JP2005140479A - Nighttime ventilation system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、工場等の建物の屋内空間を夜間冷気で換気して冷却し、始業時及び日中の冷房負荷を減少させ、冷房機器の電力量を軽減させることができる省エネ構成の夜間換気システムに関するものである。 The present invention provides a night ventilation system with an energy saving configuration that can cool an indoor space of a building such as a factory with night cold air to reduce the cooling load at the start of work and during the day and reduce the power consumption of the cooling equipment. It is about.
工場等においては特に夏季を中心にして、日中に屋根や壁面からの日射量が多く、また機器等からの発熱で工場内の温度が上昇するため、冷房機器によって工場内を冷房して作業温熱環境を調整している。しかしながら、冷房機器の運転コストはかなり大きく、できるだけ冷房機器の運転稼働率を下げ、冷房機器の運転コストを軽減する必要がある。
例えば、乾式施工されたビル外装建材において、建物壁と外装タイル面との間に乾式施工金具によって形成された中空層を設けて、この中空層内の空気を換気ファンによって強制換気するようにし、該換気ファンは、屋内、中空層及び外気の温度差を判断して作動するようにした外壁建材の中空層の換気システムが開示されている。
In factories, etc., especially in the summer, the amount of solar radiation from the roof and walls increases during the day, and the temperature inside the factory rises due to heat generated from the equipment. The thermal environment is adjusted. However, the operating cost of the cooling device is quite large, and it is necessary to reduce the operating rate of the cooling device as much as possible to reduce the operating cost of the cooling device.
For example, in a building exterior building material that has been dry-typed, a hollow layer formed by a dry-type construction bracket is provided between the building wall and the exterior tile surface, and the air in this hollow layer is forcibly ventilated by a ventilation fan, A ventilation system for a hollow layer of an outer wall building material is disclosed in which the ventilation fan is operated by judging a temperature difference between indoor, hollow layer and outside air.
このシステムでは、夜間の冷気を中空層に換気ファンで通過させて、屋内の温度を外気の温度近くまで降下させることにより、ビル利用開始時以降の冷房負荷を軽減させて冷房運転の稼働率を下げ、冷房運転のコストを軽減させようとするものである(例えば、特許文献1参照)。 In this system, the nighttime cool air is passed through the hollow layer with a ventilation fan, and the indoor temperature is lowered to near the outside air temperature, thereby reducing the cooling load after the start of building use and improving the operating rate of the cooling operation. This is intended to reduce the cost of cooling operation (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、工場等の壁は中空層になっていない場合も多く、断熱材が詰まっている場合もあり、中空層の幅が小さい場合もある。また上記の特許文献1に示すシステムでは、換気ファンの換気風量を大きくするには大きなファンが必要となり、この場合、換気ファンのイニシャルコスト及びランニングコストが大きくなってしまう。さらに、工場内部では発熱や非発熱体の機器類が多く、中空層のみの換気ではこれらの機器類に冷気が直接当たらず、機器類の温度を短時間に降下させるのが困難である。
However, the walls of factories and the like are often not hollow layers, may be clogged with heat insulating materials, and the width of the hollow layer may be small. Moreover, in the system shown in
本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、工場等の建物の壁に中空層がなくても、夜間の冷気で、建物内の空気、屋根、壁、床等を冷却させることができ、また、建物内に設置してある機器類も積極的に冷却することができ、さらに、冷却降下を効率的に発揮して湿気や結露の問題をなくすことができる夜間換気システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems. Even if there is no hollow layer on the wall of a building such as a factory, the air, roof, walls, floors, etc. in the building are cooled by cold air at night. Night ventilation system that can actively cool the equipment installed in the building, and can effectively exhibit cooling drop to eliminate moisture and condensation problems The purpose is to provide.
本発明に係る夜間換気システムは、建物の第1の側壁に設けた給気用ファンと、前記第1の側壁に対向する第2の側壁に設けた排気用ファンと、夜間に前記各ファンの給排気運転を開始しほぼ明け方に前記各ファンの給排気運転を停止させるファン運転制御装置を備えたものである。 A night ventilation system according to the present invention includes an air supply fan provided on a first side wall of a building, an exhaust fan provided on a second side wall opposite to the first side wall, and each fan at night. A fan operation control device for starting the air supply / exhaust operation and stopping the air supply / exhaust operation of each of the fans almost at dawn is provided.
また、建物の第1の側壁に設けた給気用ファンと、前記給気用ファンの吸込み口近傍に設けて外気温度を検出する給気側温度センサーと、前記第1の側壁に対向する第2の側壁に設けた排気用ファンと、夜間に前記各ファンの給排気運転を開始し前記温度センサーによって検出された外気温度が下降状態から上昇状態になったときに前記各ファンの給排気運転を停止させるファン運転制御装置を備えたものである。
In addition, an air supply fan provided on the first side wall of the building, an air supply side temperature sensor provided in the vicinity of the intake port of the air supply fan to detect the outside air temperature, and a first facing the first side wall. The exhaust fan provided on the
さらに、建物の第1の側壁に設けた給気用ファンと、前記給気用ファンの吸込み口近傍に設けて外気温度を検出する給気側温度センサーと、前記給気用ファンの吸込み口近傍に設けて外気相対湿度を検出する給気側湿度センサーと、前記第1の側壁に対向する第2の側壁に設けた排気用ファンと、夜間に前記各ファンの給排気運転を開始し前記給気側温度センサーによって検出された外気温度が下降状態から上昇状態になったとき、または前記給気側湿度センサーによって検出された外気相対湿度が設定値以上になったときに前記各ファンの給排気運転を停止させるファン運転制御装置を備えたものである。 Furthermore, an air supply fan provided on the first side wall of the building, an air supply side temperature sensor provided in the vicinity of the intake port of the air supply fan to detect the outside air temperature, and the vicinity of the intake port of the air supply fan A supply-side humidity sensor for detecting the outside relative humidity, an exhaust fan provided on the second side wall opposite to the first side wall, and supply / exhaust operation of each fan at night is started to Supply / exhaust of each fan when the outside air temperature detected by the air side temperature sensor changes from a lowered state to a rising state, or when the outside air relative humidity detected by the air supply side humidity sensor exceeds a set value. A fan operation control device for stopping the operation is provided.
また、建物の第1の側壁に設けた給気用ファンと、前記給気用ファンの吸込み口近傍に設けて外気温度を検出する給気側温度センサーと、前記第1の側壁に対向する第2の側壁に設けた排気用ファンと、該排気用ファンの吸込み口近傍または前記建物内に設けた排気側温度センサーと、夜間に前記各ファンの給排気運転を開始し前記給気側温度センサーによって検出された外気温度が下降状態から上昇状態になったとき、または前記排気側温度センサーによって検出された検出温度が下降状態から上昇状態になったときに前記各ファンの給排気運転を停止させるファン運転制御装置を備えたものである。 In addition, an air supply fan provided on the first side wall of the building, an air supply side temperature sensor provided in the vicinity of the intake port of the air supply fan to detect the outside air temperature, and a first facing the first side wall. 2, an exhaust fan provided on the side wall, an exhaust side temperature sensor provided in the vicinity of the suction port of the exhaust fan or in the building, and supply / exhaust operation of each fan at night is started and the supply side temperature sensor The air supply / exhaust operation of each fan is stopped when the outside air temperature detected by the engine changes from the lowered state to the raised state, or when the detected temperature detected by the exhaust-side temperature sensor changes from the lowered state to the raised state. A fan operation control device is provided.
さらに、建物の第1の側壁に設けた給気用ファンと、前記給気用ファンの吸込み口近傍に設けて外気温度を検出する給気側温度センサーと、前記給気用ファンの吸込み口近傍に設けて外気相対湿度を検出する給気側湿度センサーと、前記第1の側壁に対向する第2の側壁に設けた排気用ファンと、該排気用ファンの吸込み口近傍または前記建物内に設けた排気側温度センサーと、夜間に前記各ファンの給排気運転を開始し前記給気側温度センサーによって検出された外気温度が下降状態から上昇状態になったとき、前記排気側温度センサーによって検出された検出温度が下降状態から上昇状態になったとき、または前記給気側湿度センサーによって検出された外気相対湿度が設定値以上になったときに前記各ファンの給排気運転を停止させるファン運転制御装置を備えたものである。 Furthermore, an air supply fan provided on the first side wall of the building, an air supply side temperature sensor provided in the vicinity of the intake port of the air supply fan to detect the outside air temperature, and the vicinity of the intake port of the air supply fan An air supply side humidity sensor for detecting the relative humidity of the outside air, an exhaust fan provided on the second side wall facing the first side wall, and in the vicinity of the suction port of the exhaust fan or in the building When the outside air temperature detected by the air supply side temperature sensor and the air supply side temperature sensor from the descending state rises from the descending state, the exhaust side temperature sensor detects the exhaust side temperature sensor. The supply / exhaust operation of each fan is stopped when the detected temperature is changed from the lowered state to the raised state, or when the outside air relative humidity detected by the air supply side humidity sensor exceeds a set value. Those having a § down operation controller.
本発明に係る夜間換気システムによれば、工場等の建物の壁に中空層がなくても、夜間の冷気で、建物の屋内空間を冷却することができ、また屋内の機器類を積極的に冷却することができる。
また、タイマーを備えたファン運転制御装置を用いて給気用ファン及び排気用ファンを制御するようにしたので、効率の良い運転を行うことができる。
さらに、給気側湿度センサーによって外気の状態を検知できるようにし、建物内部に湿気を嫌う製造物がある場合は各ファンを運転させないようにすることもできるので、あらゆる業種の建物に設置することが可能である。
According to the night ventilation system according to the present invention, the indoor space of the building can be cooled by the cold air at night, even if there is no hollow layer on the wall of the factory or the like, and the indoor equipment is positively Can be cooled.
Further, since the air supply fan and the exhaust fan are controlled using the fan operation control device provided with a timer, an efficient operation can be performed.
In addition, it is possible to detect the condition of the outside air with the air supply side humidity sensor, and if there are products that dislike moisture inside the building, it is possible to prevent each fan from operating, so install it in buildings of all industries Is possible.
[実施の形態1]
図1は本発明の実施の形態1に係る夜間換気システムを説明するための正面図、図2は図1の側面図である。図に示すように、工場等の建物1は、屋根2、側壁3a、3b、3c、3d、床4を備え、例えば側壁3aの上部には外気を吸引してこれを水平方向に吹き出す給気用ファン5(5a、5b)が設置され、側壁3aに相対して位置する側壁3bの上部には排気用ファン6が設置されている。建物1の屋内には複数の機器類7があり、また屋内の側壁3aの下部には給気用ファン5及び排気用ファン6の運転を制御するタイマーを備えたファン運転制御装置8が取り付けられ、さらに建物1内には、冷房機器9が設置されている。
そして、建物1の屋内には、給気用ファン5及び排気用ファン6が駆動したときに、空気流aが形成される。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a front view for explaining a night ventilation system according to
An air flow a is formed inside the
上記のように構成した本実施の形態の作用を説明する。タイマーを備えたファン運転制御装置8を、夜間、例えば午前1時頃に設定しておくと、この時間になったとき、ファン運転制御装置8によって給気用ファン5及び排気用ファン6が運転を開始して、夜間に温度降下した建物1外部の冷気を建物1内に取り入れる。建物1内に取り入れられた冷気はほぼ水平方向イに吹き出して拡散し、建物1内の室内空気、屋根2、側壁3、床4及び機器類7を冷却し、外気温度に近づいたのち、排気用ファン6より再び建物1の外部に排出される。明け方、例えば午前5時から6時頃にタイマーを設定しておくと、この時間に、ファン運転制御装置8によって給気用ファン5及び排気用ファン6の運転が停止される。
The operation of the present embodiment configured as described above will be described. If the fan
こうして、建物1外の夜間冷気を導入して建物1内を冷却するため、始業時から建物1内空気の必要冷房許容温度、例えば28℃から30℃程度までは冷房機器の運転をしなくてもよく、冷房運転稼動率を下げて、冷房機器の運転コストを下げることができ、省エネを達成することができる。
なお、ファンは、給気用ファン5のみ、または排気用ファン6のみであっても本システムとして成立するが、建物1が特に工場などの場合は至る所に開口部や隙間があるので、夜間冷気の流れを建物1内にできるだけ均等に流すために、吸気用ファン5と排気用ファン6を組合せるのが望ましい。
In this way, in order to cool the inside of the
Even if only the
[実施の形態2]
図3は本発明の実施の形態2に係る夜間換気システムを説明するための正面図、図4は図3の側面図である。なお、実施の形態1と同一部分には同じ符号を付し、説明を省略する。本実施の形態においては、給気用ファン5の近傍の側壁3aの外壁側に給気側温度センサー10と給気側湿度センサー11が取り付けられ、排気用ファン6近傍の側壁3bの内壁側には排気側温度センサー12が取り付けられており、さらに屋内の側壁3aの下部にはタイマーを備えたファン運転制御装置8aが取り付けられている。
[Embodiment 2]
FIG. 3 is a front view for explaining a night ventilation system according to
実施の形態1では、給気用ファン5及び排気用ファン6は運転タイマーによって定期的に運転されるが、本実施の形態では、建物1内で製造されるものに湿気や結露を嫌うものがある場合に、給気用ファン5側の給気側温度センサー10及び給気側湿度センサー11によって外気の温度や相対湿度を検知して、ファン運転制御装置8aによってファン運転の可否を決定したり、さらに排気用ファン6側の排気側温度センサー12によって排気温度を検出して、ファン運転制御装置8aによってファンを効率よく運転させるものである。
In the first embodiment, the
上記のように構成した本実施の形態の作用を説明する。ファン運転制御装置8aに設けられたタイマーを、例えば午前1時頃に設定しておくと、この時間になったとき、給気用ファン5及び排気用ファン6が運転を開始するが、外気が高湿の場合や、建物1内に冷却物体があり結露して問題となる場合には、ファン運転を止める。また、建物1内温度すなわち排気用ファン6側の排気側温度センサー12によって温度を検出し、排気温度または建物1内の空気温度が上昇し始めたら各ファン5、6の運転を停止させる。
The operation of the present embodiment configured as described above will be described. If a timer provided in the fan
図5はシステム全体の運転制御ブロック図である。図に示すように、給気側温度センサー10、給気側湿度センサー11、排気側温度センサー12によって認識された温度や相対湿度の情報は、タイマーを備えたファン運転制御装置8aに送られ、さらにこの制御装置8aからの指令によって、給気用ファン5及び排気用ファン6が作動する。
FIG. 5 is an operation control block diagram of the entire system. As shown in the figure, the temperature and relative humidity information recognized by the supply
図6は給気用、排気用ファン5、6の運転制御のフローチャートであり、このフローチャートによって、各ファン5、6の運転制御について説明する。
まず、給気用ファン5、排気用ファン6の運転時間を例えば午前1時頃に設定する。このようにして設定された時間になると、給気用、排気用ファン5、6の運転が開始される(ステップSー1)。
FIG. 6 is a flowchart of the operation control of the air supply and
First, the operation time of the
次に、給気側温度センサー10及び給気側湿度センサー11によって外気の給気側温度及び給気側相対湿度が検出され、このとき露点温度が計算されて、ファン運転制御装置8aに記憶される。さらに、排気側温度センサー12によって、排気側温度(又は建物1内の温度)が検出される(ステップSー2)。
さらに、給気側相対湿度が設定値以上(例えば95%以上)かどうかが判断される(ステップSー3)。
給気側相対湿度が設定値以上であれば、ファン運転を停止する(ステップSー4)。給気側相対湿度が設定値以下であれば、建物1内の冷却物体の有無について判定する(ステップSー5)。
Next, the air supply
Further, it is determined whether the supply-side relative humidity is equal to or higher than a set value (for example, 95% or higher) (step S-3).
If the supply-side relative humidity is equal to or higher than the set value, the fan operation is stopped (step S-4). If the supply-side relative humidity is equal to or lower than the set value, the presence / absence of a cooling object in the
建物1内に冷却物体がない場合は、ファン運転を続行する(ステップSー6)。一般的には夜間は外気温度が降下し続けるが、明け方になると日射によって外気温度が上昇し始める。建物1内の温度も外気の温度とほぼ同様な傾向を示すので、排気温度が上昇を始めたかを調べる(ステップSー7)。排気温度が下降し続ける場合は、ファン運転を続行する(ステップSー6に戻る)が、排気温度が上昇し始めるとファン運転を停止させる(ステップSー8)。
If there is no cooling object in the
建物1内の冷却物体の有無について判定して(ステップSー5)、冷却物体がある場合は、冷却物体は結露してもよいかどうかを判定する(ステップSー9)。
冷却物体の結露が好ましくない場合は、冷却物体の温度とステップSー2で計算された露点温度を比較する(ステップSー10)。
The presence or absence of a cooling object in the
If condensation on the cooling object is not desirable, the temperature of the cooling object is compared with the dew point temperature calculated in step S-2 (step S-10).
冷却物体の温度が露点温度よりも低い場合は、ファンの運転を停止する(ステップSー11)。
冷却物体温度が露点温度よりも高い場合は結露しないので、運転を続行し(ステップSー12)、排気温度が上昇を始めたかを調べる(ステップSー13)。排気温度が下降し続ける場合は、ファン運転を続行する(ステップSー12に戻る)が、排気温度が上昇し始めるとファン運転を停止させる(ステップSー14)。
If the temperature of the cooling object is lower than the dew point temperature, the fan operation is stopped (step S-11).
When the cooling object temperature is higher than the dew point temperature, no dew condensation occurs, so the operation is continued (step S-12), and it is checked whether the exhaust temperature starts to rise (step S-13). If the exhaust temperature continues to decrease, the fan operation is continued (return to step S-12), but when the exhaust temperature starts to increase, the fan operation is stopped (step S-14).
建物1内の冷却物体は結露してもよいかどうかを判定して(ステップSー9)、冷却物体が結露しても良い場合は、ファン運転を続行し(ステップSー15)、排気温度が上昇を始めたかを調べる(ステップSー16)。排気温度が下降し続ける場合は、ファン運転を続行する(ステップSー15に戻る)が、排気温度が上昇し始めるとファン運転を停止する(ステップSー17)。
It is determined whether or not the cooling object in the
図6のフローチャートでは、温度センサー2個と相対湿度センサー1個を使用して、種々の条件において、最適運転を目指しているが、建物1内は湿度や結露に対して特に問題がなければ、給気側の相対湿度を検知する給気側湿度センサー11は省いても良い。さらに、外気温度(給気温度)の変化と建物内温度(排気温度)の変化はほぼ相関するので、給気側温度センサー10のみで温度が上昇し始めることを検知してファン運転を停止する制御をしてもよく、この場合は排気用ファン6側の排気側温度センサー12を省くことができ、安価なシステム構成になる。
In the flowchart of FIG. 6, two temperature sensors and one relative humidity sensor are used to aim for optimum operation under various conditions. However, if there is no particular problem with humidity and condensation in the
図7は給気温度(外気温度)と排気温度(建物内温度)の相関を示す線図で、横軸に時刻、縦軸に温度を表したものである。図に示すように、深夜午前1時頃よりファンを運転すると、時間の経過とともに給気温度(外気温度)及び排気温度(建物内温度)は下降していくが、例えば日の出直前の午前5時頃からは給気温度(外気温度)及び排気温度(建物内温度)は上昇していく。このことから給気温度(外気温度)と排気温度(建物内温度)は相関があり、この線図より、給気温度及び排気温度が上昇し始める午前5時頃にファン運転を停止させれば良いことが分かる。
本発明は、夜間冷気を換気するシステムであるが、中間期(春期、秋期等)では、日中でも外気が低い場合があり、この場合は、日中換気のみでも建物内の空気温度を下降させて使用することができる。
FIG. 7 is a diagram showing the correlation between the supply air temperature (outside air temperature) and the exhaust gas temperature (building temperature), with the horizontal axis representing time and the vertical axis representing temperature. As shown in the figure, when the fan is operated from about 1 am in the middle of the night, the supply air temperature (outside air temperature) and the exhaust air temperature (building temperature) decrease with time. For example, at 5 am just before sunrise. From around, the supply air temperature (outside air temperature) and exhaust temperature (building temperature) rise. Therefore, there is a correlation between the supply air temperature (outside air temperature) and the exhaust air temperature (building temperature). From this diagram, if the fan operation is stopped at around 5 am, the supply air temperature and the exhaust air temperature start to rise. I know it ’s good.
Although the present invention is a system that ventilates cold air at night, in the intermediate period (spring, autumn, etc.), the outside air may be low during the day. In this case, the air temperature in the building is lowered only by daytime ventilation. Can be used.
[実施の形態3]
図8は本発明の実施の形態3に係る夜間換気システムを説明するための正面図、図9は図8の側面図、図10は図9に示した吹出しケーシングの斜視図である。なお、実施の形態2(図3、図4)と同一部分には同じ符号を付し、説明を省略する。
実施の形態1、2では、給気用ファン5の吹出し方向はほぼ水平方向イであるが、本実施の形態では、給気用ファン5の吹出し口に吹出しケーシング13を取り付けて吹出し方向をほぼ下方向ロとしたものである。
[Embodiment 3]
8 is a front view for explaining a night ventilation system according to
In the first and second embodiments, the blowing direction of the
吹出しケーシング13はその取付部13aをネジ等により給気用ファン5の吹出し口に取り付けたもので、床方向に傾斜した屋根部13bと両側部13c、13dにより構成され、下方向に向けて吹出し口13eを備えている。
こうして、外気と建物内の温度差が小さい場合、すなわち空気密度差が小さい場合や、給気用ファン5の取付け位置が床4よりかなり高い場合であっても、外気の冷気が下方向ロに吹き出して床4に到達する。
The
Thus, even when the temperature difference between the outside air and the building is small, that is, when the air density difference is small, or when the installation position of the
本実施の形態によれば、給気ファン5の吹出し口に吹出しケーシング13を取り付けたので、建物1内の下部、すなわち下部空気、床4、機器類7を効率よく冷却することができる。
According to this Embodiment, since the blowing
[実施の形態4]
図11は本発明の実施の形態4に係る夜間換気システムの吹出しケーシングの斜視図、図12は図11の作用説明図である。本実施の形態では、実施の形態3に示した吹出しケーシング13の吹出し方向を上下方向に変化できるようにするとともに、両側にも広げたものである。
[Embodiment 4]
FIG. 11 is a perspective view of a blowout casing of a night ventilation system according to
図に示すように、可変吹出しケーシング14は、その取付部14aが給気用ファン5の吹出し口に取付けられたもので、屋根部14cと両側部14d、14eを備えて枠部14bを構成している。枠部14b内には吹出し部15が設けられており、回動部15aに設けたスライド軸15b、15cが枠部14bの両側部14d、14eに設けたほぼ弧状のガイド孔14f、14eに沿って前後方向にスライドする。また、吹出し部15には、ガイド板を構成する中央ルーバー15dと、下流側に向かって両側に開いた側部ルーバー15e、15fが設けられている。
As shown in the figure, the
こうして、吹出し部15を前後a方向にスライドさせると、外気の吹出し方向が水平方向から下方向の間を移動し、給気用ファンから吹き出した空気はその吹出し方向を上下に移動させる。同時に、側部ルーバー15e、15fからは図12に示すように外気が両側ハ方向にも吹き出す。
Thus, when the blow-out
このように、給気用ファン5の吹出し口には可変吹出しケーシング14を設け、夜間冷気流が建物1の床面4及び両側に流れるようにしたので、外気と建物1内の温度差や給気ファン5の取り付け高さによって気流が床4に届くように調整でき、さらに建物1内の両側方向に夜間冷気を均一に流すことが可能となり、効率の良い冷却を行ってさらに冷却効果を向上させることができる。
As described above, the
冷房機器を備えた外気を取り込む給気用ファン及び排気用ファンを取り付た工場等の建物で、外気温度の降下が大きい地域で利用される。 This is used in a building such as a factory equipped with an air supply fan and an exhaust fan that takes in outside air with a cooling device, and in a region where the temperature drop of the outside air is large.
1 建物、3a 第1の側壁、3b 第2の側壁、5 給気用ファン、6 排気用ファン、8、8a ファン運転制御装置、10 給気側温度センサー、11 給気側湿度センサー、12 排気側温度センサー、13 吹出しケーシング、14 可変吹出しケーシング、15d、15e、15f ルーバー、15 吹出し部。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
The variable blowing casing having a louver that widens the blowing flow in both directions and having a blowing portion that moves the blowing flow in the vertical direction is provided at the blowing port of the air supply fan. The night ventilation system according to any one of 2, 3, 4, and 5.
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