CN110749029B - 一种风管室内机换热器脏堵检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种风管室内机换热器脏堵检测方法,包括如下:S1:获取在额定风量下的初始转速r0及功率P实;S2:计算P1、P2及K,P实≥k2*P2认为换热器未脏堵;P实<k1*P1认为换热器脏堵;k1*P1≤P实<k2*P2,进行到S3;S3:计算P3及△P=P实‑P3;S4:△P≥A时更新r0为r0‑r1',计算P1、P2及P实,返回S3,在△P≤‑A时更新r0为r0+r2',计算P1、P2及P实,返回S3,在|△P|<A时获取r0;计算M、M0及△M=M‑M0;若△M>且M>k3*Mmax或△M>B且P0‑P额>C,认为换热器脏堵。本发明用于有效检测风管室内机换热器的脏堵情况。
Description
技术领域
本发明属于风管室内机技术领域,具体涉及一种风管室内机换热器脏堵检测方法。
背景技术
风管式空调机(简称风管机)包括室外机和室内机,其通过空调联接风管向室内送风,其室内机与室外机通过铜管连接,从室内引出送风管然后通向各个房间,再经过回风管送回到室内机,最后经过换热器冷却之后混合新风再重新送出新风。室内机换热器在长时间使用后会变脏,当灰尘积累到一定程度,会造成室内换热器的换热效率低下,使制冷制热效果变差、耗能增多,影响用户使用体验。
风管室内机在工程现场安装时,安装环境各不相同,会使风管的静压值差别较大。现行的风管式大部分采用可调节转速的风机,在室内换热器脏堵时,风管静压值会升高,为了保证风量一定,风机的转速和功率均会升高。风管机与现场安装密切相关,由于风管静压值及风口的不同,其风道的阻力特性也不同,单纯检测某一转速下的风机功率的变化不能有效推测出换热器的脏堵情况,因此,需要一种有效的检测风管室内机换热器脏堵的方法。
发明内容
本发明提供一种风管室内机换热器脏堵检测方法,用于有效检测风管室内机换热器的脏堵情况,便于及时清理,以提高制冷制热效果且降低能耗,提高用户使用体验。
为了解决上述技术问题,本发明提出如下技术方案予以解决:
一种风管室内机换热器脏堵检测方法,其特征在于,包括如下:检测风管机是否可提供额定风量,若否,认为换热器脏堵;若是,进入脏堵判定模式;脏堵判定模式包括如下:S1:获取风管机在额定风量下的初始转速r0及功率P实;S2:计算P1、P2及K=(P实-P1)/(P2-P1),若P实≥k2*P2,认为换热器未脏堵;若P实<k1*P1,认为换热器脏堵;若k1*P1≤P实<k2*P2,进行到S3;S3:计算P3及△P=P实-P3;S4:在△P≥A时进行到S5,在△P≤-A时进行到S6,在|△P|<A时进行到S7;S5:降低转速r1'并将r0-r1'作为r0,计算P1、P2及P实,返回S3;S6:增加转速r2'并将r0+r2'作为r0,计算P1、P2及P实,返回S3;S7:获取r0;S8:计算P3;S9:计算M(P3*r0)、M0=a4*L0 3+b4*L0 2+c4*L0+d3及△M=M(P3*r0)-M0,其中L0为风管机初始安装后额定风量下的转速与功率的乘积;若△M>且M(P3*r0)>k3*Mmax,认为换热器脏堵,其中Mmax为风管机最大静压值;或若△M>B且P0-P额>C,认为换热器脏堵,其中P0为风管机在转速r0下的实际功率且P额为额定功率;其中,最大静压值下风机功率P1与转速r的关系P1=a1*r3+b1*r2+c1*r+d1,中间静压值下风机功率P2与转速的关系P2=a2*r3+b2*r2+c2*r+d2,恒风量下随静压值升高时风机功率P3与转速r的关系P3=a3*r2+b3*r+c3,风管机静压值M的关系M(P*r)=a4*(P*r)3+b4*(P*r)2+c4*(P*r)+d3计算,其中0.9≤k1≤1,0.95≤k2≤1,0.90≤k3≤1,A>0,B>0,C>0,a1~a4、b1~b4、c1~c4、d1~d3、r1'、r2'均为预设值。
如上所述的风管室内机换热器脏堵检测方法,获取转速r0,具体包括:S71:初始化调整次数n=0;S72:获取r0下的实际功率P1并计算P3、△P1=P1-P3以及|△P1/P3|;S73:判断|△P1/P3|≤D1,或者|△P1/P3|≤D2且n≥t1,或者n≥t2中是否任一条件成立;若上述任一条件成立,获取转速r0,否则进行到S74;S74:在△P1>0时,将r0-△P1/b5更新为r0,且将n增1,此后返回至S72;在△P1≤0时,将r0-△P1/b6更新为r0,且n增1,此后返回至S72;其中D1<D2,t1<t2,1≤b5≤5,1≤b6≤5。
如上所述的风管室内机换热器脏堵检测方法,其中20≤△P1/b5≤100,20≤△P1/b6≤100。
如上所述的风管室内机换热器脏堵检测方法还包括:在所述换热器脏堵时进行提示的步骤。
如上所述的风管室内机换热器脏堵检测方法还包括:对所述换热器脏堵程度进行等级划分的步骤。
如上所述的风管室内机换热器脏堵检测方法还包括:在所述换热器脏堵程度等级不同时,通过不同的声光形式进行提示。
如上所述的风管室内机换热器脏堵检测方法还包括:在提示所述换热器脏堵的同时,显示脏堵程度的对应等级。
与现有技术相比,本发明的优点和有益效果是:预先拟合中间静压曲线、最大静压曲线、恒风量曲线和风管机静压特性曲线,通过对当前实际使用的风管室内机的静压值进行推算,且通过推算出的静压值与初始静压值进行比较,判断风管室内机换热器的脏堵情况,该方法考虑风管机对初始安装环境对静压值的影响,且脏堵程度越高,静压值越高,因此,通过静压值比较,可靠检测风管室内机换热器是否脏堵,及时了解换热器脏堵情况,避免影响制冷制热效率。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简要介绍,显而易见地,下面描述的附图是本发明的一些实施例,对于本领域的普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明提出的风管室内机换热器脏堵检测方法一个实施例中风管机在不同静压值下功率与转速之间关系的拟合曲线图;
图2为本发明提出的风管室内机换热器脏堵检测方法一个实施例的流程图;
图3为图2中风管室内机换热器脏堵检测方法实施例中转速细调的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
风管室内机换热器随时间使用会出现不同程度的脏堵情况,换热器脏堵影响制冷制热效果,且风管机静压值会随着脏堵程度增加而升高,且风管机初始静压值在不同的安装环境下不相同。风管室内机需要保证输出额定风量,这样才能输出额定的制冷量及制热量,当室内机不能提供额定风量时,不对其进行脏堵检测,直接认为室内换热器脏堵。因此,室内机能够提供额定风量时进行脏堵检测的前提条件。
本发明对室内机换热器进行脏堵检测的整体思想为:(1)获取风管机初始安装完成后对应的初始静压值;(2)在室内机可以提供额定风量的前提下,对此时处于额定风量下的风管机进行静压值推算,得到当前静压值;(3)通过比较当前静压值和初始静压值,提示换热器脏堵,其中可以通过静压值增长程度进行不同脏堵等级的提示,便于用户及时清理或运行其他自清洁功能等。
为了实现室内机换热器的脏堵检测,如图1所示,本实施例通过拟合同一种风管机在不同静压值下风机功率与转速的关系曲线,推算实际使用时该风管机在额定风量下的静压值;并且通过拟合该风管机在安装后、未脏堵时的初始静压特性曲线,来获得在不同安装环境下不同的初始静压值。
在本实施例中,针对同一种风管机,拟合最大静压值下风机功率P1与转速r的关系为P1=a1*r3+b1*r2+c1*r+d1,中间静压值下风机功率P2与转速的关系为P2=a2*r3+b2*r2+c2*r+d2,恒风量下随静压值升高时风机功率P3与转速r的关系为P3=a3*r2+b3*r+c3,上述三种关系式根据具体实际型号的风管机,通过实际采集多组转速与功率(P,r)而拟合得到,其关系式中的具体系数a1~a3、b1~b3、c1~c3及d1~d2不做限制,以实际拟合关系为准。这些关系式需要事先写入风管机的CPU中。
此外,由于风管机的初始静压值与安装环境有很大关系,因此,针对同一种风管机,还需要拟合安装后、未脏堵时的风管机静压值与转速及功率的关系,静压值是转速和对应功率两者之积的函数,利用这一点,在对新的风管机进行测试时,采集多组转速与功率,并利用静压机采集对应静压值,从而根据多组数据(M,P*r),拟合得到风管机静压值M的关系M(P*r)=a4*(P*r)3+b4*(P*r)2+c4*(P*r)+d3。此种关系式根据具体实际型号的安装后、未脏堵的风管机,通过实际采集多组转速与功率(P,r)而拟合得到,其关系式中的具体系数a4、b4、c4及d3不做限制,以实际拟合关系为准。这个关系式也需要事先写入风管机的CPU中。
为了便于说明,本实施例以160风管机为例进行说明,具体地,如图1所示,在本实施例中,根据如上所述,160风管机在最大静压值时,实际采集多组转速及对应功率值,并标注在以转速为横坐标,以功率为纵坐标的坐标系中,形成如图1中a曲线,对应该曲线被拟合成P1=0.0000203*r3-0.0484*r2+39.24*r-10595;160风管机在中间静压值时,实际采集多组转速及对应功率值,并标注在以转速为横坐标,以功率为纵坐标的坐标系中,形成如图1中b曲线,对应该曲线被拟合成P2=0.0000061*r3-0.0059*r2-0.04*r+1020;160风管机保持恒风量39m3/h,实际采集多组转速及对应功率值,并标注在以转速为横坐标,以功率为纵坐标的坐标系中,形成如图1中c曲线,对应该曲线被拟合成P3=0.00041*r2+1.7912*r-618。
从图1可以看出,如果让风管室内机工作在c曲线和实际静压特性曲线的交点上时,那么此风管机的输出风量就一定是额定风量。风量一定时,通过转速和功率反推静压值。在本方案中,首先获取风管机额定风量下的转速和功率,然后获取对该转速的虚拟转速,进而通过c曲线获得虚拟转速下对应的静压值。
如图1所示,具体脏堵判定模式包括如下。
S1:获取风管机在额定风量下的初始转速r0及功率P实。
S1中的功率P实为风管机在初始转速r0下实际检测到的功率,为了通过c曲线反推静压值,通过P实与P3的差值比较,实现在c曲线上的虚拟转速推算。
S2:计算P1、P2及K=(P实-P1)/(P2-P1)。
在本步骤中,k2示例选择为1,k1示例选择为0.95。
根据P1=a1*r3+b1*r2+c1*r+d,P2=a2*r3+b2*r2+c2*r+d,分别对应转速r0计算P1、P2,在P实≥P2,此时换热器脏堵不严重,在本实施例中则认为换热器未脏堵;若P实<P1,此时换热器已经脏堵较为严重,在本实施例则认为换热器脏堵;若0.95*P1≤P实<P2,进行到S3。
本实施例中K被计算为固定值,表示K中的参数P实、P1和P2可以变化,但K值认为不会变化,这是因为实际风管机静压特性曲线的趋势与a曲线或b曲线的趋势近似相同。因此,在不同转速下,K值基本相同。
为了清楚说明后续计算,已求出的K值记为K0。
S3:计算P3及△P=P实-P3。
为了便于通过c曲线获取虚拟转速,首先通过c曲线计算该转速r0的功率P3,由于实际风管机静压特性曲线与c曲线的交点表示输出额定风量,因此,需要比较P实和P3的大小。
S4:比较|△P|和A,在△P≥A时进行到S5,在△P≤-A时进行到S6,在|△P|<A时进行到S7。
在本实施例中,A为大于0的预设值,例如可以为5Pa。
在转速r0下,P实>P3或P实<P3,对应P实>P3,应该将转速r0逐渐降低,以使得P实更靠近P3,即满足0<P实-P3<A;对应P实<P3,应该将转速r0逐渐增加,以使得P实更靠近P3,即满足-A<P实-P3<0。
S5:降低转速r1'并将r0-r1'作为r0,并计算P1、P2及P实,且返回S3。
在S5中,r1'设定为60转/分。
在△P≥A时,将转速r0降低60并更新为r0,此时r0=r0-60,计算此时转速下的P1、P2,此时转速已经被虚拟降低,因此,可以根据K0计算虚拟转速下的虚拟实际功率P实,即K0=(P实-P1)/(P2-P1)。
此后返回S3:计算出此时转速下的P3及△P=P实-P3,并继续执行至S4,直至获取r0,此时r0认为是所需要的虚拟转速。
S6:增加转速r2'并将r0+r2'作为r0,且返回S3。
在S6中,r2'设定为60转/分。
在△P≤-A时,将转速r0增加60并更新为r0,此时r0=r0+60,计算此时转速下的P1、P2,此时转速已经被虚拟增加,因此可以根据K0计算虚拟转速下的虚拟实际功率P实,即K0=(P实-P1)/(P2-P1)。
此后返回S3:计算出此时转速下的P3及△P=P实-P3,并继续执行至S4,直至获取r0,此时r0认为是所需要的虚拟转速。
S7:获取r0。
在|△P|<A时,表示P实与P3在设定误差A内接近,此时r0认为是所需要的虚拟转速。
S8:计算P3。
在获取虚拟转速后,可以认为实际风管机在额定风量下的转速为该虚拟转速,即r0,且该实际风管机在额定风量下的功率为P3。
S9:计算M(P3*r0)、M0=a4*L0 3+b4*L0 2+c4*L0+d3及△M=M(P3*r0)-M0,其中L0为风管机初始安装后额定风量下的转速与功率的乘积。
根据上述得出的虚拟转速r0及P3,计算实际风管机当前的静压值M(P*r)=a4*(P3*r0)3+b4*(P3*r0)2+c4*(P3*r0)+d3。
在现场初始安装风管机后,此时风管机未脏堵,可以通过获取在额定风量下的转速r额和功率P额,根据r额和P额,记录L0=P额*r额,计算风管机初始静压值M0=a4*L0 3+b4*L0 2+c4*L0+d。
利用所计算出的M(P3*r0)及M0,再计算△M=M(P3*r0)-M0。选择k3=0.9,若△M>0且M(P3*r0)>0.9*Mmax,认为换热器脏堵,其中Mmax为风管机最大静压值;或若△M>B且P0-P额>C,认为换热器脏堵,其中P0为风管机在转速r0下的实际功率且P额为额定功率,B为预设的静压差值阈值,C为功率差值阈值。
在换热器脏堵时,可以通过声光信号、显示信号等形式进行脏堵提示,以便通知用户及时清理该换热器,避免影响制冷制热效果。
根据所计算的M(P3*r0)相对于M0增长的速度,对当前风管机室内机换热器的脏堵程序进行等级划分,例如M(P3*r0)≥80%*M0时,认为脏堵程度较严重时等级定为1级,80%*M0>M(P3*r0)≥60%*M0时,认为脏堵程度中等,等级定为2级,60%*M0>M(P3*r0)≥30%*M0时,认为脏堵程度偏中下等,等级定为3级,30%*M0>M(P3*r0)≥M0时,脏堵程度较轻时等级定4级,等等,且在等级低于3时,再进行声光信号、显示信号等提示,告知用户及时清理,在等级高于等于3时,暂不做脏堵提示;当然,也可以根据等级高低,分别使用不同的提示信号进行提示,比如,等级高于等于3时可利用间断性声光信号提示,而等级低于3时可利用连续性声光信号提示。如上,得到了实际风管机在额定风量下对应的在c曲线上的虚拟转速,该转速较为粗略,可以进一步地对如上所得到的虚拟转速再进行细调,通过不断调整虚拟转速r0,使其在该虚拟转速r0下实际检测的功率尽量等于c曲线上对应该虚拟转速r0下的功率,这样,根据细调后的虚拟转速r0下通过c曲线获取该转速下风管静压值更接近于实际风管机在额定风量下对应的静压值。在本实施例中,首先将风管机的实际转速r测初始化为虚拟转速r0,即需要不断调整转速得到更精确地实际风管机额定风量下的转速。
具体地,如图2所示,其示出了具体细调实际转速的流程图。
S71:初始化调整次数n=0。
在S71中,将如上获得的虚拟转速r0作为细调转速的初始转速,目的在于缩小转速范围,简化获得风管机额定风量下更精确的实际转速的过程。在S71中,风管机以转速r0作为实际初始转速开始运行的。
S72:获取r0下的实际功率P1并计算P3、△P1=P1-P3以及|△P1/P3|。
在步骤S72之前,会判断风管机是否可以在转速r0下稳定运行若干分钟(例如1分钟),如果稳定运行,如果不能继续保持风管机在该转速r0运行直至能够稳定运行例如1分钟,此后获取实际功率P1并通过c曲线计算P3,根据获取的P1及所计算的P3计算△P1=P1-P3以及|△P1/P3|,用于后续判定。
S73:判断|△P1/P3|≤D1,或者|△P1/P3|≤D2且n≥t1,或者n≥t2中是否任一条件成立;若上述任一条件成立,获取转速r0,否则进行到S74。
在S73中,D1可以选择2%,D2选择5%,t1<t2,且t1选择为3,t2选择为5。
(1)|△P1/P3|≤2%;(2)|△P1/P3|≤5%且n≥3;(3)n≥5用作转速细调退出条件,当满足上述三种条件中任一种时,不对转速进行调整,获取当前r0,且通过P3(r)计算该转速r0对应的功率P3,由此再根据M(P*r),计算当前风管机在额定风量下的静压值M(P3*r0)。如果不满足上述三种条件中任一种,则继续对转速进行调整,直至满足上述三种条件中任一种为止。
S74:在△P1>0时,降低转速r1''=△P1/b5,并将r0-r1''作为r0,且将n增1,此后返回至S72;在△P1≤0时,增加转速r2''=-△P1/b6并将r0+r2''作为r0,且n增1,此后返回至S72。
在S74中,选择b5的范围为1至5,选择b6的范围也为1至5,且为了为了限制每次对转速最小最大调整转速,作如下限制:20≤r1''≤100,20≤r2''≤100。
在△P1>0时,表示实际风管机在转速下的实际功率位于在c曲线上该转速对应的功率之上,此时将转速r0降低△P1/b5并使r0=r0-r1'',且将调整次数n+1,返回检测风管机是否在当前的转速r0下稳定例如1分钟,如果可以,继续进行到S72,获取此时转速r0下的实际功率P1并通过c曲线计算该转速下的功率P3及两者之差△P1。
此后继续进行到S73,判断是否满足转速细调退出条件,直至满足条件,获取r0,此时r0认为是细调后的实际转速。
在△P1<0时,表示实际风管机在转速下的实际功率位于在c曲线上该转速对应的功率之下,此时将转速r0增加r2''并使r0=r0+r2'',且将调整次数n+1,返回检测风管机是否在当前的转速r0下稳定例如1分钟,如果可以,继续进行到S72,获取此时转速r0下的实际功率P1并通过c曲线计算该转速下的功率P3及两者之差△P1。
此后继续进行到S73,判断是否满足转速细调退出条件,直至满足条件,获取r0,此时r0认为是细调后的实际转速。
本实施例的风管室内机换热器脏堵检测方法,预先拟合最大静压曲线(a曲线)、中间静压曲线(b曲线)、恒风量曲线(c曲线)和风管机静压特性曲线,通过对当前实际使用的风管室内机的静压值进行推算,且通过推算出的静压值与初始静压值进行比较,判断风管室内机换热器的脏堵情况,该方法考虑风管机对初始安装环境对静压值的影响,且脏堵程度越高,静压值越高,因此,通过静压值比较,可靠检测风管室内机换热器是否脏堵,及时了解换热器脏堵情况,避免影响制冷制热效率,并且可以对脏堵程度进行提示,便于用户及时清理换热器,提高用户使用体验。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种风管室内机换热器脏堵检测方法,其特征在于,包括如下:
检测风管机是否可提供额定风量,若否,认为换热器脏堵;若是,进入脏堵判定模式;脏堵判定模式包括如下:
S1:获取风管机在额定风量下的初始转速r0及功率P实;
S2:计算P1、P2及K=(P实-P1)/(P2-P1),
若P实≥k2*P2,认为换热器未脏堵;若P实<k1*P1,认为换热器脏堵;若k1*P1≤P实<k2*P2,进行到S3;
S3:计算P3及△P=P实-P3;
S4:在△P≥A时进行到S5,在△P≤-A时进行到S6,在|△P|<A时进行到S7;
S5:将r0-r1'更新为r0,计算P1、P2及P实,返回S3;
S6:将r0+r2'更新为r0,计算P1、P2及P实,返回S3;
S7:获取r0;
S8:计算P3;
S9:计算M(P3*r0)、M0=a4*L0 3+b4*L0 2+c4*L0+d3及△M=M(P3*r0)-M0,其中L0为风管机初始安装后额定风量下的转速与功率的乘积;
若△M>0且M(P3*r0)>k3*Mmax,或△M>B且P0-P额>C时认为换热器脏堵,其中Mmax为风管机最大静压值,P0为风管机在转速r0下的实际功率且P额为额定功率;
其中,最大静压值下风机功率P1与转速r的关系P1=a1*r3+b1*r2+c1*r+d1,中间静压值下风机功率P2与转速的关系P2=a2*r3+b2*r2+c2*r+d2,恒风量下随静压值升高时风机功率P3与转速r的关系P3=a3*r2+b3*r+c3,风管机静压值M的关系M(P*r)=a4*(P*r)3+b4*(P*r)2+c4*(P*r)+d3计算,其中0.9≤k1≤1,0.95≤k2≤1,0.90≤k3≤1,A>0,B>0,C>0,a1~a4、b1~b4、c1~c4、d1~d3、r1'、r2'均为预设值。
2.根据权利要求1所述的风管室内机换热器脏堵检测方法,其特征在于,获取转速r0,具体包括:
S71:初始化调整次数n=0;
S72:获取r0下的实际功率P1并计算P3、△P1=P1-P3以及|△P1/P3|;
S73:判断|△P1/P3|≤D1,或者|△P1/P3|≤D2且n≥t1,或者n≥t2中是否任一条件成立;
若上述任一条件成立,获取转速r0,否则进行到S74;
S74:在△P1>0时,将r0-△P1/b5更新为r0,且将n增1,此后返回至S72;在△P1≤0时,将r0-△P1/b6更新为r0,且n增1,此后返回至S72;
其中D1<D2,t1<t2,1≤b5≤5,1≤b6≤5。
3.根据权利要求2所述的风管室内机换热器脏堵检测方法,其特征在于,其中,20≤△P1/b5≤100,20≤△P1/b6≤100。
4.根据权利要求1所述的风管室内机换热器脏堵检测方法,其特征在于,所述风管室内机换热器脏堵检测方法还包括:
在所述换热器脏堵时进行提示的步骤。
5.根据权利要求1所述的风管室内机换热器脏堵检测方法,其特征在于,所述风管室内机换热器脏堵检测方法还包括:
对所述换热器脏堵程度进行等级划分的步骤。
6.根据权利要求5所述的风管室内机换热器脏堵检测方法,其特征在于,所述风管室内机换热器脏堵检测方法还包括:
在所述换热器脏堵程度等级不同时,通过不同的声光形式进行提示。
7.根据权利要求5或6所述的风管室内机换热器脏堵检测方法,其特征在于,所述风管室内机换热器脏堵检测方法还包括:
在提示所述换热器脏堵的同时,显示脏堵程度的对应等级。
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