JP2019090552A - Control device, refrigerator, control method and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、制御装置、冷凍機、制御方法、およびプログラムに関する。 The present invention relates to a control device, a refrigerator, a control method, and a program.
冷凍機における冷媒の過熱度制御は、圧縮器の保護と冷凍効率の最大化という観点において重要な技術である。一方で、複数の異なる冷媒に対応する冷凍機を作る場合、各圧力における飽和温度が冷媒毎に異なるため、異なる冷凍機設計が通常必要である。異なる冷媒に対応して過熱度制御を行う技術として、下記特許文献1は、冷媒の特性に適合する電子弁の初期弁開度を冷凍運転開始前に設定することを開示している。
Control of the degree of superheat of refrigerant in a refrigerator is an important technology in terms of compressor protection and maximization of refrigeration efficiency. On the other hand, when making a refrigerator corresponding to a plurality of different refrigerants, different refrigerant designs are usually required because the saturation temperature at each pressure is different for each refrigerant. As a technique for performing superheat degree control corresponding to different refrigerants,
現在、蒸気圧縮式冷凍機の冷媒としてはR404Aが広く利用されている。一方で、R404Aの地球温暖化係数(GWP: Global Warming Potential)値は、3922(気候変動に関する政府間パネル第4次評価報告書(IPCC AR4))であり、高い値を有している。低GWP冷媒への切替が急がれる状況あることから、各冷媒メーカよりR404Aに物性が近い低GWP混合冷媒(R448A、R449、およびR452A等)が多数提案されている。このような状況の中で、特定の代替冷媒で動作する冷凍機設計とした場合、採用した代替冷媒が将来に渡って安定供給される保証がなく、最悪の場合、冷媒が入手できずアフターサービスが提供できなくなることが危惧される。 At present, R404A is widely used as a refrigerant of a vapor compression refrigerator. On the other hand, the global warming potential (GWP) value of R404A is 3922 (Intergovernmental Panel Fourth Assessment Report on Climate Change (IPCC AR4)) and has a high value. Since there is a situation where switching to a low GWP refrigerant is urgent, many low GWP mixed refrigerants (R448A, R449, and R452A, etc.) whose physical properties are close to R404A have been proposed by each refrigerant manufacturer. Under such circumstances, if a refrigerator design operates with a specific alternative refrigerant, there is no guarantee that the adopted alternative refrigerant will be stably supplied in the future, and in the worst case, the refrigerant can not be obtained and after service Is concerned that it can not provide.
さらに、様々な事情により各国における冷媒の提供状況が異なるため、必要な冷媒を常に入手することができるとは限らない。従って、多国間を移動する輸送用冷凍機では特に、冷媒が漏れる等の諸事情により冷媒交換が必要になった場合に、所望の冷媒を入手できるとは限らないという課題もある。 Furthermore, since the provision status of the refrigerant in each country is different due to various circumstances, it is not always possible to obtain the necessary refrigerant. Therefore, there is also a problem that a transport refrigerant moving between countries can not necessarily obtain a desired refrigerant when it is necessary to exchange the refrigerant due to various reasons such as leakage of the refrigerant.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、異なる冷媒が冷凍機に用いられた場合であっても、その冷媒に適した過熱度制御を行うことが可能な冷凍機の制御装置、冷凍機、制御方法、およびプログラムを提供することにある。本発明の実施形態では、記録部が、複数の種類の冷媒に対応する飽和温度テーブルを有しており、冷凍機の制御装置が、記録された複数の飽和温度テーブルから適した1つを選択することで、異なる冷媒への対応を可能とする。 This invention is made in view of the said subject, Comprising: Even if it is a case where a different refrigerant | coolant is used for a refrigerator, the objective is the refrigeration which can perform superheat degree control suitable for the refrigerant | coolant It is providing a control device of a machine, a refrigerator, a control method, and a program. In the embodiment of the present invention, the recording unit has a saturation temperature table corresponding to a plurality of types of refrigerants, and the control device of the refrigerator selects one suitable from the plurality of saturation temperature tables recorded. By doing this, it is possible to handle different refrigerants.
本発明の第1の態様によれば、異なる冷媒に応じて冷凍機の制御を行う制御装置は、前記冷凍機内の蒸発器の出口における冷媒の圧力を検出する圧力センサから、前記蒸発器の出口圧力を取得する圧力取得部と、前記蒸発器の出口における前記冷媒の温度を検出する温度センサから、前記蒸発器の出口温度を取得する温度取得部と、前記取得された出口圧力に対応する冷媒のガス側飽和温度、および前記取得された出口温度に基づき、所定の過熱度を得られるように、前記冷凍機内の電子膨張弁の膨張弁開度を制御する膨張弁制御部とを備える。 According to the first aspect of the present invention, the control device that controls the refrigerator according to different refrigerants is a pressure sensor that detects the pressure of the refrigerant at the outlet of the evaporator in the refrigerator, and the outlet of the evaporator A temperature acquisition unit for acquiring the outlet temperature of the evaporator from a pressure acquisition unit for acquiring pressure, a temperature sensor for detecting the temperature of the refrigerant at the outlet of the evaporator, and a refrigerant corresponding to the acquired outlet pressure And an expansion valve control unit configured to control an expansion valve opening degree of an electronic expansion valve in the refrigerator so as to obtain a predetermined degree of superheat based on the gas-side saturation temperature and the acquired outlet temperature.
本発明の第2の態様によれば、前記第1の態様に係る制御装置は、前記冷凍機内の記録部に記録された複数の飽和温度テーブルのうちの1つを取得する飽和温度テーブル取得部であって、複数の飽和温度テーブルの各々は、異なる冷媒に対応し、前記飽和温度テーブルは、対応する冷媒についての各圧力におけるガス側飽和温度を指定する、飽和温度テーブル取得部をさらに備え、前記膨張弁制御部が、前記取得された飽和温度テーブルに基づき、前記取得された出口圧力に対応する前記冷媒のガス側飽和温度を決定する。 According to a second aspect of the present invention, the control device according to the first aspect is a saturation temperature table acquisition unit for acquiring one of a plurality of saturation temperature tables recorded in a recording unit in the refrigerator. And each of the plurality of saturation temperature tables corresponds to a different refrigerant, and the saturation temperature table further includes a saturation temperature table acquisition unit that specifies the gas side saturation temperature at each pressure for the corresponding refrigerant, The expansion valve control unit determines a gas-side saturation temperature of the refrigerant corresponding to the acquired outlet pressure based on the acquired saturation temperature table.
また、本発明の第3の態様によれば、前記第1の態様に係る制御装置は、特定の冷媒の選択を示す信号を、前記冷凍機の制御インターフェイスから取得する冷媒選択信号取得部をさらに備え、前記飽和温度テーブル取得部が、前記特定の冷媒の選択を示す信号に基づき、前記特定の冷媒に対応する飽和温度テーブルを前記複数の飽和温度テーブルから選択する。 Further, according to the third aspect of the present invention, the control device according to the first aspect further includes a refrigerant selection signal acquisition unit for acquiring a signal indicating selection of a specific refrigerant from the control interface of the refrigerator. The saturation temperature table acquiring unit may select a saturation temperature table corresponding to the specific refrigerant from the plurality of saturation temperature tables based on a signal indicating selection of the specific refrigerant.
また、本発明の第4の態様によれば、前記記録部が、前記冷凍機の許容圧力情報の情報を記録し、前記第1の態様に係る制御装置は、前記許容圧力に基づき、前記記録部に記録された複数の飽和温度テーブルに対応する冷媒から、前記冷凍機に適合する冷媒を決定する適合冷媒決定部と、前記決定された冷媒の情報を、前記冷凍機の制御インターフェイスに提供する適合冷媒情報提供部とをさらに備える。 Moreover, according to the 4th aspect of this invention, the said recording part records the information of the allowable pressure information of the said refrigerator, The control apparatus which concerns on a said 1st aspect is the said recording based on the said allowable pressure. Providing a control interface of the refrigerator with a compatible refrigerant determination unit for determining a refrigerant compatible with the refrigerator from the refrigerants corresponding to a plurality of saturation temperature tables recorded in the storage unit, and information of the determined refrigerant And a compatible refrigerant information provision unit.
また、本発明の第5の態様によれば、前記記録部が、前記冷凍機で使用される潤滑油の情報を記録し、前記第1の態様に係る制御装置は、前記潤滑油の情報に基づき、前記記録部に記録された複数の飽和温度テーブルに対応する冷媒から、前記冷凍機に適合する冷媒を決定する適合冷媒決定部と、前記決定された冷媒の情報を、前記冷凍機の制御インターフェイスに提供する適合冷媒情報提供部とをさらに備える。 Moreover, according to the 5th aspect of this invention, the said recording part records the information of the lubricating oil used with the said refrigerator, The control apparatus which concerns on a said 1st aspect is the information of the said lubricating oil. Based on the refrigerant corresponding to the plurality of saturation temperature tables recorded in the recording unit, a compatible refrigerant determination unit that determines a refrigerant that conforms to the refrigerator, and information on the determined refrigerant, the control of the refrigerator And a compatible refrigerant information provider provided to the interface.
また、本発明の第6の態様によれば、前記第4または5の態様に係る制御装置は、特定の冷媒の選択を示す信号を、前記冷凍機の制御インターフェイスから取得する冷媒選択信号取得部と、前記特定の冷媒の選択を示す信号が、前記冷凍機に適合する冷媒以外の冷媒の選択を示す場合に、前記冷凍機の制御インターフェイスに警告情報を提供する警告情報提供部とをさらに備える。 Further, according to a sixth aspect of the present invention, the control device according to the fourth or fifth aspect acquires a refrigerant selection signal acquisition unit that acquires a signal indicating selection of a specific refrigerant from a control interface of the refrigerator. And a warning information providing unit for providing warning information to a control interface of the refrigerator, when the signal indicating the selection of the specific refrigerant indicates the selection of a refrigerant other than the refrigerant compatible with the refrigerator. .
また、本発明の第7の態様によれば、前記冷凍機が輸送用冷凍機である。 Further, according to a seventh aspect of the present invention, the refrigerator is a transport refrigerator.
また、本発明の第8の態様によれば、前記膨張弁制御部は、前記取得された出口温度から前記冷媒のガス側飽和温度を引くことで現在の過熱度を決定し、前記現在の過熱度を前記所定の過熱度に近づけるように、前記冷凍機内の電子膨張弁の膨張弁開度を制御する。 Further, according to the eighth aspect of the present invention, the expansion valve control unit determines the current degree of superheat by subtracting the gas side saturation temperature of the refrigerant from the acquired outlet temperature, and the current superheat is determined. The degree of expansion of the electronic expansion valve in the refrigerator is controlled so that the degree approaches the predetermined degree of superheat.
また、本発明の第9の態様によれば、前記複数の飽和温度テーブルに対応する冷媒の少なくとも1つは、温度グライド特性を有する冷媒である。 Further, according to the ninth aspect of the present invention, at least one of the refrigerants corresponding to the plurality of saturation temperature tables is a refrigerant having temperature glide characteristics.
また、本発明の第10の態様によれば、異なる冷媒に応じて動作する冷凍機は、膨張弁開度を自由に変更可能な電子膨張弁と、前記電子膨張弁によって膨張した冷媒を蒸発させる蒸発器と、前記蒸発器の出口における冷媒の圧力を検出する圧力センサと、前記蒸発器の出口における前記冷媒の温度を検出する温度センサとを備え、前記制御部が、前記圧力センサによって検出された前記圧力に対応する冷媒のガス側飽和温度、および前記温度センサによって検出された前記温度に基づき、所定の過熱度を得られるように、前記電子膨張弁の膨張弁開度を制御するように構成される。 Further, according to the tenth aspect of the present invention, a refrigerator operating according to different refrigerants evaporates the refrigerant expanded by the electronic expansion valve capable of freely changing the expansion valve opening degree and the electronic expansion valve. An evaporator, a pressure sensor for detecting the pressure of the refrigerant at the outlet of the evaporator, and a temperature sensor for detecting the temperature of the refrigerant at the outlet of the evaporator, wherein the control unit is detected by the pressure sensor The expansion valve opening degree of the electronic expansion valve is controlled so as to obtain a predetermined degree of superheat based on the gas side saturation temperature of the refrigerant corresponding to the pressure and the temperature detected by the temperature sensor. Configured
また、本発明の第11の態様によれば、異なる冷媒に応じて冷凍機の制御を行う方法は、前記冷凍機内の蒸発器の出口における冷媒の圧力を検出する圧力センサから、前記蒸発器の出口圧力を取得するステップと、前記蒸発器の出口における冷媒の温度を検出する温度センサから、前記蒸発器の出口温度を取得するステップと、前記取得された出口圧力に対応する冷媒のガス側飽和温度、および前記取得された出口温度に基づき、所定の過熱度を得られるように、前記冷凍機内の電子膨張弁の膨張弁開度を制御するステップとを含む。 Further, according to an eleventh aspect of the present invention, a method of controlling a refrigerator according to different refrigerants comprises: a pressure sensor for detecting a pressure of the refrigerant at an outlet of the evaporator in the refrigerator; Obtaining an outlet pressure, obtaining an outlet temperature of the evaporator from a temperature sensor detecting a temperature of the refrigerant at the outlet of the evaporator, and gas side saturation of refrigerant corresponding to the obtained outlet pressure Controlling an expansion valve opening degree of an electronic expansion valve in the refrigerator so as to obtain a predetermined degree of superheat based on the temperature and the acquired outlet temperature.
また、本発明の第12の態様によれば、プログラムは、冷凍機のコンピュータに、前記第10の態様に係る方法を実行させる。 Further, according to a twelfth aspect of the present invention, a program causes a computer of a refrigerator to execute the method according to the tenth aspect.
上述の冷凍機の制御装置、冷凍機、冷凍機の制御方法、およびプログラムによれば、異なる冷媒が冷凍機に用いられた場合であっても、その冷媒に適した過熱度制御を行うことが可能である。従って、地域ごとに冷媒転換時期や方向性が異なる状況においても、機器の設計は同一のまま、使用冷媒を選択することができるので、機器の量産効果によるコスト低減効果を阻害することなく複数冷媒への対応が可能となる。また、将来において、代替冷房の選択と集中が進んだ場合にも、その時点で入手可能な冷媒のドロップイン使用が容易となる。 According to the above-described refrigerator control device, refrigerator, refrigerator control method, and program, even if different refrigerants are used in the refrigerator, superheat degree control suitable for the refrigerant may be performed. It is possible. Therefore, even in a situation where the refrigerant conversion timing and directionality are different for each region, the used refrigerant can be selected while maintaining the same device design. Therefore, multiple refrigerants can be used without inhibiting the cost reduction effect of mass production of the device. It is possible to cope with Also, in the future, if alternative cooling selection and concentration progress, drop-in use of available refrigerant will be facilitated.
<第1の実施形態>
以下、第1の実施形態に係る冷凍機について、図1〜図6を参照しながら説明をする。
First Embodiment
Hereinafter, the refrigerator according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 6.
(冷凍機の構成)
図1は、第1の実施形態に係る冷凍機の構成を示す図である。
第1の実施形態に係る冷凍機1は、トラック、列車、および航空機等に搭載される輸送用冷凍機として利用されることが想定される。一方で、他の実施形態では、冷凍機1は上記のような使用態様に限定されず、一般的な冷凍機として利用されてよい。
(Configuration of refrigerator)
FIG. 1 is a view showing the configuration of a refrigerator according to the first embodiment.
The
第1の実施形態に係る冷凍機1は、制御部2と、制御インターフェイス3と、記録部4、電子膨張弁5と、蒸発器6と、圧力センサ7と、温度センサ8と、圧縮器9と、凝縮器10とを有してなる。図1が示すように、電子膨張弁5、蒸発器6、圧縮器9、および凝縮器10は、冷媒が通過する配管により順次環状に接続され、冷凍サイクルを構成する。
The
制御部2は、異なる冷媒に対応する複数の飽和温度テーブルのうちの1つを記録部4から取得し、取得した飽和温度テーブルに基づき所定の過熱度を得られるように、冷凍機内の電子膨張弁の膨張弁開度を制御する。なお、制御部2の機能構成については、以下で図2を参照しながらより詳細に説明する。
The
制御インターフェイス3は、操作者が冷凍機の設定を行うための手段であり、操作者に冷媒を選択するための手段を提供する。制御インターフェイス3は、制御部2に操作者の意図を伝えるための任意のユーザインターフェイスで実施されてよい。例えば制御インターフェイス3は、基板上のディップスイッチ等の物理的なスイッチとして、またはタッチディスプレイ上に設けられたタッチセンサとして実施されることが考えられる。操作者は、制御インターフェイス3において、利用可能な冷媒のいずれかを選択することができる。制御部2は、操作者の冷媒選択に応答して、記録部4に記録された複数の飽和温度テーブルから、選択された冷媒に対応する飽和温度テーブルを取得する。
The control interface 3 is a means for the operator to set the refrigerator, and provides the operator with a means for selecting the refrigerant. The control interface 3 may be implemented by any user interface for conveying the intention of the operator to the
記録部4は、異なる冷媒に対応する複数の飽和温度テーブルを記録する。飽和温度テーブルとは、各圧力に対する冷媒のガス側飽和温度を表したものである。制御部2は、記録部4に記録される複数の飽和温度テーブルから1つを取得し、取得した飽和温度テーブルに基づき過熱度制御を行う。なお、飽和温度テーブルの詳細については、図2〜7を参照しながら以下でより詳細に説明を行う。
The
電子膨張弁5は凝縮器10と蒸発器6との間に接続され、凝縮器10から高圧の液冷媒が流入する。電子膨張弁5は、その弁の開度に応じて通過させる冷媒の流量等を調整することで、通過後の冷媒の圧力を調節し、低圧となった気液混合冷媒を蒸発器6に流出する。電子膨張弁5の開度は、動的に調整可能であり、制御部2によって制御される。
The
蒸発器6は、電子膨張弁5と圧縮器9との間に接続され、電子膨張弁5から低圧の冷媒が入流する。蒸発器6は、電子膨張弁によって膨張した冷媒を蒸発させる機能を有する。従って、蒸発器6では、液相および気相の混合状態であった冷媒が全て気化することで、冷媒の吸熱により空気との熱交換が行われ、結果として冷凍機が設置される庫内の空気が冷却される。冷凍効率および圧縮器保護の観点から、蒸発器6の出口では、液相および気相が混合した冷媒から完全に気化した冷媒となることが望ましい。従って、冷媒が完全に気化した状態で排出されることを確実にするために、蒸発器6では冷媒をガス側飽和温度よりも高い温度の過熱蒸気にしてから圧縮器9側に排出する。このガス側飽和温度に対する過熱蒸気の上昇温度のことを一般に「過熱度」と呼ぶ。
The evaporator 6 is connected between the
圧力センサ7は、蒸発器6から圧縮器9に伸びる配管等に設けられてよく、蒸発器6の出口における冷媒の圧力(以下、「出口圧力」と呼ぶ)を検出する。圧力センサ7は、検出した圧力を制御部2に出力し、制御部2は、圧力センサ7によって検出された圧力を過熱度の算出に利用する。
また、温度センサ8は、同様に蒸発器6から圧縮器9に伸びる配管等に設けられてよく、蒸発器6の出口における冷媒の温度(以下、「出口温度」と呼ぶ)を検出する。温度センサ8は、検出した圧力を制御部2に出力し、制御部2は、温度センサ8によって検出された温度を圧力に加えて過熱度の算出に利用する。
The
Further, the
圧縮器9は、蒸発器6と凝縮器10との間に接続され、蒸発器6から低圧のガス冷媒が流入する。圧縮器9は、流入した冷媒を圧縮することにより、高圧のガス冷媒にして、凝縮器10に流出する。
凝縮器10は、圧縮器9と電子膨張弁5との間に接続され、圧縮器9から高圧のガス冷媒が流入する。凝縮器10は、高圧のガス冷媒から熱を放出させて、高圧の液冷媒として電子膨張弁5に流出する。
The compressor 9 is connected between the evaporator 6 and the
The
冷凍機1は、上記の冷凍サイクルを通じて、例えばトラック、列車、および航空機等に搭載される冷凍庫内を冷却する。第1の実施形態に係る冷凍機1では、記録部4が異なる冷媒に対応する複数の飽和温度テーブルを記録し、制御部2がその中から適切な1つを取得して、異なる冷媒に対して適切な過熱度制御を行うことが可能である。以下では、制御部2のより詳細な機能構成を説明する。
The
(制御部の機能構成)
図2は、第1の実施形態に係る制御部2の機能構成を示す図である。
図2に示すように、制御部2は、圧力取得部21、温度取得部22、飽和温度テーブル取得部23、膨張弁制御部24、および冷媒選択信号取得部25を備える。制御部2は、冷凍機1全体の制御を司るプロセッサ(マイコン)であって、予め用意されたプログラムに従って動作するものである。また、制御部2は、記録部4、電子膨張弁5、圧力センサ7、および温度センサ8に電気的に結合される。
(Functional configuration of control unit)
FIG. 2 is a diagram showing a functional configuration of the
As shown in FIG. 2, the
また、図2に示すように、記録部4は、複数の冷媒に対応する飽和温度テーブルを記録している。上記の通り、飽和温度テーブルとは、冷媒の各圧力に対するガス側飽和温度を表したものである。一般に異なる冷媒は、各圧力に対して異なるガス側飽和温度を有している。例えば、冷媒R404AおよびR452Aのp-h線図(モリエル線図)における相変化の境界が、図3および4に示される。飽和温度テーブルは、グラフにおける圧力とガス側飽和温度との関係を表として表現したものである。
Further, as shown in FIG. 2, the
さらに、図3には、p-h線図上における冷凍機の冷凍サイクルが点線として示されている。この冷凍サイクルにおける逆台形の底辺部分は、蒸発器における冷媒の状態変化を示している。冷媒は、電子膨張弁5を通過すると、低圧・低温の状態で蒸発器に流入する。蒸発器では、実質的な等圧条件下で、冷媒が液相および気相の混合状態から気相に変化をする。一方で、上記の通り冷媒の完全な気化を確実にするために、冷媒に対して、ガス側飽和温度よりも過熱度の分だけ加熱を行い、圧縮器9側に排出する。図3においては、(1)の矢印が蒸発器出口の状態を示し、(2)の矢印がガス側飽和温度における状態を示している。本発明においては、過熱度は、蒸発器出口温度からガス側飽和温度を引いた値として算出される。
Furthermore, in FIG. 3, the refrigeration cycle of the refrigerator on the ph diagram is shown as a dotted line. The bottom portion of the inverted trapezoid in this refrigeration cycle indicates the change in state of the refrigerant in the evaporator. When the refrigerant passes through the
飽和温度テーブルは、例えば図5のような表として記録部4に記録される。図5は、例示として、3つの冷媒についての飽和温度テーブルを示しているが、任意の数の冷媒に対する飽和温度テーブルが記録部4に記録されてよい。例えば、冷媒Aについての飽和温度テーブルは、各圧力(P1,P2,P3)に対して、冷媒のガス側飽和温度(TA1,TA2,TA3)が関連付けられてなる。また、冷媒Bについての飽和温度テーブルは、各圧力(P1,P2,P3)に対して、冷媒のガス側飽和温度(TB1,TB2,TB3)が関連付けられてなる。冷媒Cについても、同様に各圧力(P1,P2,P3)に対して冷媒のガス側飽和温度(TC1,TC2,TC3)が関連付けられてなる。なお図5では、3つの圧力に対してのみガス側飽和温度が明示的に関連付けられているが、これは単に例示に過ぎず、飽和温度テーブルは、任意の数、任意の間隔の圧力に対してガス側飽和温度を関連付けてよい。
また、飽和温度テーブルは、製造時に予め記録部4に記録されることが想定されるが、必要に応じて、無線または有線を介してネットワークから取得する、またはその他の外部記録媒体から取得することで随時記録および更新されてもよい。
The saturation temperature table is recorded in the
In addition, although it is assumed that the saturation temperature table is recorded in advance in the
図2に戻って、圧力取得部21は、蒸発器6の出口における冷媒の圧力を検出する圧力センサ7から、出口圧力を取得する。また、温度取得部22は、蒸発器6の出口における冷媒の温度を検出する温度センサ8から、出口温度を取得する。圧力取得部21および温度取得部22は、連続的に、または所定の時間間隔で各センサの測定値を取得することが可能である。取得された蒸発器6の出口圧力および出口温度は、膨張弁制御部24によって、過熱度の決定および制御に用いられる。
Returning to FIG. 2, the
冷媒選択信号取得部25は、制御インターフェイス3において操作者が選択した冷媒に対応する信号を、制御インターフェイス3から取得する。上記の通り制御インターフェイス3は、基盤上の物理的なスイッチまたはタッチディスプレイ上のタッチセンサ等の任意の形態によって実施されてよい。操作者は意図する冷媒を制御インターフェイス3において選択可能であり、冷媒選択信号取得部25は、操作者の冷媒選択を反映する信号を取得する。
The refrigerant selection
飽和温度テーブル取得部23は、記録部4に記録された複数の飽和温度テーブルのうちの1つを取得する。飽和温度テーブル取得部23は、初期設定、または冷媒選択信号取得部によって取得された信号に基づき、複数の飽和温度テーブルのうちから対応する1つを選択することができる。
The saturation temperature
膨張弁制御部24は、飽和温度テーブル取得部23によって取得された飽和温度テーブル、圧力取得部21によって取得された出口圧力、および温度取得部22によって取得された出口温度に基づき、所定の過熱度を得られるように、前記冷凍機内の電子膨張弁5の膨張弁開度を制御する。この過熱度制御については、以下でより詳細に説明する。
The expansion
なお、第1の実施形態では、冷媒選択信号取得部25が制御インターフェイス3から冷媒選択信号を取得し、この冷媒選択信号に基づき適切な飽和温度テーブルが選択されるが、他の実施形態では、制御部2が使用される冷媒を自動的に判定して、当該判定に基づいて適切な飽和温度テーブルを選択してもよい。このような実施形態において制御部2は、冷媒選択信号取得部25に代えて、冷凍機1に使用される冷媒を判定する冷媒判定部26(図示せず)を備えてよい。飽和温度テーブル取得部23は、判定された冷媒に基づき、複数の飽和温度テーブルのうちから対応する1つを選択することができる。
In the first embodiment, the refrigerant selection
図6は、第1の実施形態に係る制御部2の処理フローを示す図である。
図6の処理フローが開始する前に、操作者は、制御インターフェイス3を通じて、使用する冷媒を選択することができる。例えば、故障等の理由により冷媒の交換が必要な際に、現在使用している冷媒が利用できない状況が想定される。このような場合に、操作者は、交換した新しい冷媒に対応する設定を制御インターフェイス3上で選択する。上記の通り、制御インターフェイス3は、任意の形態で操作者の冷媒選択を可能にするユーザインターフェイスとして実施されてよい。そのような設定が行われた後、下記の処理フローが開始されてよい。なお、以下で説明する各処理ステップの順序は、説明の容易さから単に例示するものであり、一部の処理ステップの順序を入れ替える、または並列的に実行してよい。
FIG. 6 is a diagram showing a process flow of the
Before the process flow of FIG. 6 starts, the operator can select the refrigerant to be used through the control interface 3. For example, when the refrigerant needs to be replaced due to a failure or the like, a situation in which the currently used refrigerant can not be used is assumed. In such a case, the operator selects the setting on the control interface 3 corresponding to the new refrigerant that has been replaced. As mentioned above, the control interface 3 may be implemented as a user interface that allows the operator to select refrigerant in any form. After such setting is made, the following processing flow may be started. Note that the order of each processing step described below is merely exemplified for ease of explanation, and the order of some processing steps may be changed or may be performed in parallel.
ステップS101において、制御部2は、冷凍機1内の蒸発器6の出口圧力を検出する圧力センサから、蒸発器6の出口圧力を取得する。さらにステップS102において、制御部2は、蒸発器6の出口温度を検出する温度センサから、蒸発器6の出口温度を取得する。出口圧力および出口温度の取得は、冷凍機1の過熱度制御を行うために、冷凍機1の運転が続く限り連続的に行われてよい。
In step S101, the
ステップS103において、制御部2は、冷凍機1内の記録部4に記録された複数の飽和温度テーブルから、対応する1つを取得する。複数の飽和温度テーブルは、異なる冷媒に対応する飽和温度テーブルを含み、各飽和温度テーブルは、特定の冷媒についての各圧力に対するガス側飽和温度を指定する。ステップS103において、具体的に制御部2は、操作者により選択された冷媒を示す信号を、冷凍機1の制御インターフェイス3から取得するステップと、選択された冷媒を示す信号に基づき、対応する飽和温度テーブルを、記録部4に記録された複数の飽和温度テーブルから選択するステップを実行することで、飽和温度テーブルの取得を行ってよい。飽和温度テーブルの取得は、ステップS101およびステップS102とは異なり、冷凍機1の運転において一度行われれば十分な処理であり、取得された飽和温度テーブルは、制御部2を構成するプロセッサ内のメモリ等に記録され、制御部2により随時参照されてよい。
In step S103, the
S104では、制御部2は、取得された飽和温度テーブル、取得された出口圧力、および取得された出口温度に基づき、所定の過熱度を得られるように、冷凍機1内の電子膨張弁5の膨張弁開度を制御する。
詳細には、制御部2は、まず現在の過熱度を算出してよい。つまり、制御部2は、取得した飽和温度テーブルを参照して、取得された蒸発器6の現在の出口圧力に対して、何度がガス側飽和温度であるかを決定することができる。さらに、制御部2は、取得された出口温度から、決定された冷媒のガス側飽和温度を引くことで現在の過熱度を決定することができる。さらに、制御部2は、現在の過熱度を所定の過熱度に近づけるように、電子膨張弁5の膨張弁開度を制御することができる。例えば、電子膨張弁5の開度を現在の状態より開くことで、蒸発器6における圧力を下げることできる。図3〜6を参照すれば明らかなように、これに対応してガス側飽和温度も変化するので、過熱度も伴って変化する。このような過程を用いて、膨張弁制御部24は、適切な過熱度が得られるように電子膨張弁5を制御する。なお、ステップS104は、冷凍機1の運転が続く限り連続的に行われてよい。
In S104, the
In detail, the
上記のように、本発明では、飽和温度テーブルからガス側飽和温度を決定し、蒸発器6の出口温度を測定することによって、過熱度を決定する。一方でこのような構成は、ガス側飽和温度として蒸発器6の入口温度を測定し、出口温度との差分から過熱度を算出する方法に比べて、より正確な過熱度制御を可能にする。例えば、図4の冷媒R452Aが示すように、気相および液相の混合領域において等圧状態であっても温度変化が生じる場合があり、このような特性は「温度グライド特性」と呼ばれる。温度グライド特性を有する冷媒では、蒸発器6の入口温度が冷媒のガス側飽和温度と異なってしまうという問題がある。従って、本発明のように、飽和温度テーブルから直接ガス側飽和温度を算出することにより、より正確な過熱度を知ることができ、より正確に過熱度制御を行うことが可能である。 As described above, in the present invention, the degree of superheat is determined by determining the gas-side saturation temperature from the saturation temperature table and measuring the outlet temperature of the evaporator 6. On the other hand, such a configuration enables more accurate control of the degree of superheat as compared with the method of measuring the inlet temperature of the evaporator 6 as the gas side saturation temperature and calculating the degree of superheat from the difference with the outlet temperature. For example, as the refrigerant R 452A in FIG. 4 shows, temperature change may occur even in the mixed region of the gas phase and the liquid phase even under the equal pressure state, and such a characteristic is called “temperature glide characteristic”. A refrigerant having temperature glide characteristics has a problem that the inlet temperature of the evaporator 6 is different from the gas side saturation temperature of the refrigerant. Therefore, as in the present invention, by calculating the gas side saturation temperature directly from the saturation temperature table, it is possible to know more accurate degree of superheat and to perform superheat degree control more accurately.
(第1の実施形態の作用・効果)
以上、第1の実施形態に係る冷凍機1によれば、異なる冷媒が冷凍機1に用いられた場合であっても、冷凍機1の記録部4が複数の種類の冷媒に対応する飽和温度テーブルを有していることから、使用される冷媒に対応する飽和温度テーブルを選択することによって、最適の過熱度制御を行うことが可能である。
(Operation and effect of the first embodiment)
As described above, according to the
<実施形態2>
本願の第2の実施形態では、第1の実施形態の制御部2の構成に加えて、操作者が適合する冷媒のみを選択可能とする機能を提供する。従って、本願の第2の実施形態は、第1の実施形態に対して任意に適用可能な付加的な構成を開示する。
Second Embodiment
In the second embodiment of the present application, in addition to the configuration of the
一般に、冷凍機は許容圧力を有しており、この許容圧力は冷媒容器の許容圧力等に由来している。従って、冷凍機が全ての冷媒に適合することは現実的には不可能であり、冷凍機は、所定の圧力特性を有する冷媒に適合する。また、冷凍機には、ポリオールエステル(POE)油等の潤滑油が用いられるが、各潤滑油に対しても適した冷媒が存在している。
本願の第2の実施形態では、上記の点に鑑み、冷凍機の所定の条件において、操作者が適した冷媒を選択できるように冷凍機が構成される。
Generally, the refrigerator has an allowable pressure, which is derived from the allowable pressure of the refrigerant container and the like. Therefore, it is practically impossible for the refrigerator to be compatible with all the refrigerants, and the refrigerator is compatible with the refrigerant having a predetermined pressure characteristic. Moreover, although lubricating oils, such as polyol ester (POE) oil, are used for a refrigerator, the refrigerant | coolant suitable also for each lubricating oil exists.
In the second embodiment of the present application, in view of the above, the refrigerator is configured such that the operator can select a suitable refrigerant under predetermined conditions of the refrigerator.
図7は、図2に示される制御部2および記録部4の機能構成に加えて、制御部2および記録部4が備えるさらなる機能構成を示す図である。説明を容易にするために、図7では、図2に記載される制御部2の各構成要素の記載を省略する。
FIG. 7 is a diagram showing further functional configurations included in the
記録部4は、飽和温度テーブルに加えて、冷凍機1の許容圧力の情報(以下、「許容圧力情報」と呼ぶ)、および冷凍機1に使用される潤滑油の情報(以下、「潤滑油情報」と呼ぶ)をさらに記録する。冷凍機1の許容圧力は、冷凍機1の冷媒容器の設計、およびその他の冷凍機1の設計に基づき事前に決定される。
The
制御部2は、図2に示される各構成要素(図示せず)に加えて、適合冷媒決定部26と、適合冷媒情報提供部27と、警告情報提供部28とをさらに備える。
The
適合冷媒決定部26は、記録部4に記録される許容圧力情報、および潤滑油情報に基づき、記録部4に記録された飽和温度テーブルに対応する冷媒の中から、冷凍機1の許容圧力および冷凍機1に使用される潤滑油に適合する冷媒(以下、「適合冷媒」と呼ぶ)を決定する。本実施形態では、許容圧力情報および潤滑油情報の両方に基づいて適合冷媒を決定するが、他の実施形態では、どちらか一方の情報に基づいて適合冷媒を決定してもよい。
From the refrigerant corresponding to the saturation temperature table recorded in the
適合冷媒情報提供部27は、適合冷媒決定部26によって決定された、適合冷媒の情報を、制御インターフェイス3に提供する。制御インターフェイス3がディスプレイを含む場合では、適合冷媒をディスプレイ上に表示することによって、適合冷媒のみを操作者が選択可能にすることができる。また、制御インターフェイス3が物理的なスイッチによって実施される場合においても、適合冷媒に対応するスイッチをランプの点灯等により明示することにより、操作者に適合冷媒を知らせることが可能である。一方で、このような実施形態に限定されず、制御インターフェイス3は、適合冷媒の情報を利用し任意の形態によって、適合冷媒を操作者に通知するように構成されてよい。
The compatible refrigerant
警告情報提供部28は、制御インターフェイス3において、適合しない冷媒が選択された場合に、警告情報を制御インターフェイス3に提供する。具体的には、図2に示される冷媒選択信号取得部25が、操作者によって選択された冷媒を示す信号を制御インターフェイス3から取得する。警告情報提供部28は、この選択された冷媒が、適合冷媒決定部26によって決定された適合冷媒以外のものである場合に、制御インターフェイス3に警告情報を提供する。当該構成は、制御インターフェイス3が、基板上に設けられるディップスイッチ等の物理的なスイッチを含む場合において特に有用である。
The warning
また、上記の構成に加えて、制御部2は、適合しない冷媒が選択された場合に、冷凍機1の制御を行わないように制御することも可能である。また、さらなる他の実施形態では、記録部4は、どの冷媒がASHRAEの安全等級A1(無毒、不燃)であるかについての情報を記録することもでき、制御部2は、ASHRAEの安全等級A1(無毒、不燃)である冷媒のみを操作者が選択可能なように、制御インターフェイス3を制御してもよい。
Further, in addition to the above configuration, the
図8は、第2の実施形態に係る制御部の処理フローを示す図である。
図8の処理フローは、図6に示される処理フローが開始する前に実行されてよい。
FIG. 8 is a diagram showing a process flow of the control unit according to the second embodiment.
The process flow of FIG. 8 may be performed before the process flow shown in FIG. 6 starts.
ステップS201において、制御部2は、記録部4に記録される許容圧力情報、および潤滑油情報に基づき、記録部4に記録された飽和温度テーブルに対応する冷媒の中から、冷凍機1の適合冷媒を決定する。
ステップS202において、制御部2は、決定された適合冷媒の情報を、制御インターフェイス3に提供する。制御インターフェイス3は、受信した適合冷媒の情報を用いて、任意の態様で操作者に適合冷媒の通知を行うことができる。また、制御インターフェイス3がディスプレイを含む場合では、適合冷媒のみを選択可能に表示してもよい。この場合、操作者は適合冷媒のみを選択可能であるので、下記ステップS203を省略し、図6に記載の処理に続いてもよい。
ステップS203において、制御部2は、制御インターフェイス3から、冷媒の選択を示す信号を受信し、選択された冷媒が、決定された適合冷媒に含まれるものであるか否かを判定する。
ステップS203においてYESの場合、つまり制御インターフェイス3において適合冷媒が選択された場合では、制御部の2の処理は、図6に示されるステップS101の処理フローに続く。
ステップS203においてNOの場合、つまり制御インターフェイス3において適合しない冷媒が選択された場合に、ステップS204において、警告情報を制御インターフェイス3に提供し、提供者に適合冷媒の選択を促す。この場合ステップS203に戻り、選択された冷媒が、決定された適合冷媒に含まれるものであるか否かを判定してよい。
In step S201, based on the allowable pressure information recorded in the
In step S202, the
In step S203, the
If YES in step S203, that is, if the compatible refrigerant is selected in the control interface 3, the process of 2 of the control unit continues to the process flow of step S101 shown in FIG.
In the case of NO at step S203, that is, when an incompatible refrigerant is selected at the control interface 3, warning information is provided to the control interface 3 at step S204, and the provider is prompted to select an adapted refrigerant. In this case, the process may return to step S203 to determine whether the selected refrigerant is included in the determined compatible refrigerant.
(作用・効果)
以上、第2の実施形態に係る冷凍機1によれば、操作者は、冷凍機の許容圧力および潤滑油、またはその他の冷媒についての条件を知らずとも、冷凍機に適合する冷媒を確実に選択可能とすることができる。従って、適合しない冷媒を使用することによる、冷凍機の故障等を未然に防ぐことが可能である。
(Action / effect)
As described above, according to the
また、上述の各実施形態においては、上述した制御部2の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって上記各種処理が行われる。また、コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD−ROM、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
In each of the above-described embodiments, the process of the
上記プログラムは、上述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。更に、冷凍機1の制御部2は、他の実施形態においては、1台のコンピュータで構成されていても良いし、通信可能に接続された複数のコンピュータで構成されていてもよい。
The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, it may be a so-called difference file (difference program) that can realize the above-described functions in combination with a program already recorded in the computer system. Furthermore, in another embodiment, the
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 While certain embodiments have been described, these embodiments have been presented by way of example only, and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in other various forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof as well as included in the scope and the gist of the invention.
1 冷凍機
2 制御部
3 制御インターフェイス
4 記録部
5 電子膨張弁
6 蒸発器
7 圧力センサ
8 温度センサ
9 圧縮器
10 凝縮器
21 圧力取得部
22 温度取得部
23 飽和温度テーブル取得部
24 膨張弁制御部
25 冷媒選択信号取得部
26 適合冷媒決定部
27 適合冷媒情報提供部
28 警告情報提供部
REFERENCE SIGNS
Claims (12)
前記冷凍機内の蒸発器の出口における冷媒の圧力を検出する圧力センサから、前記蒸発器の出口圧力を取得する圧力取得部と、
前記蒸発器の出口における前記冷媒の温度を検出する温度センサから、前記蒸発器の出口温度を取得する温度取得部と、
前記取得された出口圧力に対応する冷媒のガス側飽和温度、および前記取得された出口温度に基づき、所定の過熱度を得られるように、前記冷凍機内の電子膨張弁の膨張弁開度を制御する膨張弁制御部と
を備える、制御装置。 A control device that controls a refrigerator according to different refrigerants, wherein
A pressure acquisition unit that acquires the outlet pressure of the evaporator from a pressure sensor that detects the pressure of the refrigerant at the outlet of the evaporator in the refrigerator;
A temperature acquisition unit that acquires the outlet temperature of the evaporator from a temperature sensor that detects the temperature of the refrigerant at the outlet of the evaporator;
The expansion valve opening degree of the electronic expansion valve in the refrigerator is controlled to obtain a predetermined degree of superheat based on the refrigerant gas side saturation temperature corresponding to the acquired outlet pressure and the acquired outlet temperature. And an expansion valve control unit.
前記膨張弁制御部が、前記取得された飽和温度テーブルに基づき、前記取得された出口圧力に対応する前記冷媒のガス側飽和温度を決定する、請求項1に記載の制御装置。 A saturation temperature table acquisition unit for acquiring one of a plurality of saturation temperature tables recorded in a recording unit in the refrigerator, wherein each of the plurality of saturation temperature tables corresponds to a different refrigerant, and the saturation temperature The table further comprises a saturation temperature table acquisition unit, which specifies the gas side saturation temperature at each pressure for the corresponding refrigerant,
The control device according to claim 1, wherein the expansion valve control unit determines a gas side saturation temperature of the refrigerant corresponding to the acquired outlet pressure based on the acquired saturation temperature table.
前記飽和温度テーブル取得部が、前記特定の冷媒の選択を示す信号に基づき、前記特定の冷媒に対応する飽和温度テーブルを前記複数の飽和温度テーブルから選択する、請求項2に記載の制御装置。 The system further includes a refrigerant selection signal acquisition unit that acquires a signal indicating selection of a specific refrigerant from the control interface of the refrigerator,
The control device according to claim 2, wherein the saturation temperature table acquisition unit selects a saturation temperature table corresponding to the specific refrigerant from the plurality of saturation temperature tables based on a signal indicating selection of the specific refrigerant.
前記許容圧力の情報に基づき、前記記録部に記録された複数の飽和温度テーブルに対応する冷媒から、前記冷凍機に適合する冷媒を決定する適合冷媒決定部と、
前記決定された冷媒の情報を、前記冷凍機の制御インターフェイスに提供する適合冷媒情報提供部と
をさらに備える、請求項2に記載の制御装置。 The recording unit records information of an allowable pressure of the refrigerator,
A compatible refrigerant determination unit that determines a refrigerant compatible with the refrigerator from the refrigerants corresponding to the plurality of saturation temperature tables recorded in the recording unit based on the information of the allowable pressure;
The control device according to claim 2, further comprising: a compatible refrigerant information provision unit that provides the determined refrigerant information to a control interface of the refrigerator.
前記潤滑油の情報に基づき、前記記録部に記録された複数の飽和温度テーブルに対応する冷媒から、前記冷凍機に適合する冷媒を決定する適合冷媒決定部と、
前記決定された冷媒の情報を、前記冷凍機の制御インターフェイスに提供する適合冷媒情報提供部と
をさらに備える、請求項2に記載の制御装置。 The recording unit records information of lubricating oil used in the refrigerator,
A compatible refrigerant determination unit configured to determine a refrigerant compatible with the refrigerator from refrigerants corresponding to a plurality of saturation temperature tables recorded in the recording unit based on information of the lubricating oil;
The control device according to claim 2, further comprising: a compatible refrigerant information provision unit that provides the determined refrigerant information to a control interface of the refrigerator.
前記特定の冷媒の選択を示す信号が、前記冷凍機に適合する冷媒以外の冷媒の選択を示す場合に、前記冷凍機の制御インターフェイスに警告情報を提供する警告情報提供部と
をさらに備える、請求項4または5に記載の制御装置。 A refrigerant selection signal acquisition unit for acquiring a signal indicating selection of a specific refrigerant from the control interface of the refrigerator;
And a warning information providing unit that provides warning information to a control interface of the refrigerator, when the signal indicating the selection of the specific refrigerant indicates the selection of a refrigerant other than the refrigerant compatible with the refrigerator. Item 5. The control device according to item 4 or 5.
前記取得された出口温度から前記冷媒のガス側飽和温度を引くことで現在の過熱度を決定し、
前記現在の過熱度を前記所定の過熱度に近づけるように、前記冷凍機内の電子膨張弁の膨張弁開度を制御する、請求項2に記載の制御装置。 The expansion valve control unit
The current degree of superheat is determined by subtracting the gas side saturation temperature of the refrigerant from the acquired outlet temperature,
The control device according to claim 2, wherein an expansion valve opening degree of an electronic expansion valve in the refrigerator is controlled so that the current superheat degree approaches the predetermined superheat degree.
膨張弁開度を自由に変更可能な電子膨張弁と、
前記電子膨張弁によって膨張した冷媒を蒸発させる蒸発器と、
前記蒸発器の出口における冷媒の圧力を検出する圧力センサと、
前記蒸発器の出口における前記冷媒の温度を検出する温度センサと、
前記膨張弁開度を制御する制御部とを備え、
前記制御部が、前記圧力センサによって検出された前記圧力に対応する冷媒のガス側飽和温度、および前記温度センサによって検出された前記温度に基づき、所定の過熱度を得られるように、前記電子膨張弁の膨張弁開度を制御するように構成される、冷凍機。 A refrigerator operating according to different refrigerants,
Electronic expansion valve which can freely change the degree of expansion valve opening,
An evaporator for evaporating the refrigerant expanded by the electronic expansion valve;
A pressure sensor for detecting the pressure of the refrigerant at the outlet of the evaporator;
A temperature sensor for detecting the temperature of the refrigerant at the outlet of the evaporator;
And a control unit that controls the degree of opening of the expansion valve.
The electronic expansion such that the control unit can obtain a predetermined degree of superheat based on the gas-side saturation temperature of the refrigerant corresponding to the pressure detected by the pressure sensor and the temperature detected by the temperature sensor A refrigerator configured to control an expansion valve opening degree of a valve.
前記冷凍機内の蒸発器の出口における冷媒の圧力を検出する圧力センサから、前記蒸発器の出口圧力を取得するステップと、
前記蒸発器の出口における前記冷媒の温度を検出する温度センサから、前記蒸発器の出口温度を取得するステップと、
前記取得された出口圧力に対応する冷媒のガス側飽和温度、および前記取得された出口温度に基づき、所定の過熱度を得られるように、前記冷凍機内の電子膨張弁の膨張弁開度を制御するステップと
を含む、制御方法。 A method of controlling a refrigerator according to different refrigerants, wherein
Obtaining the outlet pressure of the evaporator from a pressure sensor that detects the pressure of the refrigerant at the outlet of the evaporator in the refrigerator;
Obtaining the outlet temperature of the evaporator from a temperature sensor that detects the temperature of the refrigerant at the outlet of the evaporator;
The expansion valve opening degree of the electronic expansion valve in the refrigerator is controlled to obtain a predetermined degree of superheat based on the refrigerant gas side saturation temperature corresponding to the acquired outlet pressure and the acquired outlet temperature. And a controlling method.
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