CN117515837A - 蓄电池供电的空调器及其电加热控制方法和控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种蓄电池供电的空调器及其电加热控制方法和控制装置,实现使用空调器制热运行时的节能性与制热舒适性的平衡,提高空调器的智能化控制及整机运行性能。所述电加热控制方法包括:空调器采用蓄电池供电时,获取所述蓄电池的电能来源;在空调器运行利用电加热器辅助制热的制热模式且满足电加热器关闭条件时,关闭所述电加热器,并根据所述蓄电池的所述电能来源控制空调器运行;所述电能来源包括清洁能源和非清洁能源。
Description
技术领域
本发明属于空气调节技术领域,具体地说,涉及空调器技术,更具体地说,是涉及蓄电池供电的空调器及其电加热控制方法和控制装置。
背景技术
空调器通过压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器等构成制冷剂循环系统,利用制冷剂的相变进行空气调节,实现制冷、制热、除湿等功能,为用户提供适宜舒适的环境。现有空调器中大都设置有电加热器,当空调器制热量不能满足需求时,将启动电加热器,利用电加热器的辅助制热功能进行室内温度调节,也就是启动空调电加热器对空气加温,并通过风扇将热风送到室内,从而起到升高室内空气温度的效果。
空调器通常采用市电电网提供电能工作,这种供电方式不仅消耗大量的市电电能,而且,若市电电网电压不稳定,影响空调器稳定运行,甚至会出现因电网压力过低空调器无法启动运行的情况。随着新能源技术的发展以及对节能减排需求的增加,部分空调器配置有蓄电池,利用蓄电池为空调器提供电能。蓄电池所储存的电能,可以是来自太阳能光伏发电装置、风力发电装置等清洁能源,实现利用可再生的清洁能源为空调器供电,达到节能减排目的;也可以来自市电电网、发电机等非清洁能源,利用蓄电池作为备用能源,在市电断电或市电电压过低不能提供空调器所需电能时,由蓄电池为空调器供电,满足用户对空调器调节空气的需求。
现有技术对采用蓄电池供电的空调器进行控制时,通常会考虑蓄电池的剩余电量,根据剩余电量控制空调器运行参量,以期平衡能量供给与空气调节性能。但是,现有技术较少地考虑采用蓄电池供电的空调器的电加热控制,更是极少地考虑采用蓄电池供电的空调器的节能性与制热舒适性之间的关系,因此,难以获得整体性能更优的空调器电加热控制。
发明内容
本发明目的之一在于提供一种蓄电池供电的空调器的电加热控制方法和控制装置,实现提高空调器节能性与制热舒适性的平衡的目的,提高空调器运行的整体性能。
为实现上述发明目的,本发明提供的蓄电池供电的空调器的电加热控制方法采用下述技术方案予以实现:
一种蓄电池供电的空调器的电加热控制方法,所述方法包括:
空调器采用蓄电池供电时,获取所述蓄电池的电能来源;
在空调器运行利用电加热器辅助制热的制热模式且满足电加热器关闭条件时,关闭所述电加热器,并根据所述蓄电池的所述电能来源控制空调器运行;
所述电能来源包括清洁能源和非清洁能源。
本申请的一些实施例中,关闭所述电加热器,并根据所述蓄电池的所述电能来源控制空调器运行,包括:
在所述蓄电池的所述电能来源中来自于清洁能源的比例达到第一比例阈值时,对空调器执行弱磁控制。
本申请的一些实施例中,对空调器执行弱磁控制,包括:
根据所述蓄电池的所述电能来源中来自清洁能源的比例确定弱磁电流值;
根据所述弱磁电流值执行所述弱磁控制;
所述弱磁电流值与所述蓄电池的所述电能来源中来自清洁能源的比例满足正相关关系。
本申请的一些实施例中,根据所述蓄电池的所述电能来源中来自清洁能源的比例确定弱磁电流值,包括:
按照下述公式计算所述弱磁电流值Id*:
Id*=b+a×k;
其中,a、b均为已知的正数,k为所述蓄电池的所述电能来源中来自清洁能源的比例。
本申请的一些实施例中,关闭所述电加热器,并根据所述蓄电池的所述电能来源控制空调器运行,包括:
在所述蓄电池的所述电能来源中来自非清洁能源的比例达到第二比例阈值时,获取压缩机的实时目标频率;
将所述实时目标频率降低,获得降低后的实际目标频率,根据所述实际目标频率控制空调器。
本申请的一些实施例中,将所述实时目标频率降低,获得降低后的实际目标频率,包括:
将所述实时目标频率降低,获得降低后的实际目标频率,且使得所述实际目标频率位于预设频率范围内。
为实现前述发明目的,本发明提供的蓄电池供电的空调器的电加热控制装置采用下述技术方案予以实现:
一种蓄电池供电的空调器的电加热控制装置,所述装置包括:
蓄电池电能来源获取模块,用于在空调器采用蓄电池供电时,获取所述蓄电池的电能来源;
空调器控制模块,用于在空调器运行利用电加热器辅助制热的制热模式且在满足电加热器关闭条件时,关闭所述电加热器,并根据所述蓄电池的所述电能来源控制空调器运行;
所述电能来源包括清洁能源和非清洁能源。
本申请的一些实施例中,所述空调器控制模块包括:
清洁能源比例判断单元,用于判断所述蓄电池的所述电能来源中来自于清洁能源的比例是否达到第一比例阈值,并输出判断结果;
第一空调器控制模块,用于在所述蓄电池的所述电能来源中来自于清洁能源的比例达到所述第一比例阈值时,对空调器执行弱磁控制。
本申请的一些实施例中,所述空调器控制模块包括:
非清洁能源比例判断单元,用于判断所述蓄电池的所述电能来源中来自于非清洁能源的比例是否达到第二比例阈值,并输出判断结果;
实时目标频率获取单元,用于在所述蓄电池的所述电能来源中来自于非清洁能源的比例达到第二比例阈值时,获取压缩机的实时目标频率;
第二空调器控制单元,用于将所述实时目标频率降低,获得降低后的实际目标频率,根据所述实际目标频率控制空调器。
本发明的另一目的在于提供一种蓄电池供电的空调器,包括空调器本体及蓄电池,所述空调器还包括上述所述的电加热控制装置。
与现有技术相比,本发明的优点和积极效果是:
本发明提供的蓄电池供电的空调器的电加热控制方法和控制装置,在空调器采用蓄电池供电时,获取蓄电池的电能来源,根据电能来源可以确定蓄电池中的电能是由清洁能源充电还是非清洁能源充电,还可以确定不同电能来源所提供的电能的比例,进而能够根据电能来源反映空调器所处环境的能源状况;在空调器满足电加热器关闭条件时,关闭电加热器,并根据蓄电池的电能来源控制空调器运行,能够实现基于实际能源状况对空调器进行电加热控制,从而尽可能地实现使用空调器制热运行时的节能性与制热舒适性的平衡,提高空调器的智能化控制及整机运行性能。
结合附图阅读本发明的具体实施方式后,本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,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的附图。
图1为本发明蓄电池供电的空调器的电加热控制方法第一个实施例的流程图;
图2为本发明蓄电池供电的空调器的电加热控制方法第二个实施例的流程图;
图3为本发明蓄电池供电的空调器的电加热控制方法第三个实施例的流程图;
图4为本发明蓄电池供电的空调器的电加热控制装置第一个实施例的结构框图;
图5为本发明蓄电池供电的空调器的电加热控制装置第二个实施例的结构框图;
图6为本发明蓄电池供电的空调器的电加热控制装置第三个实施例的结构框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下将结合附图和实施例,对本发明作进一步详细说明。
需要说明的是,本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时,应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
下述各实施例提供的空调器,通过使用压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器来执行空调器的制冷制热循环。制冷制热循环包括一系列过程,涉及压缩、冷凝、膨胀和蒸发,对室内空间进行制冷或制热。
空调器的制冷工作原理是:压缩机工作使室内热交换器(在室内机中,此时为蒸发器)内处于超低压状态,室内热交换器内的液态冷媒迅速蒸发吸收热量,室内风机吹出的风经过室内热交换器盘管降温后变为冷风吹到室内。蒸发气化后的冷媒经压缩机加压后,在室外热交换器(在室外机中,此时为冷凝器)中的高压环境下凝结为液态,释放出热量,通过室外风机,将热量散发到大气中,如此循环就达到了制冷效果。
空调器的制热工作原理是:气态冷媒被压缩机加压,成为高温高压气体,进入室内热交换器(此时为冷凝器),冷凝液化放热,成为液体,同时将室内空气加热,从而达到提高室内温度的目的。液体冷媒经节流装置减压,进入室外热交换器(此时为蒸发器),蒸发气化吸热,成为气体,同时吸取室外空气的热量(室外空气变得更冷),成为气态冷媒,再次进入压缩机开始下一个循环。
本发明针对现有技术采用蓄电池供电的空调器较少地考虑空调器的节能性与制热舒适性的关系而难以获得整体性能更优的空调器控制的问题,创造性地提出了一种新的蓄电池供电的空调器的电加热控制技术方案,在空调器采用蓄电池供电时,获取蓄电池的电能来源,在空调器满足电加热器关闭条件时,关闭电加热器并根据蓄电池的电能来源控制空调器运行,可实现提高空调器节能性与制热舒适性的平衡的目的,达到提高空调器运行的整体性能的技术效果。
图1所示为本发明蓄电池供电的空调器的电加热控制方法第一个实施例的流程图。该实施例的空调器包括有电加热器以及蓄电池模块,蓄电池模块可通过外部能源充电并存蓄电能,在需要蓄电池提供电能时,空调器切换为蓄电池供电模式。该实施例为采用蓄电池供电时的空调器的电加热控制方法的流程图。
如图1所示,该实施例采用下述过程进行空调器的电加热控制。
S1:空调器采用蓄电池供电,获取蓄电池的电能来源。
其中,蓄电池的电能来源包括清洁能源和非清洁能源,清洁能源为太阳能、风能、水能等可再生能源;非清洁能源为市电电网、发电机等能源。外部能源为蓄电池充电时,可以记录并存储蓄电池所存蓄的电能来自何种类型的能源以及不同类型的能源对蓄电池充电量的大小、在蓄电池电量中所占比例等信息。空调器在采用蓄电池进行供电时,能够调用存储的信息,从而获得蓄电池的电能来源。或者,采用其他方式获取蓄电池的电能来源,所有能够获取到蓄电池电能来源的实施方式,均属于本发明的保护范围。
S2:在空调器运行利用电加热器辅助制热的制热模式且满足电加热器关闭条件时,关闭电加热器,并根据蓄电池的电能来源控制空调器运行。
空调器制热运行时,根据需要启动电加热器,实现利用电加热器辅助制热的制热运行。在满足电加热器关闭条件时,将关闭电加热器。其中,满足电加热器的关闭条件,可采用现有技术的设置条件。例如,在室内环境达到设定环境温度值时,认为满足了电加热器的关闭条件,和/或在室内机盘管温度达到设定盘管温度值时,认为满足了电加热器的关闭条件。而且,在关闭电加热器之后,空调器继续制热运行,且是根据蓄电池的电能来源控制空调器运行。
基于蓄电池的电能来源,可以确定蓄电池中的电能是由清洁能源充电还是非清洁能源充电,还可以确定不同电能来源所提供的电能的比例,进而能够根据电能来源反映空调器所处地区的能源状况。譬如,若蓄电池中的电能主要来自清洁能源,反映了空调器所处环境的清洁能源丰富,可再生能源富足,蓄电池能够以经济、快速的方式获得充电电能;那么,在采用蓄电池为空调器供电且空调器在关闭电加热器之后制热运行时,可考虑以满足制热舒适性为主要目标,而无需过多考虑空调器的运行成本、空调器的工作时长等。若蓄电池中的电能主要来自非清洁能源,反映了空调器所处环境的清洁能源匮乏或不足,蓄电池无法经济、快速地获得所需充电电能;则在采用蓄电池为空调器供电且空调器在关闭电加热器之后制热运行时,可能更需要考虑空调器的运行成本、维持空调器的工作时长等。由此,则能够实现基于实际能源状况对空调器进行电加热控制,从而尽可能地实现使用空调器时的节能性与制热舒适性的平衡,达到提高空调器的智能化控制及整机运行性能的技术效果。
图2示出了本发明蓄电池供电的空调器的电加热控制方法第二个实施例的流程图。具体的,是对图1实施例中关闭电加热器并根据蓄电池的电能来源控制空调器运行的一个具体控制方法的实施例的流程图。
如图2所示,该实施例在获取到蓄电池电能来源、关闭电加热器之后,采用下述过程进行空调器的运行控制。
S211:蓄电池的电能来源中来自清洁能源的比例达到第一比例阈值时,根据来自清洁能源的比例确定弱磁电流值。
其中,第一比例阈值为预设值。在一些实施例中,第一比例阈值为60%。若来自于清洁能源的比例达到第一比例阈值,表明清洁能源对蓄电池的充电贡献较大,反映空调器所处环境的清洁能源较为丰富。
而且,在关闭电加热器之后,将对空调器执行弱磁控制,以使得在采用蓄电池供电的状态下压缩机能够维持较高的运行速度和频率,维持制热舒适性。虽然弱磁控制会消耗蓄电池较多的电能,但由于此时蓄电池的电能来源主要来自于清洁能源,空调器所处环境的清洁能源较为丰富,蓄电池能够经济、快速地获得充电电能,则以满足制热舒适性要求为优先控制目标。
在该实施例中,执行弱磁控制的弱磁电流值根据蓄电池的电能来源中来自于清洁能源的比例确定,且满足:弱磁电流值与蓄电池的电能来源中来自清洁能源的比例满足正相关关系。即,蓄电池来自于清洁能源的比例越高,弱磁电流值越大,压缩机所能达到的运转速度和频率越高;反之亦然。从而,达到基于蓄电池实际电能来源合理地进行空调器运行控制,最大限度实现使用空调器时的节能性与制热舒适性的平衡。
在另外一些实施例中,按照下述公式计算弱磁电流值Id*:Id*=b+a×k。
其中,a、b均为已知的正数,可根据试验确定,亦可基于空调器所处环境的工况、空调器性能指标、空调器负载大小等自适应调整。k为蓄电池的电能来源中来自于清洁能源的比例,具体获取方式参考图1实施例的描述。
S212:根据弱磁电流值执行弱磁控制。
弱磁控制的具体过程采用现有技术实现,在此不作具体阐述。
图3示出了本发明蓄电池供电的空调器的电加热控制方法第三个实施例的流程图。具体的,是对图1实施例中关闭电加热器并根据蓄电池的电能来源控制空调器运行的另一个具体控制方法的实施例的流程图。
如图3所示,该实施例在获取到蓄电池电能来源、关闭电加热器之后,采用下述过程进行空调器的运行控制。
S221:蓄电池的电能来源中来自非清洁能源的比例达到第二比例阈值时,获取压缩机的实时目标频率。
其中,第二比例阈值为预设值。在一些实施例中,第一比例阈值为40%。若来自于非清洁能源的比例达到第二比例阈值,表明非清洁能源对蓄电池的充电贡献较大,反映空调器所处环境的清洁能源不足或匮乏。
实时目标频率为空调器进行压缩机控制时的一个目标频率,其可采用现有技术中确定空调器目标频率的所有可能方式。譬如,根据室内设定温度与室内实时环境温度之差而确定的一个目标频率,或者根据室内盘管目标温度与实时室内盘管温度之差而确定的一个目标频率。
S222:将实时目标频率降低,获得降低后的实际目标频率,根据实际目标频率控制空调器。
若蓄电池电能来源中来自非清洁能源的比例达到第二比例阈值,空调器所处环境的清洁能源不足或匮乏,蓄电池无法以经济、快速地方式进行重新充电,则控制空调器降频运行,以延长采用有限电量的蓄电池为空调器供电时空调器的制热运行时间,弥补降频运行而影响制热舒适性的不足。
将实时目标频率降低,可以按照设定比例降频、按照设定频率差降频等方式实现。
在其他一些实施例中,将实时目标频率降低,获得降低后的实际目标频率时,还要保证实际目标频率位于预设频率范围内,避免降频后的实际目标频率过小而造成空调器运行不稳定,或者避免降频后的实际目标频率仍过大而无法维持空调器的长时间运行。
在一些实施例中,预设频率范围为20-45Hz。若降频计算后的频率在20-45Hz范围内,将降频后的频率确定为实际目标频率;若降频计算后的频率高于45Hz,则确定实际目标频率为45Hz;若降频计算后的频率低于20Hz,则确定实际目标频率为20Hz。
图4所示为本发明蓄电池供电的空调器的电加热控制装置第一个实施例的结构框图。该实施例的空调器包括有电加热器及蓄电池模块,蓄电池模块可通过外部能源充电并存蓄电能,在需要蓄电池提供电能时,空调器切换为蓄电池供电模式。该实施例为采用蓄电池供电时的空调器的电加热控制装置的结构框图。
如图4所示,该实施例的控制装置包括蓄电池电能来源获取模块3和空调器控制模块4。其中,蓄电池电能来源获取模块3用于在空调器采用蓄电池供电时,获取蓄电池的电能来源,电能来源包括清洁能源和非清洁能源;而空调器控制模块4用于在空调器运行利用电加热器辅助制热的制热模式且在满足电加热器关闭条件时,关闭电加热器,并根据蓄电池的电能来源控制空调器运行。
上述结构的控制装置,运行相应的软件程序,执行相应的功能,按照图1空调器的电加热控制方法实施例及其他实施例的过程进行空调器电加热控制,达到与图1实施例及其他实施例的相应技术效果。
图5所示为本发明蓄电池供电的空调器的电加热控制装置第二个实施例的结构框图。具体的,是关于图4实施例中的空调器控制模块的一个具体结构的框图。
如图5所示意,该实施例的控制装置中的空调器控制模块包括的结构单元、结构单元的功能及相互之间的关系,具体如下:
控制装置包括:
清洁能源比例判断单元411,用于判断蓄电池的电能来源中来自于清洁能源的比例是否达到第一比例阈值,并输出判断结果。
第一空调器控制单元412,用于在清洁能源比例判断单元411输出的判断结果为蓄电池的电能来源中来自于清洁能源的比例达到第一比例阈值时,对空调器执行弱磁控制。
上述结构的控制装置,运行相应的软件程序,执行相应的功能,按照图2空调器的电加热控制方法实施例及其他实施例的过程进行空调器电加热控制,达到与图2实施例及其他实施例的相应技术效果。
图6示出了为本发明蓄电池供电的空调器的电加热控制装置第三个实施例的结构框图。具体的,是关于图4实施例中的空调器控制模块的另一个具体结构的框图。
如图6所示意,该实施例的控制装置中的空调器控制模块包括的结构单元、结构单元的功能及相互之间的关系,具体如下:
控制装置包括:
非清洁能源比例判断单元421,用于判断蓄电池的电能来源中来自于非清洁能源的比例是否达到第二比例阈值,并输出判断结果。
实时目标频率获取单元422,用于在非清洁能源比例判断单元421输出的判断结果为蓄电池的电能来源中来自于非清洁能源的比例达到第二比例阈值时,获取压缩机的实时目标频率。
第二空调器控制单元423,用于将实时目标频率获取单元422获取的实时目标频率降低,获得降低后的实际目标频率,根据实际目标频率控制空调器。
上述结构的控制装置,运行相应的软件程序,执行相应的功能,按照图3空调器的电加热控制方法实施例及其他实施例的过程进行空调器电加热控制,达到与图3实施例及其他实施例的相应技术效果。
本发明的其他实施例还提供一种蓄电池供电的空调器,空调器除了包括空调器本体及蓄电池之外,还具有上述各实施例的空调器的电加热控制装置。通过设置上述各实施例的空调器的电加热控制装置,使得空调器达到平衡空调器节能性与制热舒适性的效果,进而具有较高的整体性能。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其进行限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的普通技术人员来说,依然可以对前述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;而这些修改或替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种蓄电池供电的空调器的电加热控制方法,其特征在于,所述方法包括:
空调器采用蓄电池供电时,获取所述蓄电池的电能来源;
在空调器运行利用电加热器辅助制热的制热模式且满足电加热器关闭条件时,关闭所述电加热器,并根据所述蓄电池的所述电能来源控制空调器运行;
所述电能来源包括清洁能源和非清洁能源。
2.根据权利要求1所述的蓄电池供电的空调器的电加热控制方法,其特征在于,关闭所述电加热器,并根据所述蓄电池的所述电能来源控制空调器运行,包括:
在所述蓄电池的所述电能来源中来自于清洁能源的比例达到第一比例阈值时,对空调器执行弱磁控制。
3.根据权利要求2所述的蓄电池供电的空调器的电加热控制方法,其特征在于,对空调器执行弱磁控制,包括:
根据所述蓄电池的所述电能来源中来自清洁能源的比例确定弱磁电流值;
根据所述弱磁电流值执行所述弱磁控制;
所述弱磁电流值与所述蓄电池的所述电能来源中来自清洁能源的比例满足正相关关系。
4.根据权利要求3所述的蓄电池供电的空调器的电加热控制方法,其特征在于,根据所述蓄电池的所述电能来源中来自清洁能源的比例确定弱磁电流值,包括:
按照下述公式计算所述弱磁电流值Id*:
Id*=b+a×k;
其中,a、b均为已知的正数,k为所述蓄电池的所述电能来源中来自清洁能源的比例。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的蓄电池供电的空调器的电加热控制方法,其特征在于,关闭所述电加热器,并根据所述蓄电池的所述电能来源控制空调器运行,包括:
在所述蓄电池的所述电能来源中来自非清洁能源的比例达到第二比例阈值时,获取压缩机的实时目标频率;
将所述实时目标频率降低,获得降低后的实际目标频率,根据所述实际目标频率控制空调器。
6.根据权利要求5所述的蓄电池供电的空调器的电加热控制方法,其特征在于,将所述实时目标频率降低,获得降低后的实际目标频率,包括:
将所述实时目标频率降低,获得降低后的实际目标频率,且使得所述实际目标频率位于预设频率范围内。
7.一种蓄电池供电的空调器的电加热控制装置,其特征在于,所述装置包括:
蓄电池电能来源获取模块,用于在空调器采用蓄电池供电时,获取所述蓄电池的电能来源;
空调器控制模块,用于在空调器运行利用电加热器辅助制热的制热模式且在满足电加热器关闭条件时,关闭所述电加热器,并根据所述蓄电池的所述电能来源控制空调器运行;
所述电能来源包括清洁能源和非清洁能源。
8.根据权利要求7所述的蓄电池供电的空调器的电加热控制装置,其特征在于,所述空调器控制模块包括:
清洁能源比例判断单元,用于判断所述蓄电池的所述电能来源中来自于清洁能源的比例是否达到第一比例阈值,并输出判断结果;
第一空调器控制单元,用于在所述蓄电池的所述电能来源中来自于清洁能源的比例达到所述第一比例阈值时,对空调器执行弱磁控制。
9.根据权利要求7所述的蓄电池供电的空调器的电加热控制装置,其特征在于,所述空调器控制模块包括:
非清洁能源比例判断单元,用于判断所述蓄电池的所述电能来源中来自于非清洁能源的比例是否达到第二比例阈值,并输出判断结果;
实时目标频率获取单元,用于在所述蓄电池的所述电能来源中来自于非清洁能源的比例达到第二比例阈值时,获取压缩机的实时目标频率;
第二空调器控制单元,用于将所述实时目标频率降低,获得降低后的实际目标频率,根据所述实际目标频率控制空调器。
10.一种蓄电池供电的空调器,包括空调器本体及蓄电池,其特征在于,所述空调器还包括上述权利要求7至9中任一项所述的电加热控制装置。
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