CN114294852A - 双级直流变频覆叠高温热水机组系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及换热器设备技术领域，具体为一种双级直流变频覆叠高温热水机组系统。其特征在于:包括一级换热组和二级换热组；所述冷凝蒸发器包括一级换热管和二级换热管，一级换热管接入一级换热组内，二级换热管接入二级换热组内；一级换热组通过冷凝蒸发器向二级换热组传递热量。本发明优化了传统结构，设置两级加热机构，通过一级换热组和二级换热组接力运行，提高设备启动速度，提升设备产热效率，能更快产出热水；经过本设备加热，每轮换热能够将进水水温提升5摄氏度，如进水温度为75摄氏度，那么一轮换热即可令出水温度达到80摄氏度，多轮换热后可快速提升至所需水温。
Description
技术领域
本发明涉及征服换热器设备技术领域，具体为一种双级直流变频覆叠高温热水机组系统。
背景技术
传统的热水机组只设置有一级加热机构，即只通过一组压缩机为系统运行提供动力，启动制热进程缓慢，导致产热效率较低，出水温度提升缓慢。在北方寒冷的气候条件下，会严重影响用户的使用体验。
此外，由于北方的水质较硬，快速升温条件下，加热设备的管道内容易寄存水垢，长时期用会影响换热设备的热传导效率。
正常制热状态，冷媒经主电子膨胀阀与毛细管后进入蒸发器。当环境温度低且湿度大时，空气换热器表面会结霜，这样在正常制热之前需要进行对空气换热器进行化霜处理后才能进行工作。若按照目前市场上的空气源机组通常设计，冷媒采用反向流动化霜，化霜时间比较长，机组能效比降低。
鉴于此，申请人设计了一款双级直流变频覆叠高温热水机组系统，能够有效提升热水机组的产热效率，快速提高出水温度，极大改善用户体验。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双级直流变频覆叠高温热水机组系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种双级直流变频覆叠高温热水机组系统，其特征在于：包括一级换热组和二级换热组；所述冷凝蒸发器包括一级换热管和二级换热管，一级换热管接入一级换热组内，二级换热管接入二级换热组内；一级换热组通过冷凝蒸发器向二级换热组传递热量。
优选的，所述一级换热组包括一级低温增焓直流变频压缩机、一级气液分离器、一级四通阀和空气换热器冷凝蒸发换热器，一级低温增焓直流变频压缩机连接一级四通阀的D端口，一级四通阀的D端口连通C端口，一级四通阀的C端口连接冷凝蒸发换热器的一级换热管前端，一级换热管的后端通过节流装置连接空气换热器，空气换热器连接一级四通阀的E端口，一级四通阀的E端口连通一级四通阀的S端口，一级四通阀的S端口连接一级气液分离器，一级气液分离器接回一级低温增焓直流变频压缩机；所述节流装置包括第一并联支路、第二并联支路和第三并联支路，在第一并联支路中串联设置节流器用电子膨胀阀，在第二并联支路中串联设置第一毛细管，在第三并联支路中串联设置第二毛细管和单向阀。
优选的，在一级低温增焓直流变频压缩机和一级四通阀D端口之间的管道上顺序设置感温探头、压力开关、针阀和高压表；在一级气液分离器和一级低温增焓直流变频压缩机之间的管道上设置感温套管。
优选的，所述二级换热组包括二级低温增焓直流变频压缩机、二级气液分离器、二级四通阀和高效罐式换热器，所述高效罐式换热器包括第一换热管和第二换热管；二级低温增焓直流变频压缩机连接二级四通阀的D端口，二级四通阀的C端口连接高效罐式换热器的第一换热管前端，第一换热管的后端通过经济器回路分别连接二级低温增焓直流变频压缩机和储液器，储液器连接冷凝蒸发器的二级换热管前端，冷凝蒸发器的二级换热管后端连接二级四通阀的E端口，二级四通阀的E端口连通二级四通阀的S端口，二级四通阀的S端口连接二级气液分离器，二级气液分离器接回二级低温增焓直流变频压缩机；高效罐式换热器的第二换热管前端连接进水水源，第二换热管的后端连接用水设备。
优选的，所述经济器回路包括经济器、增焓电子膨胀阀和主电子膨胀阀，所述经济器包括A端口、B端口、X端口和Y端口，经济器的A端口和B端口分别通过管路连接第一换热管的后端和二级低温增焓直流变频压缩机，增焓电子膨胀阀的连固定那分别连接经济器的的X端口和Y端口；主电子膨胀阀的一端连接经济器的X端口，主电子膨胀阀的另一端连接储液器。
优选的，在二级低温增焓直流变频压缩机和二级四通阀D端口之间的管道上顺序设置感温探头、压力开关、针阀和高压表；在二级气液分离器和二级低温增焓直流变频压缩机之间的管道上设置感温套管。
优选的，高效罐式换热器的第二换热管为带有除垢装置的复合管体；所述复合管体包括刚性外管体和柔性内管体，柔性内管体套装在刚性外管体内，在柔性内管体和刚性外管体之间充入性质稳定的隔热液体媒质；所述柔性内管体为高耐橡胶制成，在高耐橡胶内定距预设若干个内磁片；在刚性外管体的外周壁上套装外磁环滑车，外磁环滑车能够在滑车驱动装置的驱动下，沿刚性外管体的外壁往复移动。
优选的，所述外磁环滑车包括第一外磁环、第二外磁环、磁环外壳、连接螺栓和三组以上的行走功能组；第一外磁环和第二外磁环均为半圆环形磁体，第一外磁环和第二外磁环扣合安装在刚性外管体的外壁上；在第一外磁环和第二外磁环外套装圆环形磁环外壳，所述磁环外壳包括前环形外壳和后环形外壳，前环形外壳和后环形外壳分别从前后两个侧包合固定第一外磁环和第二外磁环，前环形外壳和后环形外壳之间通过三个以上的螺栓螺母连接组连接为一体；所述行走功能组包括前支臂和后支臂，前支臂和后支臂分别固定在前环形外壳的前端面和后环形外壳的后端面上；在前支臂和后支臂上分别开设前转轴孔和后转轴孔，在前转轴孔和后转轴孔内分别设置前转轴和后转轴，在前转轴和后转轴的下端面上分别开设前螺纹调节孔和后螺纹调节孔，在前螺纹调节孔和后螺纹调节孔内分别通过螺纹旋装前行走杆和后行走杆的上端，前行走杆和后行走杆的下端分别安装前行走滚轮和后行走滚轮。
优选的，所述前环形外壳和后环形外壳均为横截面呈“L”形的圆环壳体；所述圆环壳体由两个半环体组成，两个半环体的一端铰接连接、两个半环体的另一端通过销柱连接的。
优选的，所述滑车驱动装置包括弧形驱动悬臂，弧形驱动悬臂的前端连接螺栓螺母连接组，弧形驱动悬臂的后端安装驱动滚轮轴，在驱动滚轮轴的中部套装被动链轮，在驱动滚轮轴的两端安装驱动滚轮；在弧形驱动悬臂的中后部安装行走驱动电机，在行走驱动电机的电机轴上安装主动链轮，在主动链轮和被动链轮上套装传动链条；当启动行走驱动电机时，能够通过主动链轮和传动链条带动被动链轮转动，继而通过驱动滚轮轴和两个驱动滚轮转动行走，从而带动外磁环滑车沿刚性外管体移动；与此同时，第一外磁环和第二外磁环所到之处吸引或排斥对应的柔性内管体上的内磁片，令柔性内管体起伏波动，使得附着在柔性内管体上的水垢脱落并随水流排出装置外。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明优化了传统结构，设置两级加热机构，通过一级换热组和二级换热组接力运行，提高设备启动速度，提升设备产热效率，能更快产出热水；经过本设备加热，每轮换热能够将进水水温提升5摄氏度，如进水温度为75摄氏度，那么一轮换热即可令出水温度达到80摄氏度，多轮换热后可快速提升至所需水温。
本发明的高效罐式换热器的第二换热管为带有除垢装置的复合管体，通过令外磁环滑车沿刚性外管体移动，第一外磁环和第二外磁环所到之处吸引或排斥对应的柔性内管体上的内磁片，令柔性内管体起伏波动，使得附着在柔性内管体上的水垢脱落并随水流排出装置外。该设计令柔性内管体和刚性外管体之间夹存液态空间，一方面不会影响管道的传热换热性能，另一方便方便柔性内管体在磁吸力作用下摆动祛垢。
本发明优化了节流装置的机构，增设单向阀与毛细管路组合作为旁通管路，可有效增加化霜时冷媒流量，使得空气换热器获得更多的热量，减少化霜时间，提高机组能效。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为一级换热组与冷凝蒸发换热器的结构示意图；
图3为二级换热组与冷凝蒸发换热器的结构示意图；
图4为带有除垢装置的复合管体的结构示意图；
图5为柔性内管体的横截面结构示意图；
图6为外磁环滑车的结构示意图；
图7为图6的侧视图；
图8为第一外磁环和第二外磁环的结构示意图；
图9为滑车驱动装置的安装结构示意图；
图中：1、冷凝蒸发换热器；
I、一级换热组；2、一级四通阀；3、空气换热器；4、高压表；5、针阀；6、压力开关；7、感温探头；8、一级低温增焓直流变频压缩机；9、感温套管；10、一级气液分离器；11、节流器用电子膨胀阀；12、节流装置；13、单向阀；14、第二毛细管；15、第一毛细管；
II、二级换热组；16、二级四通阀；17、二级低温增焓直流变频压缩机；18、二级气液分离器；19、高效罐式换热器；20、经济器回路；21、增焓电子膨胀阀；22、主电子膨胀阀；23、经济器；24、储液器；
25、内磁片；26、柔性内管体；27、刚性外管体；28、外磁环滑车；29、前转轴；30、前螺纹调节孔；31、前支臂；32、前转轴孔；33、前行走杆；34、前行走滚轮；35、前环形外壳；36、第二外磁环；37、后环形外壳；38、后行走滚轮；39、后行走杆；40、后转轴孔；41、后支臂；42、后螺纹调节孔；43、后转轴；44、第一外磁环；45、螺栓螺母连接组；46、半环体；47、弧形驱动悬臂；48、行走驱动电机；49、主动链轮；50、传动链条；51、被动链轮；52、驱动滚轮轴；53、驱动滚轮。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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做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。
实施例一
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种双级直流变频覆叠高温热水机组系统，包括一级换热组和二级换热组；所述冷凝蒸发器包括一级换热管和二级换热管，一级换热管接入一级换热组内，二级换热管接入二级换热组内；一级换热组通过冷凝蒸发器向二级换热组传递热量。
所述一级换热组包括一级低温增焓直流变频压缩机、一级气液分离器、一级四通阀和空气换热器冷凝蒸发换热器，一级低温增焓直流变频压缩机连接一级四通阀的D端口，一级四通阀的D端口连通C端口，一级四通阀的C端口连接冷凝蒸发换热器的一级换热管前端，一级换热管的后端通过节流装置连接空气换热器，空气换热器连接一级四通阀的E端口，一级四通阀的E端口连通一级四通阀的S端口，一级四通阀的S端口连接一级气液分离器，一级气液分离器接回一级低温增焓直流变频压缩机；所述节流装置包括第一并联支路、第二并联支路和第三并联支路，在第一并联支路中串联设置节流器用电子膨胀阀，在第二并联支路中串联设置第一毛细管，在第三并联支路中串联设置第二毛细管和单向阀。
在一级低温增焓直流变频压缩机和一级四通阀D端口之间的管道上顺序设置感温探头、压力开关、针阀和高压表；在一级气液分离器和一级低温增焓直流变频压缩机之间的管道上设置感温套管。
所述二级换热组包括二级低温增焓直流变频压缩机、二级气液分离器、二级四通阀和高效罐式换热器，所述高效罐式换热器包括第一换热管和第二换热管；二级低温增焓直流变频压缩机连接二级四通阀的D端口，二级四通阀的C端口连接高效罐式换热器的第一换热管前端，第一换热管的后端通过经济器回路分别连接二级低温增焓直流变频压缩机和储液器，储液器连接冷凝蒸发器的二级换热管前端，冷凝蒸发器的二级换热管后端连接二级四通阀的E端口，二级四通阀的E端口连通二级四通阀的S端口，二级四通阀的S端口连接二级气液分离器，二级气液分离器接回二级低温增焓直流变频压缩机；高效罐式换热器的第二换热管前端连接进水水源，第二换热管的后端连接用水设备。
所述经济器回路包括经济器、增焓电子膨胀阀和主电子膨胀阀，所述经济器包括A端口、B端口、X端口和Y端口，经济器的A端口和B端口分别通过管路连接第一换热管的后端和二级低温增焓直流变频压缩机，增焓电子膨胀阀的连固定那分别连接经济器的的X端口和Y端口；主电子膨胀阀的一端连接经济器的X端口，主电子膨胀阀的另一端连接储液器。
在二级低温增焓直流变频压缩机和二级四通阀D端口之间的管道上顺序设置感温探头、压力开关、针阀和高压表；在二级气液分离器和二级低温增焓直流变频压缩机之间的管道上设置感温套管。
本装置的使用过程如下：经过一级低温增焓直流变频压缩机压缩的热媒通过一级低温增焓直流变频压缩机连接一级四通阀的D端口，一级四通阀的D端口连通C端口，一级四通阀的C端口连接冷凝蒸发换热器的一级换热管，一级换热管中的冷媒与冷凝蒸发换热器的二级换热管进行热交换，而后冷媒经过一级换热管的后端通过节流装置后进入空气换热器，吸收空气能后再进入接一级四通阀的E端口，一级四通阀的E端口连通一级四通阀的S端口，冷媒通过一级四通阀的S端口回流至一级气液分离器，一级气液分离器再将冷媒回输到一级低温增焓直流变频压缩机，完成一级换热组的制热循环。
在二级换热组中，通过在冷凝蒸发换热器中热交换得到热量的二级换热管中的冷媒，经过二级四通阀的E端口和二级四通阀的S端口，进入二级气液分离器，二级气液分离器再将冷媒回输至二级低温增焓直流变频压缩机，经过二次压缩升温后，通过二级四通阀的D端口和C端口后输送到高效罐式换热器的第一换热管内，与高效罐式换热器的第二换热管进行热交换，冷媒从高效罐式换热器的第一换热管后端经过经济器回路分别进入二级低温增焓直流变频压缩机和储液器，储液器连接冷凝蒸发器的二级换热管前端，冷媒可在此进入冷凝蒸发器的二级换热管进行热交换。在第二换热管内通入进水水源，每轮换热能够将进水水温提升5摄氏度，如进水温度为50-55摄氏度，那么一轮换热即可令出水温度达到55-60摄氏度，多轮换热后可快速提升至所需水温。
实施例二
如图4-9所示，高效罐式换热器的第二换热管为带有除垢装置的复合管体；所述复合管体包括刚性外管体和柔性内管体，柔性内管体套装在刚性外管体内，在柔性内管体和刚性外管体之间充入性质稳定的隔热液体媒质；所述柔性内管体为高耐橡胶制成，在高耐橡胶内定距预设若干个内磁片；在刚性外管体的外周壁上套装外磁环滑车，外磁环滑车能够在滑车驱动装置的驱动下，沿刚性外管体的外壁往复移动。
所述外磁环滑车包括第一外磁环、第二外磁环、磁环外壳、连接螺栓和三组以上的行走功能组；第一外磁环和第二外磁环均为半圆环形磁体，第一外磁环和第二外磁环扣合安装在刚性外管体的外壁上；在第一外磁环和第二外磁环外套装圆环形磁环外壳，所述磁环外壳包括前环形外壳和后环形外壳，前环形外壳和后环形外壳分别从前后两个侧包合固定第一外磁环和第二外磁环，前环形外壳和后环形外壳之间通过三个以上的螺栓螺母连接组连接为一体；所述行走功能组包括前支臂和后支臂，前支臂和后支臂分别固定在前环形外壳的前端面和后环形外壳的后端面上；在前支臂和后支臂上分别开设前转轴孔和后转轴孔，在前转轴孔和后转轴孔内分别设置前转轴和后转轴，在前转轴和后转轴的下端面上分别开设前螺纹调节孔和后螺纹调节孔，在前螺纹调节孔和后螺纹调节孔内分别通过螺纹旋装前行走杆和后行走杆的上端，前行走杆和后行走杆的下端分别安装前行走滚轮和后行走滚轮。
所述前环形外壳和后环形外壳均为横截面呈“L”形的圆环壳体；所述圆环壳体由两个半环体组成，两个半环体的一端铰接连接、两个半环体的另一端通过销柱连接的。
如图9所示，所述滑车驱动装置包括弧形驱动悬臂，弧形驱动悬臂的前端连接螺栓螺母连接组，弧形驱动悬臂的后端安装驱动滚轮轴，在驱动滚轮轴的中部套装被动链轮，在驱动滚轮轴的两端安装驱动滚轮；在弧形驱动悬臂的中后部安装行走驱动电机，在行走驱动电机的电机轴上安装主动链轮，在主动链轮和被动链轮上套装传动链条；当启动行走驱动电机时，能够通过主动链轮和传动链条带动被动链轮转动，继而通过驱动滚轮轴和两个驱动滚轮转动行走，从而带动外磁环滑车沿刚性外管体移动；与此同时，第一外磁环和第二外磁环所到之处吸引或排斥对应的柔性内管体上的内磁片，令柔性内管体起伏波动，使得附着在柔性内管体上的水垢脱落并随水流排出装置外。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种双级直流变频覆叠高温热水机组系统，其特征在于：包括一级换热组和二级换热组；所述冷凝蒸发器包括一级换热管和二级换热管，一级换热管接入一级换热组内，二级换热管接入二级换热组内；一级换热组通过冷凝蒸发器向二级换热组传递热量。
2.根据权利要求1所述的一种双级直流变频覆叠高温热水机组系统，其特征在于：所述一级换热组包括一级低温增焓直流变频压缩机、一级气液分离器、一级四通阀和空气换热器冷凝蒸发换热器，一级低温增焓直流变频压缩机连接一级四通阀的D端口，一级四通阀的D端口连通C端口，一级四通阀的C端口连接冷凝蒸发换热器的一级换热管前端，一级换热管的后端通过节流装置连接空气换热器，空气换热器连接一级四通阀的E端口，一级四通阀的E端口连通一级四通阀的S端口，一级四通阀的S端口连接一级气液分离器，一级气液分离器接回一级低温增焓直流变频压缩机；所述节流装置包括第一并联支路、第二并联支路和第三并联支路，在第一并联支路中串联设置节流器用电子膨胀阀，在第二并联支路中串联设置第一毛细管，在第三并联支路中串联设置第二毛细管和单向阀。
3.根据权利要求2所述的一种双级直流变频覆叠高温热水机组系统，其特征在于：在一级低温增焓直流变频压缩机和一级四通阀D端口之间的管道上顺序设置感温探头、压力开关、针阀和高压表；在一级气液分离器和一级低温增焓直流变频压缩机之间的管道上设置感温套管。
4.根据权利要求1所述的一种双级直流变频覆叠高温热水机组系统，其特征在于：所述二级换热组包括二级低温增焓直流变频压缩机、二级气液分离器、二级四通阀和高效罐式换热器，所述高效罐式换热器包括第一换热管和第二换热管；二级低温增焓直流变频压缩机连接二级四通阀的D端口，二级四通阀的C端口连接高效罐式换热器的第一换热管前端，第一换热管的后端通过经济器回路分别连接二级低温增焓直流变频压缩机和储液器，储液器连接冷凝蒸发器的二级换热管前端，冷凝蒸发器的二级换热管后端连接二级四通阀的E端口，二级四通阀的E端口连通二级四通阀的S端口，二级四通阀的S端口连接二级气液分离器，二级气液分离器接回二级低温增焓直流变频压缩机；高效罐式换热器的第二换热管前端连接进水水源，第二换热管的后端连接用水设备。
5.根据权利要求4所述的一种双级直流变频覆叠高温热水机组系统，其特征在于：所述经济器回路包括经济器、增焓电子膨胀阀和主电子膨胀阀，所述经济器包括A端口、B端口、X端口和Y端口，经济器的A端口和B端口分别通过管路连接第一换热管的后端和二级低温增焓直流变频压缩机，增焓电子膨胀阀的连固定那分别连接经济器的的X端口和Y端口；主电子膨胀阀的一端连接经济器的X端口，主电子膨胀阀的另一端连接储液器。
6.根据权利要求5所述的一种双级直流变频覆叠高温热水机组系统，其特征在于：在二级低温增焓直流变频压缩机和二级四通阀D端口之间的管道上顺序设置感温探头、压力开关、针阀和高压表；在二级气液分离器和二级低温增焓直流变频压缩机之间的管道上设置感温套管。
7.根据权利要求2所述的一种双级直流变频覆叠高温热水机组系统，其特征在于：高效罐式换热器的第二换热管为带有除垢装置的复合管体；所述复合管体包括刚性外管体和柔性内管体，柔性内管体套装在刚性外管体内，在柔性内管体和刚性外管体之间充入性质稳定的隔热液体媒质；所述柔性内管体为高耐橡胶制成，在高耐橡胶内定距预设若干个内磁片；在刚性外管体的外周壁上套装外磁环滑车，外磁环滑车能够在滑车驱动装置的驱动下，沿刚性外管体的外壁往复移动。
8.根据权利要求7所述的一种双级直流变频覆叠高温热水机组系统，其特征在于：所述外磁环滑车包括第一外磁环、第二外磁环、磁环外壳、连接螺栓和三组以上的行走功能组；第一外磁环和第二外磁环均为半圆环形磁体，第一外磁环和第二外磁环扣合安装在刚性外管体的外壁上；在第一外磁环和第二外磁环外套装圆环形磁环外壳，所述磁环外壳包括前环形外壳和后环形外壳，前环形外壳和后环形外壳分别从前后两个侧包合固定第一外磁环和第二外磁环，前环形外壳和后环形外壳之间通过三个以上的螺栓螺母连接组连接为一体；所述行走功能组包括前支臂和后支臂，前支臂和后支臂分别固定在前环形外壳的前端面和后环形外壳的后端面上；在前支臂和后支臂上分别开设前转轴孔和后转轴孔，在前转轴孔和后转轴孔内分别设置前转轴和后转轴，在前转轴和后转轴的下端面上分别开设前螺纹调节孔和后螺纹调节孔，在前螺纹调节孔和后螺纹调节孔内分别通过螺纹旋装前行走杆和后行走杆的上端，前行走杆和后行走杆的下端分别安装前行走滚轮和后行走滚轮。
9.根据权利要求8所述的一种双级直流变频覆叠高温热水机组系统，其特征在于：所述前环形外壳和后环形外壳均为横截面呈“L”形的圆环壳体；所述圆环壳体由两个半环体组成，两个半环体的一端铰接连接、两个半环体的另一端通过销柱连接的。
10.根据权利要求9所述的一种双级直流变频覆叠高温热水机组系统，其特征在于：所述滑车驱动装置包括弧形驱动悬臂，弧形驱动悬臂的前端连接螺栓螺母连接组，弧形驱动悬臂的后端安装驱动滚轮轴，在驱动滚轮轴的中部套装被动链轮，在驱动滚轮轴的两端安装驱动滚轮；在弧形驱动悬臂的中后部安装行走驱动电机，在行走驱动电机的电机轴上安装主动链轮，在主动链轮和被动链轮上套装传动链条；当启动行走驱动电机时，能够通过主动链轮和传动链条带动被动链轮转动，继而通过驱动滚轮轴和两个驱动滚轮转动行走，从而带动外磁环滑车沿刚性外管体移动；与此同时，第一外磁环和第二外磁环所到之处吸引或排斥对应的柔性内管体上的内磁片，令柔性内管体起伏波动，使得附着在柔性内管体上的水垢脱落并随水流排出装置外。
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