DE1476970B - Verfahren zur Inbetriebsetzung eines Absorptionskälteaggregates sowie Absorptionskälteaggregat zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zur Inbetriebsetzung eines Absorptionskälteaggregates sowie Absorptionskälteaggregat zur Durchführung des VerfahrensInfo
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Description
1 2
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Inbe- ein Gemisch von Kältemittel und Absorptionsmittel
triebnahme eines Absorptionskälteaggregates mit bzw. die verdünnte Absorptionslösung durchströmen
einer Heizeinrichtung, einem Kondensator, einem von kann. Diese Rohrstücke 30 werden in geeigneter
Kältemittel durchsetzten Verdampfer und einem Weise beheizt und sind innerhalb einer Heizkammer
Kreislauf für Absorptionsflüssigkeit zwischen der 5 32 angeordnet. Unterhalb der Rohrstücke 30 ist ein
Heizeinrichtung und dem Absorber sowie mit einem üblicher Gasbrenner 34 angebracht, während am
beim Auftreten zu niedriger Verdampfertemperatur oberen Ende ein Abzug 36 vorgesehen ist.
ansprechenden Ausschalter für die Heizeinrichtung. Ein Dampfsteigrohr 38 führt von dem Auslaß 40
Insbesondere nach der USA.-Patentschrift der Rohrstücke 30 zu einem Trennkopf 42. In den
2 282 504 sind bereits Absorptionskälteaggregate io Rohrstücken 30 absiedender Wasserdampf strömt in
dieser Gattung bekannt, welche vorzugsweise mit dem Rohr 38 nach oben, wobei Tropfen der Absorp-
Wasser als Kältemittel und einer Salzlösung, z. B. üonslösung zu dem Trennkopf 42 transportiert
Lithiumchlorid oder Lithiumbromid, als Absorptions- werden,
flüssigkeit arbeiten. Eine Leitung 44 verbindet den Trennkopf 42 mit
Während der Inbetriebsetzung bzw. des Anfahrens 15 dem Kondensator 22. Ein geeigneter Prallschirm 46
derartiger Absorpionskälteaggregate fällt der Ver- kann in der Trenneinheit vorgesehen werden, um
dampferdruck sehr schnell unter den normalen Be- sicherzustellen, daß lediglich Kältemitteldampf in der
triebsdruck, was von einem Temperaturabf all be- Leitung 44 zu dem Kondensator strömt,
gleitet ist. Dies ergibt sich aus einem Druckabfall in Eine Absorptionslösungsleitung 48 führt von dem
dem Absorber. Wenn der Abfall der Verdampfer- 20 Trennkopf 42 zu einem inneren Kessel 50 innerhalb
temperatur eine gewisse Größe erreicht, kann in des Wärmetauschers 28. Eine Leitung 52 verbindet
unerwünschter Weise der Ausschalter ansprechen. den Kessel 50 mit einem Verteiler oder Sprühkopf
Der Betrieb des Absorptionskälteaggregates bleibt 54 innerhalb der Absorber-Verdampfer-Einheit 26.
alsdann so lange unterbrochen, bis die Verdampfer- In dem Absorber 26 α ist eine Kühlschlange 56 vor-
temperatur infolge der unerwünschten Außerbetrieb- 25 gesehen, welche mit einem Einlaß 58 in Verbindung
setzung wieder angestiegen ist, wonach das Aggregat steht, der mit einem Kühlmittel, beispielsweise
wieder anläuft, jedoch ebenfalls wiederum nur für Wasser, beschickt ist. Eine Leitung 60 verbindet diese
kurze Zeit. Auf diese Weise ist es nicht möglich, das Kühlschlange 56 mit dem Kondensator 22, so daß
Aggregat in einen Dauerbetriebszustand zu bringen. das gleiche Kühlmittel durch den Kondensator 22
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines 30 und danach durch einen Auslaß 62 strömen kann. Die
Verfahrens zur sicheren Inbetriebsetzung eines Ab- Strömung des Kühlmittels ist physikalisch von der
sorptionskälteaggregates bis zum Erreichen eines Strömung des" Kältemittels und Absorptionsmittels
Dauerbetriebszustandes. Erreicht wird dies allgemein in dem Kondensator 22 sowie dem Absorber getrennt,
dadurch, daß das dem Verdampfer zugeführte Kälte- Der in den Kondensator 22 eintretende Kältemittel
bis zum Vorliegen eines hinreichend hohen 35 mitteldampf wird dort durch das hindurchströmende
Druckes bzw. einer hinreichend hohen Temperatur Kühlmittel kondensiert. Flüssiges Kältemittel verläßt
in dem Verdampfer mit einem Anteil von Absorp- den Kondensator durch einen Auslaß 63 und tritt in
tionsflüssigkeit versetzt wird. eine Leitung 64 aus, um zu dem Verdampfer 26 b
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver- durch eine Leitung 66 zu strömen. Geeignete Bau-
fahrens ist ein Absorptionskälteaggregat gemäß einer 40 elemente sind vorgesehen, um die Druckdifferenz
besonderen Ausgestaltung der Erfindung derart auf- zwischen dem Kondensator und dem Verdampfer
gebaut, daß von dem Kreislauf für Absorptions- aufrechtzuerhalten. Hierfür ist eine Düse 68 an dem
flüssigkeit auslaßseitig hinter der Heizeinrichtung zu Einlaß zu der Leitung 66 vorgesehen, wobei das in
dem Verdampfer eine Uberlaufleitung für Absorp- die Leitung 66 eintretende flüssige Kältemittel einen
tionsflüssigkeit verläuft. . , .45 Druckabfall erfährt, bevor der Verdampfer erreicht
Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeich- wird.
nung erläutert, welche ein Ausfühfungsbeispiel eines Der Verdampfer 26 6 der Absorber-Verdampfererfindungsgemäßen
Absorptionskälteaggregates zeigt. Einheit 26 umfaßt einen Verteilertrog 70, welcher
Das in der. Zeichnung dargestellte Kälteaggregat mit der Leitung 66 zur Verteilung von flüssigem
umfaßt einen Generator 20, einen Kondensator 22, 50 Kältemittel über eine Schlange 71 verbunden ist.
eine Absorber-Verdampfer-Einheit 26 und einen da- Durch die Schlange 71 strömt Wasser, welches durch
zwischenliegenden Wärmeaustauscher 28 zur Her- Verdampfung des Kältemittels an der Außenseite der
stellung von Strömungswegen für die Zirkulation von Schlange gekühlt wird, Das gekühlte Wasser wird
Kältemittel und Absorptionslösung durch das Ag- durch ein Rohr 72 zu einer (nicht gezeigten) Klimagregat.
Diese verschiedenen Teile können von üblicher 55 anlage für Luftkühlung an den Verwendungsort geAusführung
und gegenüber der umgebenden Atmo- führt und danach zu der Schlange 71 durch ein Rohr
Sphäre abgedichtet sein, um darin einen über 73 zurückgeleitet. Das durch die Schlange 71 ver-,n
Atmosphärendruck liegenden Druck aufrechtzuer- dampfte Kältemittel wird durch die Absorptionshalten. Die Absorber-Verdampfer-Einheit 26 umfaßt lösung in der Absorber-Verdampfer-Einheit abeinen
Absorber 26 α und einen Verdampfer 26 b 60 sorbiert. Der Verteiler oder Sprühkopf 54 in dem Abnebeneinander
innerhalb eines einzigen Gehäuses 27. sorber dient vorzugsweise zur Bewirkung einer ge-Der
Absorber sowie der Verdampfer können indessen wünschten Verteilung der Absorptionslösung über
auch voneinander getrennt und durch eine Kälte- die Kühlschlange 56 zwecks Erleichterung der Abmittel
führende Leitung verbunden sein, wie dies sorption des Kältemitteldampfes,
z. B. in der USA.-Patentschrift 3 177 930 be- Die in dem Absorber verdünnte Absorptionsschrieben ist. 5 lösung strömt dann durch eine Leitung 74 zu der
z. B. in der USA.-Patentschrift 3 177 930 be- Die in dem Absorber verdünnte Absorptionsschrieben ist. 5 lösung strömt dann durch eine Leitung 74 zu der
Der Generator 20 umfaßt mehrere Rohrstücke 30, Außenkammer 76 des Wärmetauschers und durch
welche in geeigneter Weise verbunden sind, so daß eine Leitung 78 in den Einlaß für die Rohrstücke 30
3 4
in dem Generator 20. Der Strom der verdünnten USA.-Patentschrift 2 282 503 beschrieben ist. Bei-Absorptionslösung
durch die äußere Kammer 76 des spielsweise Pegelstände des Oberteils der Flüssigkeits-Wärmetauschers
28 ist von dem Strom der konzen- säulen in den Leitungen 48, 74 ergeben sich aus den
trierten Absorptionslösung durch den inneren Kessel Buchstaben X bzw. Y. Der Buchstabe Z zeigt einen
50 isoliert. 5 beispielsweisen Flüssigpegelstand in der äußeren
Eine Abdampfleitung 77 verbindet den Oberteil Kammer 76 des Wärmetauschers an.
des Wärmetauschers 28 mit dem Trennkopf 42, wo- Während des Betriebes wirkt das in dem Generator
bei der Wärmetauscher sich in Verbindung mit dem verdampfte Kältemittel in. dem Sinn, daß das flüssige
Dampfraum an der Hochdruckseite der Anordnung Absorptionsmittel durch das Dampfsteigrohr 38 zu
befindet. Anstatt der Ablaßleitung 77 können auch io dem Trennkopf 42 gepumpt wird. In dem Trennkopf
eine Verbindung zwischen dem Oberteil des Wärme- 42 wird der Wasserdampf von dem flüssigen Absorp-
austauschers 28 und dem Rohr 44 oder dem Rohr 79 tionsmittel getrennt, wobei der Wasserdampf durch
vorgesehen sein. die Leitung 44 zu dem Kondensator 22 strömt und
In dem Aggregat ist auch eine Konzentrations- die wenig Kältemittel enthaltende Absorptionslösung
steueranordnung zur Ableitung von flüssigem Kälte- 15 zu dem Absorberteil der Absorber-Verdampfermittel
aus dem aktiven Teil des Systems während Einheit 26 durch die Leitung 48, den Wärmetauscher
eines Betriebszyklus sowie zur Abhaltung von dem 28 sowie die Leitung 52 verläuft. Das den Kondenaktiven
Kreislauf während des Abschaltens vor- sator 22 verlassende flüssige Kältemittel tritt in den
^gesehen. Diese Anordnung umfaßt eine Speicher- Verdampferteil der Einheit 26 durch die Leitung 66
kammer 81 unter dem Kondensator 22 zur Auf- 20 ein, wo sich die Flüssigkeit auf einem niedrigeren
nähme flüssigen Kältemittels von dem Kondensator Druck befindet, und wird durch Wärmeabsorption
22. Eine Leitung 83 verbindet den Boden der von dem Wasser in der Schlange 71 verdampft, um
Speicherkammer 81 mit einer Verlängerung der die gewünschte Kühlung zu bewirken. Der Kälte-Leitung
64, welche von dem Kondensator 22 her- mitteldampf wird alsdann durch die Absorptionsführt,
während die Leitung 79 eine offene Druckver- 25 lösung in der Einheit 26 absorbiert. Die sich erbindung
zwischen der Speicherkammer 81 und dem gebende verdünnte Absorptionslösung läuft alsdann
Trennkopf 42 herstellt. Während des Betriebes des zu dem Generator 20 über die Leitung 74 und den
Aggregates wird kondensiertes flüssiges Kältemittel Wärmetauscher 28 zurück. Somit liegen zwei aktive
in der Speicherkammer 81 durch Leitungen 64, 83 und teilweise sich überlappende Kreisläufe in dem
hergeführt und darin außerhalb des aktiven Kreis- 30 System vor, und zwar einer für die Absorptionslösung
laufs gespeichert. Die in der Kammer 81 gespeicherte und einer für das Kältemittel. .
Kältemittelmenge wird durch den Druckabfall von Das Aggregat ist auch mit einem Niedertemperaturdem Trennkopf 42 zu dem Ablaßende63 des ausschalter versehen, welcher.das Aggregat in AbKondensators 22 gesteuert. Diese Druckdifferenz, hängigkeit von dem Auftreten: einer bestimmten durch eine Höhendifferenz h in der Zeichnung ver- 35 Untertemperatur in dem Verdampferteil der Abanschaulicht, ändert sich umgekehrt mit der Konden- sorber-Verdampfer-Einheit 26 abschaltet. Der Aussatortemperatur und wird durch die Leitung 83 zu- schalter umfaßt einen Temperaturfühler 80 in Wärmegeführt, damit die in-der Kammer 81 gespeicherte berührung mit dem unteren Endabschnitt der Leitung Menge an flüssigem Kältemittel mit der Konden- 66 und eine auf Temperatur ansprechende Steuersatortemperatur geändert wird. Wenn somit die Tem- 40 anordnung 82, 84 zur Betätigung eines Ventils 86 in peratur des durch den Kondensator 22 strömenden der Gasleitung des Brenners 34. Bei dieser AnKühlmittels ansteigt, erfolgt auch ein Anstieg des Ordnung wirkt das untere Ende der Leitung 66 als Druckes an dem Auslaßende des Kondensators 22, Einspritzkammer, durch welche flüssiges Kältemittel so daß der Druck sich demjenigen Druck nähert, in den Verdampfer 26 b eingeführt wird. Das Fühlwelcher in dem Trennkopf 42 vorliegt, wobei, die 45 element 80 kann zweckmäßig in einer Vertiefung 85 durch die Höhendifferenz h veranschaulichte Druck- des Gehäuses 27 der Absorber-Verdampfer-Einheit differenz abnimmt und mehr flüssiges Kältemittel in 26 angeordnet sein. Die Steueranordnung ist so der Kammer 81 gespeichert wird. Wenn umgekehrt justiert, daß das Ventil 86 während des normalen Bedie Temperatur des durch den Kondensator strömen- triebes des Aggregates offengehalten und beim Abden Kühlmittels abnimmt, erfolgt auch eine Ab- 50 fallen der Temperatur in dem Verdampferteil der nähme des Druckes an dem Auslaßende 63 des Einheit 26 auf einen bestimmten Punkt geschlossen Kondensators 22, wobei die Druckdifferenz (Höhen- wird. Auf Wunsch können auch andere auf TemdifferenzA) steigt und weniger flüssiges Kältemittel peratur ansprechende Ausschalter, verwendet werden, in der Speicherkammer 81 gespeichert wird. Wie vorangehend erwähnt, besteht die Wirkungs-
Kältemittelmenge wird durch den Druckabfall von Das Aggregat ist auch mit einem Niedertemperaturdem Trennkopf 42 zu dem Ablaßende63 des ausschalter versehen, welcher.das Aggregat in AbKondensators 22 gesteuert. Diese Druckdifferenz, hängigkeit von dem Auftreten: einer bestimmten durch eine Höhendifferenz h in der Zeichnung ver- 35 Untertemperatur in dem Verdampferteil der Abanschaulicht, ändert sich umgekehrt mit der Konden- sorber-Verdampfer-Einheit 26 abschaltet. Der Aussatortemperatur und wird durch die Leitung 83 zu- schalter umfaßt einen Temperaturfühler 80 in Wärmegeführt, damit die in-der Kammer 81 gespeicherte berührung mit dem unteren Endabschnitt der Leitung Menge an flüssigem Kältemittel mit der Konden- 66 und eine auf Temperatur ansprechende Steuersatortemperatur geändert wird. Wenn somit die Tem- 40 anordnung 82, 84 zur Betätigung eines Ventils 86 in peratur des durch den Kondensator 22 strömenden der Gasleitung des Brenners 34. Bei dieser AnKühlmittels ansteigt, erfolgt auch ein Anstieg des Ordnung wirkt das untere Ende der Leitung 66 als Druckes an dem Auslaßende des Kondensators 22, Einspritzkammer, durch welche flüssiges Kältemittel so daß der Druck sich demjenigen Druck nähert, in den Verdampfer 26 b eingeführt wird. Das Fühlwelcher in dem Trennkopf 42 vorliegt, wobei, die 45 element 80 kann zweckmäßig in einer Vertiefung 85 durch die Höhendifferenz h veranschaulichte Druck- des Gehäuses 27 der Absorber-Verdampfer-Einheit differenz abnimmt und mehr flüssiges Kältemittel in 26 angeordnet sein. Die Steueranordnung ist so der Kammer 81 gespeichert wird. Wenn umgekehrt justiert, daß das Ventil 86 während des normalen Bedie Temperatur des durch den Kondensator strömen- triebes des Aggregates offengehalten und beim Abden Kühlmittels abnimmt, erfolgt auch eine Ab- 50 fallen der Temperatur in dem Verdampferteil der nähme des Druckes an dem Auslaßende 63 des Einheit 26 auf einen bestimmten Punkt geschlossen Kondensators 22, wobei die Druckdifferenz (Höhen- wird. Auf Wunsch können auch andere auf TemdifferenzA) steigt und weniger flüssiges Kältemittel peratur ansprechende Ausschalter, verwendet werden, in der Speicherkammer 81 gespeichert wird. Wie vorangehend erwähnt, besteht die Wirkungs-
Das vorangehend beschriebene Kälteaggregat 55 weise des Ausschalters während des Betriebes des
arbeitet in der gleichen Weise wie dasjenige gemäß Systems darin, einen Abschaltvorgang durchzu-
der USA.-Patentschrift 3 177 930, mit der Ausnahme, führen, wenn die Verdampfertemperatur auf einen
daß bei der beschriebenen Ausführungsform eines er- Wert fällt, bei welchem das Kältemittel gefrieren
findungsgemäßen Aggregats der Absorber 26 α und könnte.
der Verdampfer 26 b in einer einzigen Einheit 26 ver- 60 Während des Anfahrens des Aggregates kann der
einigt und nicht als getrennte Elemente vorgesehen Tieftemperaturausschalter 80, 82, 84, 86 einen uner-
sind. Wie vorangehend erwähnt, hält die Düse 68 die wünschten Zustand hervorrufen, welcher als Kurz-
Druckdifferenz zwischen dem Kondensator 22 und Schließung bekannt ist, wobei das Aggregat in
dem Verdampfer 26 b aufrecht. Die Flüssigkeits- häufigen Intervallen angehalten und angefahren wird,
säulen in den Leistungen 48, 52,74 halten die Druck- 65 Dieser Zustand entsteht aus einer anomal niedrigen,
differenz zwischen dem Generator und dem obgleich vorübergehenden Verdampfertemperatur,
Trennkopf 42 auf der einen Seite und dem Absorber welche die Steueranordnung 82, 84 aktiviert, um das
26 auf der anderen Seite aufrecht, wie dies in der Ventil 86 zu schließen. Die Verdampfertemperatur
steigt bald nach dem Abschalten des Aggregates an, wobei eine Öffnung des Ventils 86 bewirkt wird. Die
Schließungs- und Öffnungsfolge kann sehr oft unter bestimmten Bedingungen wiederholt werden. Wenn
diese Kurzschließung auftritt, kann das Aggregat nicht zufriedenstellend arbeiten. Die unerwünscht
niedrige Verdampfertemperatur beim Anfahren ergibt sich aus einem Abfall des Druckes in der Einheit
26, was bewirkt, daß der Siedepunkt des Kältemittels abfällt. Der Druckabfall hat seinen Ursprung in der
Einheit 26 als Ergebnis des Einführens kühler konzentrierter Lösung in die Einheit 26 zu einem
Zeitpunkt, wenn lediglich eine verhältnismäßig geringe Kältemittelmenge in der Leitung 66 und der
Einheit 26 vorliegt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Kurzschließung infolge einer vorübergehenden
niedrigen Verdampfertemperatur während des Anfahrens durch zeitweilige Änderung der Zusammensetzung
des zu verdampfenden Kältemittels vermieden. Normalerweise besteht das Kältemittel
lediglich aus Wasser, und ein Druckabfall an dem Ort, wo die Verdampfung auftritt, kann die Siedetemperatur
des Wassers auf einen Wert erniedrigen, bei welchem der auf niedrige Temperatur ansprechende
Ausschalter aktiviert wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird Salzlösung aus einem Teil
des Aggregates während des Anfahrens abgenommen und in das zu verdampfende flüssige Kältemittel
eingeführt. Auf diese Weise wird anfänglich eine Lösung und nicht reines Wasser verdampft. Da der
Siedepunkt der Lösung wesentlich höher als derjenige von Wasser ist, ergibt der vorübergehende niedrige
Verdampferdruck keine niedrig genug liegende Temperatur, um den Ausschalter ansprechen zu lassen.
Insbesondere hat es sich bei der Zugabe von Salzlösung zu dem Kältemittel ergeben, daß bei dem beschriebenen
Aggregat während des Anfahrens eine zeitweilige Einleitung von kühler Salzlösung in die
Auslaßleitung des Wärmetauschers 28 auftritt. Bei der bevorzugten Anordnung wird diese zeitweilige
Einleitung dazu verwendet, um Salzlösung automatisch zu dem Verdampferteil der Absorber-Verdampfer-Einheit
26 zu leiten. Gemäß der Zeichnung ist eine Verbindung zwischen dem unteren Ende der
Leitung 52 und dem das Kältemittel verteilenden Trog 70 in Form eines umgekehrten U-förmigen
Rohres 88 vorgesehen. Beim Anfahren bewirken das gesteigerte Volumen und die höhere kinetische
Energie des Absorptionsmittels in der Leitung 52 eine Ableitung von Absorptionsmittel durch das
Rohr 88 in den Verteiler 70, von welchem es in Beimischung mit dem Kältemittel nach unter über die
Schlange 71 strömt. Nach dem Einschaltstoß fällt der Durchsatz an Lösungsmittel in der Leitung 52 auf
den Normalwert zurück, und die Lösung strömt nicht langer durch das Rohr 88. Mit der Zeit überspült
Kältemittel von dem Kondensator 22 die Lösung von der Leitung 66 sowie von der Außenseite der
Schlange 71, wobei der Druck in der Absorber-Verdampfer-Einheit 26 auf den Normalwert angestiegen
ist, und zwar infolge der gesteigerten Temperatur der Lösung .in der Leitung 52 sowie infolge
des gesteigerten Kältemittelflusses und der höheren Belastung in der Leitung 66.
Obgleich ein automatischer Übergang der Absorberlösung·
zu dem Verdampfer 26 b bei der beschriebenen Ausführungsform günstig und wirtschaftlich
durch die. Anbringung des Uberströmrohres 88 zwischen dem Absorber 26 α und dem Verdampfer
26 b bewirkt werden kann, ist die Erfindung hierauf nicht beschränkt. Wenn der Absorber 26 α und der
Verdampfer 26 b getrennt sind (gemäß der USA.-Patentschrift
3 177 930), so kann ein etwas komplizierterer Absorberüberlauf erforderlich sein. Ferner
kann es bei einigen Aggregaten günstig sein, die Absorberlösung von einem anderen Teil des Systems
als der Leitung zu übertragen, welche den Wärmetauscher mit dem Absorber verbindet.
Claims (3)
1. Verfahren zur Inbetriebsetzung eines Absorptionskälteaggregates
mit einer Heizeinrichtung, einem Kondensator, einem von Kältemittel durchsetzten Verdampfer und einem Kreislauf
für Absorptionsflüssigkeit zwischen der Heizeinrichtung und dem Absorber sowie mit einem
bei Auftreten zu niedriger Verdampfertemperatur ansprechenden Ausschalter für die Heizeinrichtung,
dadurch gekennzeichnet, daß das dem Verdampfer zugeführte Kältemittel bis zum
Vorliegen eines hinreichend hohen Druckes bzw. einer hinreichend hohen Temperatur in dem Verdampfer
mit einem Anteil von Absorptionsflüssigkeit versetzt wird. ..-:-.
2. Absorptionskälteaggregat zur Durchführung
des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Kreislauf für Absorptionsflüssigkeit
(20, 42, 48, 50, 52, 26 a-, 54, 74, 78) auslaßseitig hinter der Heizeinrichtung
(20) zu dem Verdampfer (26 b) eine Überlauf-»
leitung (88) für Absorptionsflüssigkeit verläuft.
3. Aggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Uberlaufleitung (88) U-Form
mit nach unten verlaufenden Schenkeln
;■ aufweist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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