制装置70随着打开开闭阀27，开始计时(启动计时器)。该情况下，由于打开开闭阀27，制冷剂从空调机1内的容纳制冷剂的大部分的压力高的压缩机吐出侧经由分流管28向基本不保有制冷剂的(大致真空状态的)压缩机吸入侧流动。而且，随着压缩机吸入侧的制冷剂增加，由压力传感器66检测出的吐出压力Pd(压缩机24的吐出侧的压力)降低，由压力传感器65检测出的吸入压力Ps(压缩机24的吸入侧的压力)上升。

在这样的分流开放过程中，每固定时间间隔、例如，每1秒取得各传感器的检测值，存储于预定的存储装置(存储器)。此外，各传感器是压力传感器65、66、温度传感器61、62、63、64(参照图1)。此外，根据温度传感器61、62、63可以确认制冷剂的状态(例如，是气体状态还是气液二相状态)，只要根据需要适当选择使用即可。

在步骤S50，控制装置70判断压力传感器65检测出的吸入压力Ps是否为预定压2以上。控制装置70在判断为吸入压力为预定压2以上的情况下(S50、Yes)，进入步骤S60的处理，在判断为吸入压力不是预定压2以上的情况下(S50、No)，反复执行步骤S50的处理。此外，预定压2是用于结束从开闭阀27的开阀起的计时，进入配管容积的评价的阈值。

在此，如图3所示，在配管容积小的情况下(参照虚线)，吸入压力Ps上升至预定压2花费的时间t1缩短，在配管容积大的情况下(参照实线)，吸入压力Ps上升至预定压2花费的时间t2延长(t1<t2)。

然后，返回图2，在步骤S60，控制装置70执行配管容积评价。即，使用在步骤S40的分流开放过程取得的各传感器(压力传感器65、66、温度传感器64)的检测值，评价配管52的容积。

具体而言，压缩机24与连接口31间的配管通过制冷剂回收运转时从压缩机24吐出的高温气体加热。因此，从压缩机吐出侧流向分流管28的制冷剂在固定的时间内保持气体状态。这样地使制冷剂保持气体状态例如基于压缩机24是热容量大的铁制，另外，配管51是热容量大的铜制，压缩机24及配管51难以冷却。

在此，若分流管28的压力差△P(＝吐出压力Pd－吸入压力Ps)为分流管28的入口压力(＝吐出压力Pd)的1/2以上，则每单位时间通过分流管28的制冷剂的量仅依赖于入口压力和入口温度。入口压力由压力传感器66检测，对应于吐出压力Pd。入口温度由温度传感器61检测，对应于吐出温度Td。

也就是，在流通于某路径的流体为气体的情况下，一般地，在压力差△P比入口压力的1/2小时，流量Q与(△P·Pm)/(G·T)成比例，但是，若压力差△P为入口压力的1/2以上，则成为流动堵塞，流量Q与P1/(G·T)成比例。在此，Pm为平均绝对压力((P1+P2)/2)，G为比重，T为温度，P1为入口压力，P2为出口压力。另外，比重G能够通过压力和温度估计。

因此，通过将分流管28的压力差△P设为分流管28的入口压力(＝吐出压力Pd)的1/2以上，能够通过比较简单的数式(吐出压力(入口压力)Pd及吐出温度(入口温度)Td)估计流量(通过分流管28的制冷剂量)。也就是，能够简单且准确地估计流向压缩机吸入侧的制冷剂量。

另一方面，在压缩机吸入侧，若制冷剂压力(＝吸入压力Ps)比与外部空气温度(周围温度)对应的饱和压力低，也就是，制冷剂温度比外部空气温度低，因此，制冷剂不会凝结，保持气体状态。这样通过使制冷剂保持气体状态，随着压缩机吸入侧的制冷剂的增加产生的压力的上升(吸入压力的变化)仅受容积影响。即，如图3所示，在配管容积小的情况下，吸入压力Ps的上升迅速，配管容积的大的情况下，吸入压力Ps的上升缓慢。此外，图3所示的经过时间t1、t2相当于压力变化(预定压2-预定压1)花费的时间。顺便说一下，若产生制冷剂的凝结，成为气液二相状态，则即使压缩机吸入侧的制冷剂增加，制冷剂压力也保持为饱和压力，即不变化，因此，存在不能精度良好地评价配管容积的问题。由此，为了确保配管容积的评价精度，设定为分流开放结束时的相当于压缩机吸入侧压力的预定压2不超过与外部空气温度对应的饱和压力。主要是，预定压2设定为分流管28的压力差△P为分流管28的入口压力(＝吐出压力Pd)的1/2以上，而且比与由温度传感器64检测出的外部空气温度对应的饱和压力低。

因此，根据步骤S40的分流开放过程中的上述的吸入压力的变化(吸入压力变化)和上述的从压缩机吐出侧流向压缩机吸入侧的制冷剂量，能够求出由配管52、室外热交换器21、储液器25以及压缩机24构成的压缩机吸入侧的容积。在此，因为室外热交换器21、储液器25以及压缩机24的各容积已知，所以，通过从求出的压缩机吸入侧的容积减去这些室外热交换器21、储液器25以及压缩机24的各容积，能够求出配管52的容积(配管容积)。另外，若知道配管52的管径，则能够计算出配管52的长度(配管长度)。此外，配管52的长度与配管51的长度相同。

如上所述，在压力差△P为入口压力的1/2以上的情况下，在固定的时间，从压缩机吐出侧流向压缩机吸入侧的制冷剂量依赖于入口压力(＝吐出压力)和温度(＝吐出温度)。另一方面，压缩机吸入侧的压力变化(吸入压力变化)受容积和保有制冷剂的增加量(＝从压缩机吐出侧流向压缩机吸入侧的制冷剂量)左右。由此，压缩机吸入侧的容积能够表达为吸入压力变化、吸入压力变化花费的时间、吐出压力以及吐出温度的函数，因此，通过预先求出该关系，能够比较简单地评价配管52的容积。

例如，能够将配管容积表达为V＝f(Pd、Td、△Ps、t)。此外，Pd表示吐出压力，是由压力传感器66检测出的值。Td表示吐出温度，是由温度传感器61检测出的值。△Ps表示吸入压力的变化，是由压力传感器65检测出的值的变化。T表示从打开开闭阀27后的经过时间。

此外，相比其它参数，吐出温度Td的影响较小，因此，根据所需的精度判断是否采用即可。另外，吐出压力Pd根据装置，另外根据保有的制冷剂量的不同而不同，不可控制。因此，对于吸入压力变化和该吸入压力变化花费的时间，若最初根据该设备而设定，则任意一个都是固定的，被赋予预定值。也就是，如图3所示，吸入压力Ps设定为预定压2。由此，根据上述的数式，可以根据吐出压力Pd和时间t求出容积。

然后，在步骤S70，控制装置70显示评价结果。例如，在空调机1的显示部显示配管52的容积的推断值。此外，显示部也可以显示为设于室外单元200内部的配电箱的基板的LED，也可以显示于空调机1的遥控器的液晶画面。

本发明中，配管容积的评价使用的压缩机吸入侧的压力变化仅依赖于配管的容积和保有制冷剂的增加量(从压缩机吐出侧流向压缩机吸入侧的制冷剂量)，因此，无需掌握配管形状等详细的规格。另外，即使未封入合适的制冷剂，即使气温低，也能够执行制冷剂回收和配管容积评价。进一步地，能够减少配管容积的评价所需的参数，因此能够抑制传感器的检测误差对评价精度产生的影响，能够准确地评价配管容积。

如以上所说明地，在本实施方式的空调机1中，具备：具备压缩机24和室外热交换器21的室外单元200；具备室内热交换器11和室内膨胀阀12的室内单元100；以及连接室外单元200和室内单元100的配管51、52。室外单元200具备：连通压缩机24的吐出侧和压缩机24的吸入侧的分流管28；开闭分流管28的开闭阀27；以及控制压缩机24、室内膨胀阀12以及开闭阀27的控制装置70。控制装置70在压缩机24停止的状态下打开开闭阀27，从而执行使制冷剂从积蓄制冷剂的制冷剂积蓄状态的压缩机24的吐出侧经由分流管28向大致真空状态的压缩机24的吸入侧流通的分流开放。基于分流开放中的压缩机24的吐出压力Pd和压缩机24的吸入压力变化△Ps所花费的时间t，评价连接室外单元200和室内单元100的配管51、52的容积(求出容积)。由此，能够以较少的参数正确地评价(求出)配管51、52的容积。

另外，在本实施方式中，控制装置70在执行分流开放前将室内膨胀阀12设置为全开，在该状态下使压缩机24运转，执行将压缩机24的吸入侧的制冷剂向压缩机24的吐出侧输送的制冷剂回收运转，从而将压缩机24的吸入侧设置为大致真空状态，将压缩机24的吐出侧设置为制冷剂积蓄状态。由此，能够适当地进行配管容积的评价。

另外，在本实施方式中，分流开放时的分流管28的压力差△P为分流管28的入口的压力(压缩机吐出侧压力)的1/2以上。由此，能够以参数少的简单的计算式估计流向压缩机吸入侧的制冷剂量，因此能够提高配管的评价精度。

另外，在本实施方式中，分流开放结束时的压缩机24的吸入压力Ps设定为比与外部空气温度(周围温度)对应的饱和压力(预定压2)低。由此，制冷剂保持气体状态，因此能够提高配管的评价精度。

此外，在上述的实施方式，作为空调机1，示例连接一台室外单元和一台室内单元的结构来说明，但是，作为其变形例，也可以应用于在一台室外单元连接有多台室内单元的结构、连接多台室外单元和多台室内单元的结构。

图4是表示评价本实施方式的变形例的配管容积的工序的流程图，图5是表示分流开放过程中的吸入压力变化的图表。此外，在图4中，替换图2的流程图的步骤50，设为步骤S51，以下，仅对不同的部分进行说明。

如图4所示，在步骤S51，控制装置70判断从开始分流开放后(从打开开闭阀27后)的经过时间是否为预定时间。控制装置70在判断为未经过预定时间的情况下(S51、No)，反复执行步骤S51的处理，在判断为经过了预定时间的情况下(S51、Yes)，进入步骤S60的处理。此外，预定时间是用于结束计时进入配管容积的评价的阈值，设定为分流开放结束时的分流管28的压力差△P满足分流管28的入口的压力(压缩机吐出侧压力)的1/2以上。

并且，在步骤S60的配管容积评价中，例如，能够将配管容积V用∨＝f(Pd、Td、△Ps、t)的函数来表达。此外，t表示吸入压力变化花费的时间，是通过计时器检测的值。

如图5所示，若设定从打开开闭阀27后的经过时间t3，则求出经过时间t3的吸入压力的变化△Ps1、△Ps2。例如，在配管容积小的情况下，吸入压力变化△Ps1变大，在配管容积大的情况下，吸入压力变化△Ps2变小。即，容积越小，吸入压力的上升越迅速，在从开闭阀27的开阀到固定时间(经过时间t3)，表示更大的压力变化。此外，时间t3设定为，经过时间t3时的吸入压力Ps(分流开放结束时的压缩机吸入压力)比与周围温度对应的饱和压力低。

这样，在图4及图5所示的实施方式中，通过设定压缩机吸入侧的压力变化△Ps(△Ps1、△Ps2)花费的时间t3，能够利用上述函数，通过吸入压力变化△Ps和吐出压力Pd准确地进行配管51、52的评价。

此外，在上述实施方式中，在图2及图4中，距离说明了执行制冷剂回收运转，但是也可以通过不执行制冷剂回收运转来进行配管容积的评价。例如，室内单元100为制冷剂积蓄状态，在该室内单元100连接有大致真空状态的室外单元200的情况。该情况下，不执行制冷剂回收运转(步骤S10～S30)，能够从分流开放运转(步骤S40)开始。

另外，也可以不设定压缩机24的吸入压力变化△Ps和压缩机24的吸入压力变化△Ps花费的时间t的任一个，而基于压缩机24的吐出压力Pd、压缩机24的吸入压力变化△Ps、以及压缩机24的吸入压力变化△Ps花费的时间t评价配管容积。

符号说明

1—空调机，11—室内热交换器，12—室内膨胀阀(减压装置)，13—室内风扇，14、15—连接口，21—室外热交换器，22—室外膨胀阀，23—室外风扇，24—压缩机，25—储液器，26—四通阀，27—开闭阀，28—分流管(分流路径)，29—止回阀，31、32—连接口，51、52—配管，61、62、63、64—温度传感器，65、66—压力传感器，70—控制装置，100—室内单元，200—室外单元，Pd—吐出压力(压缩机的吐出侧的压力、分流路径的入口的压力)，Ps—吸入压力(压缩机的吸入侧的压力)，△P—压力差。

Claims (4)

1.一种空调机，具备：

具备压缩机和室外热交换器的室外单元；

具备室内热交换器和减压装置的室内单元；以及

连接上述室外单元和上述室内单元的配管，

上述空调机的特征在于，

上述室外单元具备：

连通上述压缩机的吐出侧和上述压缩机的吸入侧的分流路径；

开闭上述分流路径的开闭阀；以及

控制上述压缩机、上述减压装置以及上述开闭阀的控制装置，

上述控制装置在上述压缩机停止的状态下打开上述开闭阀，从而执行使制冷剂从蓄积有制冷剂的制冷剂积蓄状态的上述压缩机的吐出侧经由上述分流路径向大致真空状态的上述压缩机的吸入侧流通的分流开放，且基于上述分流开放中的上述压缩机的吐出侧的压力和上述压缩机的吸入侧的压力变化及上述压缩机的吸入侧的压力变化所花费的时间的至少一方来评价连接上述室外单元和上述室内单元的配管的容积。

2.根据权利要求1所述的空调机，其特征在于，

上述控制装置在执行上述分流开放之前将上述减压装置设为全开的状态下，使上述压缩机运转，执行将上述压缩机的吸入侧的制冷剂向上述压缩机的吐出侧输送的制冷剂回收运转，从而将上述压缩机的吸入侧设为上述大致真空状态，将上述压缩机的吐出侧设为上述制冷剂积蓄状态。

3.根据权利要求1所述的空调机，其特征在于，

上述分流开放时，上述分流路径中的压力差为上述分流路径的入口的压力的1/2以上。

4.根据权利要求1所述的空调机，其特征在于，

上述分流开放结束时的上述压缩机的吸入侧的压力比与周围温度对应的饱和压力低。

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