KR101526338B1 - 공기조화기의 제습운전방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기조화기의 제습 운전방법에 관한 것으로서, 제습운전 시 압축기 구동에 따른 가중치를 실내부하에 따라 부여를 하여, 압축기의 구동을 제어함으로써, 압축기가 동작 또는 동작정지를 반복하여 효과적인 습도제어가 가능하도록 하고, 그에 따라 쾌적한 환경을 제공하여 만족도를 향상시키는 효과가 있다.

공기조화기, 제습운전, 압축기, 냉방모드, 습도제어

Description

공기조화기의 제습운전방법{Dehumidification controlling method for Air conditioner}

본 발명은 공기조화기의 제습운전방법에 관한 것으로서, 특히 제습운전 중의 압축기 구동을 제어함으로써, 효과적인 제습운전이 가능하도록 하는 공기조화기의 제습운전방법에 관한 것이다.

공기조화기는 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위해 실내로 냉온의 공기를 토출하여, 실내 온도를 조절하고, 실내 공기를 정화하도록 함으로서 인간에게 보다 쾌적한 실내 환경을 제공하기 위해 설치된다. 일반적으로 공기조화기는 열교환기로 구성되어 실내에 설치되는 실내기와, 압축기 및 열교환기 등으로 구성되어 실내기로 냉매를 공급하는 실외기를 포함한다.

이러한 공기조화기는 열교환기로 구성된 실내기와, 압축기 및 열교환기 등으로 구성된 실외기로 분리되어 제어되며, 압축기 또는 열교환기로 공급되는 전원을 제어함으로서 동작된다. 또한, 공기조화기는 실외기에 적어도 하나의 실내기가 연결될 수 있으며, 요청되는 운전 상태에 따라, 실내기로 냉매를 공급하여, 냉방 또는 난방모드로 운전된다.

이러한 공기조화기는 실내공기의 온도 조절 뿐 아니라, 습도를 조절하는 기능까지 수행하고 있는데, 종래의 습도 조절은 위한 제습운전 시, 절대습도를 감소시키는 것은 용이하나, 제습운전에 따른 실내 온도 또한 감소되므로, 상대습도의 변화는 매우 작아, 실질적으로 사용자가 체감하는 상대습도를 조절하지 못해 제습효과가 저하되는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 제습운전 중, 측정되는 습도에 따른 가중치를 부여하여 압축기가 구동되도록 함으로써, 제습운전 시 효과적인 습도조절이 가능하도록 하는 공기조화기의 제습운전방법을 제공하는데 있다.

본 발명에 따른 공기조화기의 제습운전방법은 제습모드 설정에 따라, 희망습도가 입력되는 단계, 실내 온도 및 습도에 대응하여 압축기 구동에 따른 기본스텝을 설정하고, 상기 압축기와, 실내팬이 동작되어 제습운전이 시작되는 단계, 제습운전 중, 상기 압축기의 목표스텝을 설정하는 단계, 상기 압축기가 상기 목표스텝에 도달하는 경우, 상기 압축기가 동작정지되는 단계 및 상기 희망습도 도달 시 제습운전을 정지하고, 상기 희망습도에 도달하지 못한 경우, 제습운전을 다시 시작하는 단계를 포함한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 공기조화기의 제습운전방법은 측정되 는 온도 및 습도에 따라, 제습운전중의 압축기 구동에 따른 가중치를 부여하고, 압축기 구동에 따른 목표스텝을 설정하여 압축기가 동작되도록 함으로써, 효과적인 제습운전이 가능하고, 압축기의 구동 제어가 용이하며, 실내 습도를 용이하게 조절할 수 있어, 그에 따라 쾌적한 환경을 제공하여 만족도를 향상시키는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 운전 정지 상태가 도시된 사시도이고, 도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 또 다른 예로서, 동작 중인 상태가 도시된 사시도이다.

본 발명의 공기조화기는 본체(2)가 스텐드형 공기조화기나 벽걸이형 공기조화기나 천장형 공기조화기 등의 어느 경우에도 적용 가능하나, 이하 편의를 위해 스텐드형 공기조화기를 예로 들어 설명한다.

본체(2)는 도1 및 도2 와 같이, 하부에 공기 흡입구(4)(6)가 형성되고, 상부에 공기 토출구(8)(10)가 형성되어, 공기 흡입구(4)(6)를 통해 공기를 흡입하여 내부에서 공조한 후 공기 토출구(8)(10)를 통하여 공기를 토출하는 유로를 갖는다.

그리고 본체(2)의 내부에는 실내의 공기를 본체(2) 내부로 흡입한 후 본체(2)의 외부로 토출되게 송풍력을 발생시키는 실내팬(미도시)과, 실내팬에서 송풍된 공기를 냉매와 열교환시키는 실내열교환기(미도시)를 포함한다.

한편, 본체(2)에는 공기 흡입구(4)(6)와 공기 토출구(8)(10) 중 적어도 하나를 여닫음과 아울러 공기를 안내하는 베인(22, 26)이 설치된다. 이하, 베인(22, 26)은 공기 흡입구(4, 6)와 공기 토출구(8, 10)를 동시에 함께 여닫음과 아울러 흡입 공기와 토출 공기 모두를 안내하는 것으로서, 전체적으로 상하 방향으로 길게 형성된다.

또한, 본체(2)는 베이스(12), 캐비닛(20), 하부 및 상부 패널(미도시)을 포함한다. 베이스(12)는 본체(2)의 전면부 외관을 형성하고 캐비닛(20)과 하부 패널 등을 지지한다. 캐비닛(20)은 본체(2)의 후방부 외관을 형성하고, 베이스(12)의 후방부 상측에 위치되게 설치된다.

하부 패널은 좌측 공기 흡입구(4)가 형성된 좌측 하부 패널(미도시)과, 우측 공기 흡입구(6)가 형성된 우측 하부 패널(미도시)로 이루어진다. 좌측 하부 패널은 캐비닛(20)의 하부 전방 위치인 베이스(12)의 전방부 좌측 위에 배치되게 설치되고, 좌측 공기 흡입구(4)는 좌우 방향으로 개구 형성되거나 좌측 전방 방향으로 개구되게 형성된다.

우측 하부 패널은 캐비닛(20)의 하부 전방 위치인 베이스(12)의 전방부 우측 위에 배치되게 설치되고, 우측 공기 흡입구(8)는 좌우 방향으로 개구 형성되거나 우측 전방 방향으로 개구되게 형성된다.

상부 패널은 캐비닛(20)의 전방 상부에 배치되고, 좌측 토출부(미도시)에 좌측 공기 토출구(8)가 좌우 방향으로 개구 형성되거나 좌측 전방 방향으로 개구 형성된다. 여기서, 좌측 토출부는 좌측 베인(22)의 닫힘 시 좌측 베인(22)에 돌출되게 구비된 좌측 풍향 조절부(24)가 삽입되어 수용되도록 본체(2)의 내측 방향으로 함몰 형성된다.

그리고 상부 패널은 우측 토출부(미도시)가 형성되고, 우측 토출부에 우측 공기 토출구(10)가 좌우 방향으로 개구 형성되거나 우측 전방 방향으로 개구 형성된다. 여기서, 우측 토출부는 우측 베인(26)의 닫힘 시 우측 베인(26)에 돌출되게 구비된 우측 풍향 조절부(28)가 삽입되어 수용되도록 본체(2)의 내측 방향으로 함몰 형성된다.

그리고 본체(2)의 전방에는 전면 패널(30)이 좌, 우 중 일 측으로 중심으로 회전 동작되도록 연결된다.

전면 패널(30)은 공기조화기의 전면측 외관을 형성하는 것으로서, 베이스(12) 및 좌측 하부 패널과 우측 하부 패널과 상부 패널 중 적어도 하나에 고정되게 장착되는 것도 가능하고, 좌측 하부 패널과 우측 하부 패널의 사이의 공간을 개폐하도록 베이스(12) 및 좌측 하부 패널과 우측 하부 패널과 상부 패널 중 적어도 하나에 좌, 우 중 일 측으로 회전 가능하게 연결되는 것도 가능함은 물론이다.

한편, 도 2와 같이, 본체(2)에는 공기 토출구(42)가 형성된 토출구 유닛(40)이 형성되고, 토출구 유닛(40)이 본체(2)의 내측 상부에서 본체(2)의 위로 상승되고 본체(2)의 위에서 본체(2)의 내측으로 하강되는 토출부 구조를 갖는다.

여기서, 본체(2)는 그 상면 전체가 상하 방향으로 개방된 개구면을 갖거나 그 상면에 상하 방향으로 개구된 개구부가 형성되고, 토출구 유닛(40)은 본체(2)의 개구면이나 개구부를 통해 승강 구동된다.

또한, 본체(2)는 사용자의 명령이 입력되는 입력부, 동작상태가 표시되는 출력부가 구비될 수 있다.

도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 구성이 도시된 블록도이다.

도 3을 참조하면, 공기조화기 본체(2)는 습도감지부(20), 온도감지부(30), 데이터부(40), 입력부(50), 출력부(60), 팬제어부(70), 통신부(80)를 포함하고, 상기와 같은 구성에 따른 동작 전반을 제어하는 제어부(10)를 포함한다.

통신부(80)는 소정의 통신방식에 따라 실외기(O)와 데이터를 송수신할 수 있다. 데이터부(40)는 공기조화기 운전에 사용되는 제어데이터, 출력부(60)를 통해 출력되는 화면구성데이터, 효과음데이터와 같은 데이터가 저장된다.

입력부(50)는 누름 조작 또는 터치를 통한 데이터 입력 수단이 적어도 하나 구비되어, 입력되는 데이터를 제어부(10)로 인가한다. 입력부(50)는 공기조화기의 운전에 따른 사용자 명령, 설정데이터가 입력되며, 구동명령, 또는 동작정지 명령을 입력받아 제어부(10)로 인가한다. 또한, 입력부(50)는 제습운전에 따른 희망습도가 입력된다.

출력부(60)는 문자, 숫자, 심볼 이미지의 출력이 가능한 표시수단을 포함하여, 공기조화기의 운전 상태를 화면에 표시한다. 이때, 출력부(60)는 스피커 또는 램프를 더 포함할 수 있으며, 동작 상태에 따라 경고음 또는 효과음을 출력하거나, 램프가 점등 또는 점멸되도록 하여 동작 상태를 출력한다.

습도감지부(20)는 적어도 하나의 습도센서를 포함하여 실내 습도를 측정한다. 또한, 온도감지부(30)는 적어도 하나의 온도센서를 포함하여 실내 온도를 측정한다. 여기서, 습도감지부(20) 및 온도감지부(30)는 측정되는 온도 와 습도 데이터 를 제어부(10)로 인가한다. 이때, 습도감지부(20)를 통해 측정되는 습도는 절대습도이고, 온도감지부(30)를 통해 감지되는 온도는 건구온도이다. 더불어, 입력부(50)를 통해 입력되는 희망습도는, 실내의 사용자가 체감하는 습도값이므로, 상대습도을 기준으로 하는 것이 바람직 하나, 경우에 따라 절대습도값으로 사용될 수 있다.

공기조화기 본체(2)는 열교환기, 실내팬(80)을 포함하며 제어부(10)의 제어명령에 대응하여 공기조화기의 동작을 제어한다. 팬제어부(70)는 실내 팬의 구동 및 회전 속도를 제어한다. 또한, 본체(2)는 제어부(10)의 제어명령에 대응하여, 실내로 토출되는 공기의 방향을 조절하는 풍향조절장치를 포함할 수 있으며 이는, 토출구 개방 시 토출되는 공기가 상하좌우로 변경되도록 하는 것으로 전술한 도 2에서와 같이, 좌측 풍향 조절부(24), 우측 풍향 조절부(28)를 포함하고, 또한, 상부의 토출구 유닛(40)의 상부 풍향조절부(78)를 포함한다.

제어부(10)는 입력부(50)를 통해 입력되는 운전 설정에 대응하여 압축기, 열교환기, 실내팬의 구동을 제어하여 소정 동작이 수행되도록 하고, 동작 수행 완료 시 그에 따른 데이터가 출력부(60)를 통해 출력되도록 제어한다.

특히, 제어부(10)는 운전 설정에 따라, 공기조화기가 냉방 또는 난방모드로 동작되도록 하고, 그에 대응하여 열교환기 및 실내팬을 제어하며, 통신부(90)를 통해 실외기(O)로 운전설정에 대한 정보를 전송한다. 이때, 제어부(10)는 실외기(O)의 압축기의 구동 여부에 따라 실내팬이 동작되도록 팬제어부(70)를 제어한다. 여기서, 팬제어부(70)는 제어부(10)의 제어명령에 대응하여, 실내팬의 동작 여부 및 회전 속도를 제어한다.

특히, 제어부(10)는 제습운전을 수행하는 경우, 온도와 습도에 따른 실내부하에 대응하여 압축기의 기본스텝을 설정하고, 가중치에 따라 목표스텝을 설정하여 실외기(O)로 전송함으로써 압축기가 구동되도록 한다.

제어부(10)는 제습운전 시, 공기조화기가 냉방모드로 운전되도록 설정하고, 실내팬이 약풍모드로 동작되도록 한다. 여기서, 냉방운전 시 제습 효과가 크며, 풍향은 상대습도의 변화에는 크게 관여하지 않고 실내 온도의 하강에 영향을 주므로 약풍으로 설정되는 것이 바람직하다.

실외기의 압축기는 상기와 같이 제어부(10)에 의해 설정되는 기본 스텝에 따라 구동되고, 제습운전 중 목표스텝에 도달되면, 동작을 정지한다. 압축기는 목표스템을 기준으로 동작 또는 동작정지를 반복 수행한다. 그에 따라 공기조화기는 희망습도에 도달되기까지 제습운전을 수행한다. 이때, 기본스텝은 압축기 구동에 따른 기본 운전주파수 이고, 목표스텝은 압축기의 운전주파수 증가 시, 도달할 최대 목표 운전주파수이다.

여기서, 압축기의 기본스텝 및 목표스텝의 설정은 경우에 따라, 실내기 또는 실외기 중 어느 하나에서 설정될 수 있는 것으로, 본 발명의 공기조화기 본체(2)에서 수행되는 것으로 기재하나, 이에 한정되지 않으며, 기본 스템 및 목표스텝의 설정에 대한 주체는 가변될 수 있음을 명시한다.

제어부(10)는 측정된 실내온도 및 습도에 따라, 현열부하와 잠열부하를 고려하여 실내부하를 연산하고, 실내부하에 대응하여 상기 기본스텝을 설정하며, 측정 되는 온도에 따라, 희망습도와 습도 차에 대응하여 가중치를 설정하여 목표스텝을 설정하게 된다. 여기서, 현열부하는 공기 온도에 따른 부하이고, 잠열부하는 물질 상변화에 요구되는 열량을 기준으로 하는 부하로써, 제어부(10)는 현열부하와 잠열부하를 고려함으로써, 습도량에 따른 열량 계산이 가능하게 되어, 희망습도로 실내 상대습도를 조절하는 데에 필요한 공기조화기 운전에 따른 실내 부하를 산출하게 된다. 이때, 제어부(10)는 습도차에 따른 가중치 테이블을 설정하여, 습도차에 따라 가중치를 설정할 수 있다. 또한, 습도차는 희망습도가 상대습도값인 경우에는 온도를 기준으로 연산된 상대습도와의 비교를 통해 산출될 수 있으며, 절대습도값인 경우에는 측정되는 습도값이 사용될 수 있다. 이하, 희망습도가 상대습도인것으로 예로하나 이에 한정되지 않는다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 동작을 살펴보면 다음과 같다.

도 4 는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 제습운전방법이 도시된 순서도이다.

도 4를 참조하면, 입력부(50)에 의해, 제습모드가 설정되면(S310), 제습모드에 따른 희망습도가 입력된다(S320). 이때, 입력되는 희망습도는 사용자가 체감하는 습도값을 기준으로 하므로 상대습도를 기준으로 하는 것이 바람직 하다.

공기조화기 본체(2)는 입력된 설정에 따라 제습운전을 수행하는데, 제어부(10)는 운전 시작 전, 온도 감지부(30)와, 습도감지부(20)를 제어하여, 실내의 현재 온도와 습도를 감지한다(S330).

제어부(10)는 습도 감지부(20) 및 온도 감지부(30)에 의해 입력되는 초기온도와 초기 습도 값으로 저장하고, 이를 이용하여 실내부하를 산출한다(S340). 이때, 감지되는 온도는 건구온도이고, 습도는 절대 습도이다. 제어부(10)는 감지되는 온도와 습도값을 이용하여 희망습도에 도달하기 위한 실내부하를 산출하여, 제습운전에 따른 압축기의 기본 스텝을 설정 한다(S350). 여기서, 압축기 기본 스텝은 냉방부하에 따른, 압축기 운전주파수 설정방법에 따른다.

제어부(10)는 공기조화기가 냉방모드로 운전되도록 하고, 풍량은 약풍으로 설정하여 제습운전이 수행되도록 한다(S360). 이때, 실외기(O)는 설정된 기본스텝에 따라 압축기를 냉방모드로 구동시키고, 압축기는 기본스텝을 초기 운전주파수로 하여 동작된다(S440). 또한, 팬제어부(70)는 풍량이 약풍으로 설정됨에 따라, 실내팬의 구동을 제어한다(S370).

제습운전 중, 제어부(10)는 온도감지부(30)와 습도감지부(20)를 통해 소정 시간 간격으로 실내 온도 및 습도를 입력받는다(S380).

제어부(10)는 입력되는 온도값과 습도값을 이용하여, 현재 온도를 기초로 상대습도를 산출하고, 희망습도와 산출된 상대습도의 습도차를 연산하여, 습도차에 따른 가중치를 설정한다(S390). 또한, 제어부(10)는 가중치를 기본스텝에 곱한 값을 목표스텝으로 설정하여(S400) 실외기(O)로 전송한다(S400).

제어부(10)는 희망습도에 도달하기 까지 제습운전을 유지한다(S370).

여기서, 실외기의 압축기는 기본스텝에 따라 구동 후, 운전주파수를 증가시키면서 동작되는데, 운전주파수가 목표스텝에 도달하면, 동작을 정지한다(S450, S460, S470).

여기서, 압축기의 동작이 정지되면, 통신부(80)를 통해 제어부(10)로 압축기 동작 정지에 대한 정보가 입력되고, 제어부(10)는 희망습도에 도달하지 않은 경우, 소정 시간 경과 후, 압축기가 재 기동되도록 한다.

제어부(10)는 상기와 같은 과정을 반복 수행하면서(S340 내지 S410) 희망습도에 도달되면, 제습운전을 종료 한다(S420). 제습운전이 종료되면, 압축기도 동작 정지된다(S470).

도 5 는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 동작 시, 공간온도와 공간습도의 관계가 도시된 그래프이고, 도 6 은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기 동작 시, 상대습도 변화가 도시된 그래프이다.

공기조화기는 상기와 같이 온도와 습도에 따른 실내부하를 고려하여 제습운전에 따른 압축기 구동을 제어함으로써, 실내 습도를 저하시키게 된다.

도 5를 참조하면, 제 1 그래프(L1)는 공간 상대 습도가 도시된 것이고, 제2 그래프(L2)는 공간온도가 도시된 것이다.

상기와 같이 제습 운전되면, 시간이 경과됨에 따라 공간 내의 상대 습도가 저하되게 된다. 또한, 상대습도가 감소됨에 따라 실내 온도(건구온도) 또한 감소하게 된다.

제습운전에 따른 상대습도 변화를 습공기 선도상의 그래프로 보면 다음과 같다. 도 6에서 제 3 그래프(L3)는 절대습도이고 제 4 그래프(L4)는 상대습도, 제 5 그래프는 온도(건구온도)(L5)를 나타낸 것이다.

공기조화기 본체가 제습운전을 수행하면, 도 6과 같이, 제습 운전 전(P1) 절대습도 약 72%, 상대습도 79%, 온도26도에서, 전술한 바와 같이 압축기를 목표스텝까지 구동하여 제습 운전 후(P2) 절대습도 약 35%, 상대습도50%, 온도 18도 로 절대습도 뿐 아니라, 상대습도 또한 변화되는 것을 알 수 있다.

따라서 본 발명에 따른 공기조화기의 제습운전방법은 온도와 습도를 고려하여 실내부하를 산출하여 압축기를 구동하고, 운전 중 감지되는 습도와 온도에 따른 가중치를 부여하여 압축기의 목표스텝을 설정하여 제습운전을 수행함으로써, 상대습도를 효과적으로 제어하게 된다.

이상과 같이 본 발명에 의한 공기조화기의 제습운전방법을 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않고, 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 응용될 수 있다.

도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 운전 정지 상태가 도시된 사시도,

도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 또 다른 예로서, 동작 중인 상태가 도시된 사시도,

도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 구성이 도시된 블록도,

도 4 는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 상대습도 제습운전방법이 도시된 순서도,

도 5 는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 동작 시, 공간온도와 공간습도의 관계가 도시된 그래프,

도 6 은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기 동작 시, 상대습도 변화가 도시된 그래프이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

2: 본체

10: 제어부 20: 습도감지부

30: 온도감지부 40: 데이터부

50: 입력부 60: 출력부

70: 팬제어부 80: 통신부

Claims (8)

1. 제습모드 설정에 따라, 희망습도가 입력되는 단계;

   실내 온도 및 습도에 대응하여 압축기 구동에 따른 기본스텝을 설정하고, 상기 압축기와, 실내팬이 동작되어 제습운전이 시작되는 단계;

   제습운전 중, 상기 압축기의 목표스텝을 설정하는 단계;

   상기 압축기가 상기 목표스텝에 도달하는 경우, 상기 압축기가 동작정지되는 단계; 및

   상기 희망습도 도달 시 제습운전을 정지하고, 상기 희망습도에 도달하지 못한 경우, 제습운전을 다시 시작하는 단계;를 포함하고,

   상기 목표스텝 설정단계는 상기 제습운전 중 감지되는 온도를 바탕으로 연산되는 습도와, 상기 희망습도와의 습도차에 대응하여 가중치를 연산하고, 상기 가중치와 상기 기본스텝을 이용하여 상기 목표스텝을 설정하는 공기조화기의 제습운전방법.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 목표스텝 설정단계는 상기 가중치와 상기 기본스텝을 곱하여 상기 목표스텝을 설정하는 공기조화기의 제습운전방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 목표스텝 설정단계는 상기 제습운전 중 감지되는 온도에 따라, 현열부하와 잠열부하를 고려하여 상기 습도차에 대응하는 상기 가중치를 설정하는 공기조화기의 제습운전방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 기본스텝은 제습운전 전, 측정된 상기 실내온도 및 습도에 따라, 실내부하를 연산하고, 상기 실내부하에 대응하여 상기 기본스텝을 설정하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제습운전방법.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 제습운전은 상기 압축기가 냉방모드로 운전되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제습운전방법.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 제습운전 시, 상기 실내팬은 약풍모드로 동작되는 공기조화기의 제습운전방법.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 기본스텝은 상기 압축기의 기본 운전주파수이고,

   상기 목표스텝은 상기 압축기의 운전주파수 증가 시, 도달할 최대 목표 운전주파수인 공기조화기의 제습운전방법.

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