KR20150103579A - Heat exchanger and air conditional having the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 열교환기 및 이를 갖는 공기조화기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉난방모드에 따라 냉매를 가변유동시키는 열교환기 및 이를 갖는 공기조화기를 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로 공기조화기는 냉동 사이클을 이용하여 인간이 활동하기 알맞은 온도, 습도, 기류, 분포 등을 조절함과 동시에 공기 속에 있는 먼지 등을 제거하는 장치이다. 냉동사이클을 이루는 주요 구성요소로써 압축기, 응축기, 증발기, 팽창밸브, 송풍팬 등이 구비된다.Generally, the air conditioner uses a refrigeration cycle to control the temperature, humidity, airflow, distribution, etc. suitable for human activity and to remove dust and the like in the air. Compressors, condensers, evaporators, expansion valves, ventilation fans, etc., are the main components of the refrigeration cycle.
공기조화기는 실내기와 실외기가 분리되어 설치되는 분리형 공기조화기와, 실내기와 실외기가 하나의 캐비닛에 함께 설치되는 일체형 공기조화기로 구분될 수 있다. 이 중 분리형 공기조화기의 실내기는 패널 내부로 흡입된 공기를 열교환시키는 열교환기와, 실내의 공기를 패널 내부로 흡입하고 흡입된 공기를 다시 실내로 송풍시키는 송풍팬을 구비한다.The air conditioner may be divided into a separate type air conditioner in which an indoor unit and an outdoor unit are separated and an integrated type air conditioner in which an indoor unit and an outdoor unit are installed together in a single cabinet. The indoor unit of the separate type air conditioner includes a heat exchanger for exchanging heat with the air sucked into the panel, and a blowing fan for sucking indoor air into the panel and blowing the sucked air back into the room.
열교환기는 공기조화기를 구성하는 장치로써 응축기나 증발기의 역할을 할 수 있다. 열교환기는 냉매를 안내하는 냉매관으로 마련되고, 냉매관은 다수의 열교환 핀과 결합하여 열교환 효율을 높일 수 있다.The heat exchanger constitutes an air conditioner and can serve as a condenser or an evaporator. The heat exchanger is provided with a refrigerant tube for guiding the refrigerant, and the refrigerant tube can be combined with a plurality of heat exchange fins to increase heat exchange efficiency.
마이크로채널 냉매튜브를 가지는 열교환기는 다른 형태의 열교환기에 비해 열전달 특성이 우수한 것으로 알려져, 공기조화기의 열교환기로 사용된다. 그러나 상변화를 하는 냉매로 인해 냉매가 마이크로채널 냉매튜브에 고르게 분배되지 않는 문제점이 있다. 특히, 냉매의 건도가 상승할수록 헤더에서 마이크로채널 냉매튜브로의 냉매분배는 불리해진다.A heat exchanger having a microchannel refrigerant tube is known to be superior in heat transfer characteristics to other types of heat exchangers and is used as a heat exchanger of an air conditioner. However, there is a problem that the refrigerant is not evenly distributed to the microchannel refrigerant tube due to the phase change refrigerant. Particularly, as the dryness of the refrigerant increases, the refrigerant distribution from the header to the microchannel refrigerant tube becomes disadvantageous.
냉난방 겸용 공기조화기의 경우, 열교환기는 운전모드에 따라 응축기와 증발기로 사용된다. 응축기로 사용되는 경우, 냉매의 유로를 길어질수록 성능 및 효율이 좋다. 반면에, 증발기로 사용되는 경우, 냉매의 유로가 길어질수록 냉매의 건도가 상승하여 성능 및 효율이 나쁘다. 열교환기의 유로는 증발기와 응축기로 사용되는 경우 동일하게 설계되어 최적의 효율을 갖지 못하는 문제점이 있다.In the case of a combined air conditioner, the heat exchanger is used as a condenser and an evaporator depending on the operating mode. When used as a condenser, the longer the flow path of the refrigerant, the better the performance and efficiency. On the other hand, when the refrigerant is used as an evaporator, the longer the refrigerant flow path becomes, the higher the dryness of the refrigerant increases and the performance and efficiency become worse. The flow path of the heat exchanger is designed in the same way when it is used as an evaporator and a condenser and thus has a problem in that it can not have an optimum efficiency.
본 발명의 일 측면은 복수의 냉매튜브가 효과적으로 열교환할 수 있도록 운전모드에 따라 냉매의 유로를 가변하는 열교환기 및 이를 갖는 공기조화기를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a heat exchanger for varying a flow path of a refrigerant according to an operation mode so that a plurality of refrigerant tubes can heat-exchange effectively, and an air conditioner having the heat exchanger.
또한, 헤더의 일 측에 결합하여 냉매를 바이패스시키는 유동관을 포함하는 열교환기 및 이를 갖는 공기조화기를 제공한다.Further, there is provided a heat exchanger including a flow pipe which is connected to one side of a header and bypasses a refrigerant, and an air conditioner having the same.
본 발명의 사상에 따른 열교환기는 복수의 냉매튜브, 상기 복수의 냉매튜브의 양단에 결합되는 제 1헤더 및 제 2헤더, 상기 복수의 냉매튜브를 흐르는 냉매를 바이패스시키도록, 상기 제 1헤더 및 상기 제 2헤더 중 하나에 연결되는 적어도 하나의 유동관, 상기 복수의 냉매튜브를 흐르는 냉매의 유동을 제어하기 위해, 상기 유동관에 설치되는 솔레노이드밸브를 포함한다.The heat exchanger according to the present invention includes a plurality of refrigerant tubes, a first header and a second header coupled to both ends of the plurality of refrigerant tubes, At least one flow pipe connected to one of the second headers, and a solenoid valve installed in the flow pipe to control the flow of the refrigerant flowing through the plurality of refrigerant tubes.
상기 복수의 냉매튜브를 상호인접하고 동일한 방향으로 냉매를 유동시키는 복수의 그룹으로 구분시키도록, 상기 헤더에 설치되는 적어도 하나의 배플를 포함하고, 상기 적어도 하나의 유동관의 양 단부 사이에 상기 적어도 하나의 배플이 위치하도록, 상기 적어도 하나의 유동관의 양 단부는 상기 제 1헤더 및 상기 제 2헤더 중 하나에 연결될 수 있다.At least one baffle mounted in the header to divide the plurality of refrigerant tubes into a plurality of groups adjacent to each other and flowing refrigerant in the same direction, Both ends of the at least one flow tube may be connected to one of the first header and the second header such that the baffle is located.
상기 제 1헤더는 일 측에 연결되는 적어도 하나의 연결관을 포함하고, 상기 적어도 하나의 유동관의 일 단은 상기 적어도 하나의 연결관과 연결될 수 있다.The first header may include at least one connection tube connected to one side, and one end of the at least one flow tube may be connected to the at least one connection tube.
상기 적어도 하나의 연결관은 냉매가스가 흐르는 제 1연결관과 냉매액이 흐르는 제 2연결관을 포함하고, 상기 적어도 하나의 유동관은 상기 제 1연결관과 연결될 수 있다.The at least one connection pipe may include a first connection pipe through which refrigerant gas flows and a second connection pipe through which the refrigerant flows, and the at least one flow pipe may be connected to the first connection pipe.
상기 적어도 하나의 유동관은 상기 제 1헤더와 연결되는 제 1유동관과, 상기 제 2헤더와 연결되는 제 2유동관을 포함하고, 상기 솔레노이드밸브는 상기 제 1유동관과 상기 제 2유동관에 각각 설치되는 제 1솔레노이드밸브와 제 2솔레노이드밸브를 포함할 수 있다.Wherein the at least one flow tube includes a first flow tube connected to the first header, and a second flow tube connected to the second header, wherein the solenoid valve includes a first flow tube connected to the first flow tube, 1 solenoid valve and a second solenoid valve.
상기 적어도 하나의 유동관은 상기 제 1헤더에 설치되는 제 1유동관과, 상기 제 2헤더에 설치되는 제 2유동관을 포함하고, 상기 제 1유동관을 흐르는 냉매의 유동을 차단하기 위해, 상기 솔레노이드밸브가 상기 제 1유동관에 설치되고, 상기 제 2유동관을 흐르는 냉매의 방향을 결정하기 위해, 상기 제 2유동관에 설치되는 체크밸브를 포함할 수 있다.Wherein the at least one flow tube includes a first flow tube installed in the first header and a second flow tube installed in the second header, and in order to block the flow of the refrigerant flowing through the first flow tube, the solenoid valve And a check valve installed in the first flow tube and installed in the second flow tube to determine the direction of the coolant flowing through the second flow tube.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 열교환기는 복수의 냉매튜브, 상기 복수의 냉매튜브의 양단에 결합되는 헤더, 상기 복수의 냉매튜브를 상호인접하고 동일한 방향으로 냉매를 유동시키는 복수의 그룹으로 구분시키도록, 상기 헤더에 설치되는 적어도 하나의 배플;을 포함하고, 상기 적어도 하나의 배플은 상기 헤더를 흐르는 냉매의 유동을 차단하는 적어도 하나의 차단배플과, 상기 헤더를 흐르는 냉매가 일 방향으로 유동하도록 설치되는 적어도 하나의 유동배플을 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a heat exchanger including a plurality of refrigerant tubes, a header coupled to both ends of the plurality of refrigerant tubes, and a plurality of groups adjacent to each other and flowing refrigerant in the same direction At least one baffle installed in the header, the at least one baffle including at least one blocking baffle for blocking the flow of the refrigerant flowing through the header, And at least one flow baffle installed to flow.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기는 냉매가스를 압축하는 압축기와 냉매액을 팽창시키는 팽창밸브를 포함하는 공기조화기에 있어서, 복수의 냉매튜브와, 상기 복수의 냉매튜브의 양단에 결합되는 한 쌍의 헤더를 포함하는 열교환기, 상기 복수의 냉매튜브를 흐르는 냉매의 유동을 제어하도록 설치되는 솔레노이드밸브를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an air conditioner including a compressor for compressing a refrigerant gas and an expansion valve for expanding the refrigerant liquid, the air conditioner comprising: a plurality of refrigerant tubes; And a solenoid valve installed to control the flow of the refrigerant flowing through the plurality of refrigerant tubes.
상기 한 쌍의 헤더 중 하나에 양 단부가 연결되는 적어도 하나의 유동관을 포함하고, 상기 솔레노이드밸브는 상기 적어도 하나의 유동관에 설치될 수 있다.At least one flow conduit to which both ends are connected to one of the pair of headers, and the solenoid valve may be installed in the at least one flow conduit.
상기 헤더를 흐르는 냉매의 길이방향유동을 차단하는 적어도 하나의 배플을 포함하고, 상기 적어도 하나의 유동관은 양 단부 사이에 상기 적어도 하나의 배플이 위치하도록 설치될 수 있다.At least one baffle interrupting a longitudinal flow of the refrigerant flowing through the header, wherein the at least one flow tube may be installed such that the at least one baffle is positioned between both ends.
냉매의 유동방향을 변경하는 사방밸브와, 상기 공기조화기의 운전모드에 따라 상기 사방밸브와 상기 솔레노이드밸브를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.And a controller for controlling the four-way valve and the solenoid valve according to an operation mode of the air conditioner.
공기조화기의 운전모드에 따라 냉매의 유로를 가변하여 열교환기는 각 운전모드에서 최적의 성능 및 효율을 가질 수 있다.The flow path of the refrigerant is varied according to the operation mode of the air conditioner so that the heat exchanger can have optimal performance and efficiency in each operation mode.
또한, 운전모드를 변경하는 사방밸브와 냉매의 유로를 가변하는 솔레노이드밸브를 하나의 제어부로 동시에 제어할 수 있다.Further, the four-way valve for changing the operation mode and the solenoid valve for varying the flow path of the refrigerant can be simultaneously controlled by one control unit.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 냉매사이클을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제 1실시 예에 따른 열교환기가 응축기로 사용되는 경우를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1실시 예에 따른 열교환기가 증발기로 사용되는 경우를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 2실시 예에 따른 열교환기가 응축기로 사용되는 경우를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 2실시 예에 따른 열교환기가 증발기로 사용되는 경우를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제 3실시 예에 따른 열교환기가 증발기로 사용되는 경우를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 4실시 예에 따른 열교환기가 증발기로 사용되는 경우를 도시한 도면이다.1 is a view illustrating a refrigerant cycle of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing a case where a heat exchanger according to the first embodiment of the present invention is used as a condenser. FIG.
3 is a view showing a case where a heat exchanger according to the first embodiment of the present invention is used as an evaporator.
4 is a view showing a case where a heat exchanger according to a second embodiment of the present invention is used as a condenser.
5 is a view showing a case where a heat exchanger according to a second embodiment of the present invention is used as an evaporator.
6 is a view showing a case where a heat exchanger according to a third embodiment of the present invention is used as an evaporator.
7 is a view showing a case where a heat exchanger according to a fourth embodiment of the present invention is used as an evaporator.
이하에서는 본 발명에 따른 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기(1)의 냉매사이클을 도시한 도면이다.1 is a view showing a refrigerant cycle of the
공기조화기(1)를 이루는 냉매사이클은 압축기(7), 응축기, 팽창밸브(3), 증발기로 이루어져 있다. 공기조화기(1)는 압축-응축-팽창-증발로 이루어지는 일련의 과정을 순환하는 냉매와 공기를 열교환시켜, 조화된 공기를 실내공간으로 공급할 수 있다.The refrigerant cycle constituting the
압축기(7)는 냉매가스를 고온고압의 상태로 압축하여 배출하며, 배출된 냉매가스는 응축기로 유입된다. 응축기는 압축된 냉매를 액상으로 응축하고, 응축과정을 통해 주위로 열을 방출하고, 난방효과를 달성할 수 있다.The compressor (7) compresses and discharges the refrigerant gas in a state of high temperature and high pressure, and the discharged refrigerant gas flows into the condenser. The condenser condenses the compressed refrigerant into a liquid phase, releases heat to the surroundings through the condensation process, and achieves a heating effect.
팽창밸브(3)는 응축기에서 응축된 고온고압 상태의 액상 냉매를 저압상태의 액상냉매로 팽창시킨다. 증발기는 팽창밸브(3)에서 팽창된 냉매를 증발시키고, 저온저압상의 냉매가스를 압축기(7)로 복귀시킨다. 증발기는 냉매의 증발 잠열을 이용하여 피 냉각 물체와 열교환에 의하여 냉동효과를 달성할 수 있다. 이러한 냉매사이클을 통해 공기조화기(1)는 실내공간의 공기 온도를 조절 할 수 있다.The expansion valve (3) expands the liquid refrigerant in the high temperature and high pressure state condensed in the condenser to the liquid refrigerant in the low pressure state. The evaporator evaporates the refrigerant expanded in the expansion valve (3) and returns the low-temperature low-pressure refrigerant gas to the compressor (7). The evaporator can achieve the freezing effect by heat exchange with the object to be cooled by using the latent heat of evaporation of the refrigerant. Through the refrigerant cycle, the
공기조화기(1)의 실외기(200a)는 냉동사이클 중 압축기(7), 실외 열교환기(5)로 이루어진 부분을 말한다. 팽창밸브(3)는 실내기(200b)나 실외기(200a) 중 어느 한 곳에 있을 수 있고, 실내 열교환기(9)는 공기조화기(1)의 실내기(200b)에 마련될 수 있다.The
실내 열교환기(9)와 실외 열교환기(5)는 동일한 형태의 열교환기(10, 도2)로 마련될 수 있다. 열교환기(10)는 응축기로 사용되는 경우 기체 상태의 냉매가 유입되어 액체 상태로 토출되고, 증발기로 사용되는 경우 액체 상태의 냉매가 기체 상태로 토출될 수 있다.The
실외 열교환기(5)와 실내 열교환기(9)는 응축기, 증발기 중 어느 하나로 사용될 수 있다. 실외 열교환기(5)가 응축기의 역할을 하는 경우 실내 열교환기(9)는 증발기로 역할하고, 실외 열교환기(5)가 증발기의 역할을 하는 경우 실내 열교환기(9)는 응축기로 역할한다.The outdoor heat exchanger (5) and the indoor heat exchanger (9) can be used either as a condenser or an evaporator. The
도 1에서 실선으로 도시된 냉매사이클은 실내공간을 냉방하는 냉방사이클을 표현한 것으로, 실외 열교환기(5)가 응축기가 되고, 실내 열교환기(9)가 증발기가 된다. 압축기(7)에서 압축된 고온고압의 냉매가스가 실외 열교환기(5)로 유입되고, 실외 열교환기(5)는 냉매가스를 냉매액으로 응축하여 실외공기에 열을 배출한다. 실외 열교환기(5)를 빠져나온 냉매액은 팽장밸브(3)에서 팽창되어 실내 열교환기(9)로 유입되고. 실내 열교환기(9)는 냉매액을 냉매가스로 증발시키며 실내공기의 열을 빼앗아 실내공간을 냉방할 수 있다.The refrigerant cycle shown by a solid line in FIG. 1 represents a cooling cycle for cooling an indoor space. The
도 1에서 점선으로 도시된 냉매사이클은 실내공간을 난방하는 난방사이클을 표현한 것으로, 실외 열교환기(5)가 증발기가 되고, 실내 열교환기(9)가 응축기가 된다. 앞서 설명한 실선으로 표시된 냉방사이클과는 반대방향으로 냉매가 이동한다. 압축기(7)에서 나온 냉매가스가 실내 열교환기(9)로 유입되고, 실내 열교환기(9)는 실내공기에 열을 방출하여 실내를 난방할 수 있다. 실내 열교환기(9)는 냉매가스를 냉매액으로 응축시켜 팽창밸브(3)로 보내고, 팽창밸브(3)를 통과한 냉매는 실외 열교환기(5)에서 냉매가스로 상변화한다.The refrigerant cycle shown by a dotted line in FIG. 1 represents a heating cycle for heating the indoor space. The
사방밸브(60)는 냉매사이클이 난방사이클 및 냉방사이클로 사용될 수 있도록, 냉매의 방향을 전환시켜줄 수 있다. 사방밸브(60)로 인해 냉매는 시계방향이나 반시계방향으로 흐를 수 있고, 공기조화기(1)는 실내공기를 냉방 또는 난방할 수 있는 냉난방 겸용 공기조화기(1)로 사용될 수 있다.The four-
사방밸브(60)는 압축기(7)와 실외 열교환기(5) 사이에 위치할 수 있다. 사방밸브(60)는 공기조화기(1)를 이루는 냉매사이클 중 가장 큰 영향력을 가진 압축기(7)와 인접하게 설치되어 냉매의 방향을 보다 쉽게 변경할 수 있다.The four-way valve (60) may be located between the compressor (7) and the outdoor heat exchanger (5). The four-
본 발명에서 열교환기(10)는 응축기 또는 증발기로 사용될 수 있고, 실내 열교환기(9) 또는 실외 열교환기(5)로 사용될 수 있다.In the present invention, the
도 2는 본 발명의 제 1실시 예에 따른 열교환기(10)가 응축기로 사용되는 경우를 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 제 1실시 예에 따른 열교환기(10)가 증발기로 사용되는 경우를 도시한 도면이다.FIG. 2 is a view showing a case where a
열교환기(10)는 복수의 냉매튜브(20), 복수의 냉매튜브(20)의 양단에 결합되는 한 쌍의 헤더(41, 42)를 포함한다. 헤더(41, 42)의 일 측에는 압축기(7), 팽창밸브(3) 등의 장치와 연결되어 냉매가 들어오고 나가는 연결관(43, 44)이 결합될 수 있다.The
헤더(41, 42)는 복수의 냉매튜브(20)의 양단에 각각 결합되는 제 1헤더(41) 및 제 2헤더(42)를 포함할 수 있다. 제 1헤더(41)와 제 2헤더(42)를 통해 냉매는 복수의 냉매튜브(20)를 흐를 수 있다. 편의상 도 2 및 도 3에서 연결관(43, 44)이 마련된 헤더를 제 1헤더(41)라 하고, 나머지를 제 2헤더(42)라 한다.The
복수의 냉매튜브(20)는 길이방향으로 연장되어 마련되고, 각각 소정의 간격으로 이격 배치된다. 냉매튜브(20)는 유체인 냉매가 흐를 수 있도록 그 내부가 중공되어 형성될 수 있다. 냉매튜브(20)는 마이크로채널 냉매튜브가 사용될 수 있고, 이는 보통 수력직경이 3mm이하인 튜브를 말한다. 수력직경은 튜브의 단면적을 튜브의 둘레로 나누어 구할 수 있다.A plurality of refrigerant tubes (20) are provided extending in the longitudinal direction and are spaced apart from each other at predetermined intervals. The
연결관(43, 44)은 압축기(7)와 연결되는 제 1연결관(43)과, 팽창밸브(3)와 연결되는 제 2연결관(44)을 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 제 1연결관(43)을 통해 냉매가 들어오고 제 2연결관(44)을 통해 냉매가 나가는 경우, 열교환기(10)는 응축기로 기능할 수 있다.The
반대로, 제 2연결관(44)을 통해 냉매가 들어오고 제 1연결관(43)을 통해 냉매가 나가는 경우, 열교환기(10)는 증발기로 기능할 수 있다. 도 3은 냉매가 제 2연결관(44)으로 들어와 열교환하며 제 1연결관(43)으로 빠져나가는 증발기로 사용되는 열교환기(10)를 도시한 것이다.Conversely, when refrigerant enters through the
냉매튜브(20)는 냉매와 외부공기와의 열교환 면적을 넓히기 위해 가능한 한 길게 형성되는 것이 바람직하나, 길이방향으로 길게 형성되는 것은 공간적인 제약이 따른다. 따라서 제 1헤더(41)와 제 2헤더(42)는 냉매가 흐르는 방향을 변경할 수 있도록 배플(50, 52, 54)을 구비할 수 있다.The
배플(50, 52, 54)은 헤더(41, 42)의 내부를 흐르는 냉매의 길이방향유동을 차단하도록 적어도 하나가 설치될 수 있다. 배플(50, 52, 54)은 제 1헤더(41)와 제 2헤더(42) 내부에 임의의 간격을 두고 설치될 수 있다. 냉매가 흐르는 방향을 바꾸어가며 냉매튜브(20)를 따라 열교환기(10)를 통과할 수 있도록, 배플(50, 52, 54)은 제 1헤더(41)와 제 2헤더(42)에 번갈아 가며 마련될 수 있다.At least one
도 2, 도 3에서는 제 1헤더(41)에 설치되는 제 1배플(50) 및 제 3배플(54), 제 2헤더(42)에 설치되는 제 2배플(52)을 도시하였다. 제 1배플(50), 제 2배플(52), 제 3배플(54)로 인해 복수의 냉매튜브(20)는 동일한 방향으로 냉매를 유동시키는 상호인접한 복수의 그룹으로 구분될 수 있다.2 and 3 illustrate the
이하, 제 1방향(A)은 냉매가 제 2헤더(42)에서 제 1헤더(41)를 향하는 방향이고, 제 2방향(B)은 냉매가 제 1헤더(41)에서 제 2헤더(42)를 향하는 방향이라 한다.The first direction A is a direction in which the refrigerant flows from the
도 2에 도시된 바와 같이, 제 1연결관(43)에서 들어온 냉매는 냉매튜브(20)를 통과하며 제 2방향(B)으로 흐른다. 제 1헤더(41)에 위치한 제 3배플(54)로 인해 냉매는 제 1헤더(41)의 하부로 흐르지 않고, 냉매튜브(20)를 따라 제 2방향(B)으로 이동할 수 있다.2, the refrigerant introduced from the
제 2방향(B)을 따라 제 2헤더(42)로 이동한 냉매는 압력에 의해 제 2헤더(42)의 하부로 이동한다. 소정의 이동을 한 냉매는 제 2헤더(42)의 내부에 위치한 제 2배플(52)로 인해 다시 냉매튜브를 따라 제 1방향(A)으로 흐르게 된다.The refrigerant moved to the
제 1방향(A)으로 이동한 냉매는 다시 제 1헤더(41)의 내부로 이동하고, 소정의 간격으로 배치된 제 1배플(50)에 의해 냉매튜브(20)를 따라 제 2방향(B)으로 이동한다. 제 2방향(B)으로 이동한 냉매는 제 2헤더(42)에서 다시 방향을 바꾸어 제 1방향(A)으로 이동하고 제 2연결관(44)을 통해 열교환기(10)를 빠져나간다.The refrigerant which has moved in the first direction A moves back into the
즉, 도 2에서 열교환기(10)의 냉매튜브(20)는 배플(50, 52, 54)로 인해 제 1방향(A)과 제 2방향(B)으로 흐르는 4개의 그룹으로 나누어 질 수 있다. 제 1연결관(43)으로 들어온 냉매는 제 1그룹(a), 제 2그룹(b), 제 3그룹(c), 제 4그룹(d)의 냉매튜브를 통과하여 제 2연결관(44)으로 나갈 수 있다.2, the
따라서, 도 2에서 냉매는 비교적 긴 이동경로를 통해 열교환할 수 있다. 열교환기(10)가 응축기로 사용되는 경우, 냉매의 이동경로가 길면 충분한 과냉도를 확보할 수 있다. 그에 따라 열교환기(10)의 성능 및 효율이 좋아질 수 있다.Therefore, in FIG. 2, the refrigerant can perform heat exchange through a relatively long movement path. When the
그러나, 열교환기(10)가 증발기로 사용되는 경우, 너무 긴 냉매의 이동경로는 냉매의 건도를 상승시킬 수 있다. 그에 따라 압력강하가 커지고 냉매튜브(20)로의 냉매분배가 불안정하여 열교환기(10)의 성능 및 효율이 나빠질 수 있다.However, when the
따라서, 도 3에 도시된 열교환기(10)가 증발기로 사용되는 경우는 도 2에 도시된 열교환기(10)가 응축기로 사용되는 경우보다 비교적 짧은 냉매 이동경로를 가진다. 이를 위해 열교환기(10)는 제 1헤더(41) 및 제 2헤더(42) 중 하나에 연결되는 적어도 하나의 유동관(60, 62)을 포함할 수 있다.Therefore, when the
적어도 하나의 유동관(60, 62)은 복수의 냉매튜브(20)를 흐르는 냉매를 바이패스시켜 공기조화기(1)의 운전모드에 따라 다른 냉매이동경로를 가지게 한다. 적어도 하나의 유동관(60, 62)은 제 1헤더(41)와 제 2헤더(42) 중 하나에 양 단부가 연결될 수 있다. 또한, 적어도 하나의 유동관(60, 62)은 양 단부 사이에 적어도 하나의 배플(50, 52, 54)이 위치하도록 설치될 수 있다.At least one flow pipe (60, 62) bypasses the refrigerant flowing through the plurality of refrigerant tubes (20) to have different refrigerant flow paths according to the operation mode of the air conditioner (1). At least one of the flow tubes (60, 62) may be connected at either end to one of the first header (41) and the second header (42). Also, the at least one
적어도 하나의 유동관(60, 62)은 제 1헤더(41)와 연결되는 제 1유동관(60)과, 제 2헤더(42)와 연결되는 제 2유동관(62)을 포함한다. 제 1유동관(60)의 일 단은 제 1연결관(43)과 연결되고, 타 단은 제 1배플(50)과 제 3배플(54)의 사이에 위치할 수 있다. 제 2유동관(62)은 제 2배플(52)을 사이에 두고 일 단과 타 단이 제 2헤더(42)에 결합할 수 있다.The at least one
제 1유동관(60)과 제 2유동관(62)에는 냉매의 유동을 제어하는 솔레노이드밸브(70, 72)가 설치될 수 있다. 솔레노이드밸브(70, 72)는 제 1유동관(60)에 설치되는 제 1솔레노이드밸브(70)와, 제 2유동관(62)에 설치되는 제 2솔레노이드밸브(72)를 포함할 수 있다. 공기조화기(1)의 운전모드에 따라 제 1솔레노이드밸브(70)와 제 2솔레노이드밸브(72)가 개폐되며 제 1유동관(60)과 제 2유동관(62)으로 냉매의 유동을 제어할 수 있다.The first flow tube (60) and the second flow tube (62) may be provided with solenoid valves (70, 72) for controlling the flow of refrigerant. The
도 2에서는 솔레노이드밸브(70, 72)가 닫혀 냉매가 제 1유동관(60) 및 제 2유동관(62)으로 흐르지 않는다. 도 3에서는 솔레노이드밸브(70, 72)가 열려 냉매가 제 1유동관(60) 및 제 2유동관(62)으로 흐를 수 있다.2, the
도 3에서의 냉매의 이동경로를 설명하자면, 제 2연결관(44)을 통해 제 1헤더(41)로 들어온 냉매는 제 2방향(B)으로 냉매튜브(20)를 따라 이동한다. 제 2헤더(42)로 이동한 냉매의 일부는 제 2배플(52)에 의해 제 1방향(A)으로 냉매튜브(20)를 따라 제 1헤더(41)로 이동하고, 다른 일부는 제 2유동관(62)을 따라 이동한다.3, the refrigerant entering the
제 2유동관(62)을 따라 이동한 냉매는 다시 제 2헤더(42)로 빠져나와 제 1방향(A)으로 냉매튜브(20)를 따라 제 1헤더(41)로 이동한다. 제 1헤더(41)로 이동한 냉매의 일부는 제 1연결관(43)을 통해 빠져나가고, 다른 일부는 제 1유동관(60)으로 흐른다. 제 1유동관(60)을 따라 이동한 냉매는 제 1연결관(43)으로 빠져나갈 수 있다.The refrigerant that has moved along the
즉, 도 3에서 냉매는 제 2연결관(42)으로 들어와 제 1그룹(a), 제 2그룹(b)의 냉매튜브(20)를 통과하여 제 1연결관(41)으로 나갈 수 있다. 도 2에서의 냉매이동경로와 비교하면 비교적 짧은 이동경로로 냉매는 열교환기(10)를 통과할 수 있다.3, the refrigerant may enter the
열교환기(10)가 실외열교환기(5)로 사용되는 경우, 냉방모드에서는 도 2와 같이 비교적 긴 이동경로를 가지기 위해 솔레노이드밸브(70, 72)가 닫힌다. 또한, 난방모드에서는 도 3과 같이 비교적 짧은 이동경로를 가지기 위해 솔레노이드밸브(70, 72)가 열린다.When the
공기조화기(1)는 이러한 솔레노이드밸브(70, 72)의 작동을 제어하기 위한 제어부(미도시)를 포함할 수 있다. 제어부(미도시)는 작동모드에 따라 냉매의 순환방향을 변경하는 사방밸브(60)를 제어할 수 있고, 사방밸브(60)와 솔레노이드밸브(70, 72)는 함께 제어될 수 있다.The
도 4는 본 발명의 제 2실시 예에 따른 열교환기(10a)가 응축기로 사용되는 경우를 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 제 2실시 예에 따른 열교환기(10a)가 증발기로 사용되는 경우를 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 제 3실시 예에 따른 열교환기(10b)가 증발기로 사용되는 경우를 도시한 도면이다.FIG. 4 is a view showing a case where a
도 4 내지 도 6은 제 2유동관(62a, 62b)을 흐르는 냉매의 방향을 결정하기 위한 체크밸브(74, 74a)를 포함한다. 체크밸브(74, 74a)는 냉매를 한쪽 방향으로만 흐르게 하고, 반대방향으로는 흐르지 못하게 한다. 제 2유동관(62a, 62b)에 설치된 체크밸브(74, 74a)는 열교환기(10a, 10b)가 증발기로 사용되는 경우 열리고, 제 2유동관(62a, 62b)으로 냉매가 흐를 수 있다.4 to 6 include
도 4 내지 5는 도 2 내지 3과 같이 배플(50a, 52a, 54a)이 3개 설치된 구조로 동일한 냉매이동경로를 가진다. 도 4에서는 제 1솔레노이드밸브(70a) 가 닫혀 제 1유동관(60a)으로 냉매가 흐르지 않는다. 또한, 체크밸브(74)는 하부에서 상부로 흐르는 냉매의 유동만을 통과시키도록 마련되어, 제 2유동관(62a)으로 냉매가 흐르지 못한다. 그에 따라 냉매는 제 1연결관(43a)으로 들어와 제 1그룹(a), 제 2그룹(b), 제 3그룹(c), 제 4그룹(d)의 냉매튜브(20a)를 통과하여 제 2연결관(44a)으로 나갈 수 있다.Figs. 4 to 5 show the structure in which three
도 5에서는 제 1솔레노이드밸브(70a)가 열려 제 1유동관(60a)으로 냉매가 흐를 수 있다. 또한, 체크밸브(74)가 하부에서 상부로 흐르는 냉매의 유동을 통과시켜 제 2유동관(62a)으로 냉매가 흐를 수 있다. 그에 따라 냉매는 제 2연결관(44a)으로 들어와 제 1그룹(a), 제 2그룹(b)의 냉매튜브(20a)를 통과하여 제 1연결관(43a)으로 나갈 수 있다.In FIG. 5, the
도 6은 5개의 배플(50b, 52b, 54b, 56, 58)이 설치된 구조로 제 1헤더(41b)에는 제 1배플(50b), 제 3배플(54b), 제 5배플(58)이 설치되고, 제 2헤더(42b)에는 제 2배플(52b), 제 4배플(56)이 설치된다. 제 1유동관(60b)의 일 단은 제 1연결관(43b)과 연결되고, 타 단은 보조유동관(61, 63)으로 나누어져 제 1헤더(41b)의 일 측에 결합한다. 제 2유동관(62b)은 일 단이 제 2헤더(42b)에 결합하고, 타 단은 보조유동관(65, 67)으로 나누어져 제 2헤더(42b)에 결합한다.6 shows a structure in which five
자세히 설명하자면, 제 1유동관(60b)은 제 1헤더(41b)에 결합하는 제 1보조관(61)과 제 2보조관(63)을 포함한다. 제 1보조관(61)은 제 1배플(50b)과 제 3배플(54b)의 사이에 위치하고, 제 2보조관(63)은 제 3배플(54b)과 제 5배플(58)의 사이에 위치한다. 제 1보조관(61)과 제 2보조관(63)은 각각 솔레노이드밸브(70b)를 포함할 수 있다.To be more specific, the
제 2유동관(62b)의 일 단은 제 2배플(52b)의 하부에 위치하고, 타단은 제 3보조관(65)과 제 4보조관(67)으로 나누어진다. 제 3보조관(65)은 제 2배플(52b)과 제 4배플(56)의 사이에 위치하고, 제 4보조관(67)은 제 4배플(56)의 상부에 위치할 수 있다. 제 3보조관(65)과 제 4보조관(67)은 각각 체크밸브(74a)를 포함할 수 있다.One end of the
도 6은 증발기로 사용되는 열교환기(10b)로 솔레노이드밸브(70b)가 열려 제 1유동관(60b)으로 냉매가 통과할 수 있다. 냉매의 이동에 대해 설명하면, 제 2연결관(44b)을 통해 열교환기(10b)로 들어온 냉매는 제 1배플(50b)에 의해 복수의 냉매튜브(20) 중 일부를 따라 제 2방향(B)으로 이동한다. 이때, 냉매가 통과하는 냉매튜브(20)를 제 1그룹(a)이라 한다.6 is a
제 2방향(B)을 따라 제 2헤더(42b)로 이동한 냉매는 제 1방향(A)으로 이동하거나 제 2유동관(62b)을 따라 이동한다. 제 3보조관(67)에 설치된 체크밸브(74a)는 냉매가 상부에서 하부로 흐르도록 설치되고, 제 4보조관(65)에 설치된 체크밸브(74a)는 냉매가 하부에서 상부로 흐르도록 설치된다. 따라서, 제 2유동관(62b)으로 이동한 냉매는 제 3보조관(65)과 제 4보조관(67)으로 나누어져 제 2헤더(42b)로 다시 투입될 수 있다. 제 2헤더(42b)로 투입된 냉매는 제 1방향(A)으로 이동할 수 있다.The refrigerant that has moved to the
제 1헤더(41b)로 이동한 냉매는 제 1보조관(61) 및 제 2보조관(63)을 따라 제 1유동관(60b)을 통과하여 제 1연결관(43b)으로 이동하거나, 바로 제 1연결관(63b)으로 이동할 수 있다. 즉, 제 2연결관(44b)을 통해 열교환기(10b)로 들어온 냉매는 제 1그룹(a)과 제 2그룹(b)의 냉매튜브를 지나 제 1연결관(43b)으로 빠져나간다.The refrigerant which has moved to the
열교환기(10b)가 응축기로 사용되는 경우 솔레노이드밸브(70b) 및 체크밸브(74a)에 의해 유동관(60b, 62b)으로 냉매가 통과하지 못한다. 따라서 제 1연결관(43b)을 통해 열교환기(10b)로 들어온 냉매는 배플(50b, 52b, 54b, 56, 58)에 의해 제 1그룹 내지 제 6그룹으로 나누어진 냉매튜브(20)를 통과하여 제 2연결관(44b)으로 빠져나갈 수 있다.When the
도 7은 본 발명의 제 4실시 예에 따른 열교환기(10c)가 증발기로 사용되는 경우를 도시한 도면이다.7 is a view showing a case where the
도 7은 3개의 배플(50c, 80, 82)이 마련된 열교환기(10c)로 도 3 및 도 5와 같은 냉매이동경로를 가진다. 도 7에서 배플(50c, 80, 82)은 헤더(41c, 42c)를 흐르는 냉매의 유동을 차단하는 적어도 하나의 차단배플(50c)과, 헤더(41c, 42c)를 흐르는 냉매가 일 방향으로 유동하도록 설치되는 적어도 하나의 유동배플(80, 82)을 포함한다. 차단배플(50c)은 도 2 내지 도 6에서 도시된 배플과 동일한 배플이다.7 is a
제 2헤더(42c)는 제 1유동배플(80)을 포함하고, 제 1헤더(41c)는 차단배플(50c)과 제 2유동배플(82)을 포함한다. 유동배플(80, 82)은 냉매가 상부에서 하부로 흐르는 경우 냉매의 흐름을 차단하고, 냉매가 하부에서 상부로 흐르는 경우 냉매가 유동하도록 마련될 수 있다. 예를 들어 유동배플(80, 82)은 경첩, 스프링 등으로 일 측이 결합된 덮개의 형태로 마련될 수 있다.The
열교환기(10c)가 응축기로 사용되는 경우, 냉매는 제 1연결관(43c)으로 들어와 제 2연결관(44c)으로 빠져나가기 위해 제 1헤더(41c) 및 제 2헤더(42c)에서 상부에서 하부로 유동한다. 따라서, 유동배플(80, 82)은 냉매의 이동을 차단하고 차단배플(50c)과 동일한 기능을 수행할 수 있다. 즉, 열교환기(10c)가 응축기로 사용되는 경우, 도 2 및 도 4와 같은 냉매유로를 가진다.When the
도 7과 같이 열교환기(10c)가 증발기로 사용되는 경우, 냉매는 제 2연결관(44c)으로 들어와 제 2방향(B)을 따라 제 2헤더(42c)로 이동한다. 제 2헤더(42c)에 설치된 제 1유동배플(80)은 냉매가 이동을 방해하지 않고, 냉매는 제 2헤더(42c)를 통과하여 모두 제 1방향(A)으로 제 1헤더(41c)로 이동할 수 있다. 제 1헤더(41c)로 이동한 냉매는 제 2유동배플(82)의 방해를 받지 않고 모두 제 1연결관(43c)으로 빠져나갈 수 있다. 즉, 제 2연결관(44c)을 통해 열교환기(10c)로 들어온 냉매는 제 1그룹(a)과 제 2그룹(b)의 냉매튜브를 지나 제 1연결관(43c)으로 빠져나간다.7, when the
설명함에 있어 특정 형상을 위주로 설명하였으나, 이는 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
1 : 공기조화기
10 : 열교환기
20 : 냉매튜브
41, 42 : 헤더
43, 44 : 연결관
50, 52, 54 : 배플
60, 62 : 유동관
70, 72 : 솔레노이드밸브
74 : 체크밸브
80, 82 : 유동배플1: air conditioner 10: heat exchanger
20:
43, 44:
60, 62:
74:
Claims (11)
상기 복수의 냉매튜브의 양단에 결합되는 제 1헤더 및 제 2헤더;
상기 복수의 냉매튜브를 흐르는 냉매를 바이패스시키도록, 상기 제 1헤더 및 상기 제 2헤더 중 하나에 연결되는 적어도 하나의 유동관;
상기 복수의 냉매튜브를 흐르는 냉매의 유동을 제어하기 위해, 상기 적어도 하나의 유동관에 설치되는 솔레노이드밸브;
를 포함하는 열교환기.A plurality of refrigerant tubes;
A first header and a second header coupled to both ends of the plurality of refrigerant tubes;
At least one flow conduit connected to one of the first header and the second header to bypass a refrigerant flowing through the plurality of refrigerant tubes;
A solenoid valve installed in the at least one flow pipe to control the flow of the refrigerant flowing through the plurality of refrigerant tubes;
≪ / RTI >
상기 복수의 냉매튜브를 상호인접하고 동일한 방향으로 냉매를 유동시키는 복수의 그룹으로 구분시키도록, 상기 헤더에 설치되는 적어도 하나의 배플를 포함하고,
상기 적어도 하나의 유동관의 양 단부 사이에 상기 적어도 하나의 배플이 위치하도록, 상기 적어도 하나의 유동관의 양 단부는 상기 제 1헤더 및 상기 제 2헤더 중 하나에 연결되는 것을 특징으로 하는 열교환기.The method according to claim 1,
At least one baffle installed in the header to divide the plurality of refrigerant tubes into a plurality of groups adjacent to each other and flowing refrigerant in the same direction,
Wherein both ends of the at least one flow tube are connected to one of the first header and the second header such that the at least one baffle is positioned between opposite ends of the at least one flow tube.
상기 제 1헤더는 일 측에 연결되는 적어도 하나의 연결관을 포함하고,
상기 적어도 하나의 유동관의 일 단은 상기 적어도 하나의 연결관과 연결되는 것을 특징으로 하는 열교환기.The method according to claim 1,
Wherein the first header includes at least one connection tube connected to one side,
Wherein one end of the at least one flow conduit is connected to the at least one connection conduit.
상기 적어도 하나의 연결관은 냉매가스가 흐르는 제 1연결관과 냉매액이 흐르는 제 2연결관을 포함하고,
상기 적어도 하나의 유동관은 상기 제 1연결관과 연결되는 것을 특징으로 하는 열교환기.The method of claim 3,
Wherein the at least one connection pipe includes a first connection pipe through which refrigerant gas flows and a second connection pipe through which the refrigerant flows,
Wherein said at least one flow conduit is connected to said first connection tube.
상기 적어도 하나의 유동관은 상기 제 1헤더와 연결되는 제 1유동관과, 상기 제 2헤더와 연결되는 제 2유동관을 포함하고,
상기 솔레노이드밸브는 상기 제 1유동관과 상기 제 2유동관에 각각 설치되는 제 1솔레노이드밸브와 제 2솔레노이드밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.The method according to claim 1,
Wherein the at least one flow tube includes a first flow tube connected to the first header and a second flow tube connected to the second header,
Wherein the solenoid valve includes a first solenoid valve and a second solenoid valve respectively installed in the first flow tube and the second flow tube.
상기 적어도 하나의 유동관은 상기 제 1헤더에 설치되는 제 1유동관과, 상기 제 2헤더에 설치되는 제 2유동관을 포함하고,
상기 제 1유동관을 흐르는 냉매의 유동을 차단하기 위해, 상기 솔레노이드밸브가 상기 제 1유동관에 설치되고,
상기 제 2유동관을 흐르는 냉매의 방향을 결정하기 위해, 상기 제 2유동관에 설치되는 체크밸브를 포함하는 열교환기.The method according to claim 1,
Wherein the at least one flow tube includes a first flow tube installed in the first header and a second flow tube installed in the second header,
Wherein the solenoid valve is installed in the first flow tube to block the flow of the refrigerant flowing through the first flow tube,
And a check valve installed in the second flow tube to determine the direction of the refrigerant flowing through the second flow tube.
상기 복수의 냉매튜브의 양단에 결합되는 헤더;
상기 복수의 냉매튜브를 상호인접하고 동일한 방향으로 냉매를 유동시키는 복수의 그룹으로 구분시키도록, 상기 헤더에 설치되는 적어도 하나의 배플;을 포함하고,
상기 적어도 하나의 배플은 상기 헤더를 흐르는 냉매의 유동을 차단하는 적어도 하나의 차단배플과, 상기 헤더를 흐르는 냉매가 일 방향으로 유동하도록 설치되는 적어도 하나의 유동배플을 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.A plurality of refrigerant tubes;
A header coupled to both ends of the plurality of refrigerant tubes;
At least one baffle installed in the header to divide the plurality of refrigerant tubes into a plurality of groups adjacent to each other and flowing refrigerant in the same direction,
Wherein the at least one baffle comprises at least one blocking baffle for blocking the flow of refrigerant flowing through the header and at least one flow baffle for allowing the refrigerant flowing in the header to flow in one direction. .
복수의 냉매튜브와, 상기 복수의 냉매튜브의 양단에 결합되는 한 쌍의 헤더를 포함하는 열교환기;
상기 복수의 냉매튜브를 흐르는 냉매의 유동을 제어하도록 설치되는 솔레노이드밸브;
를 포함하는 공기조화기.1. An air conditioner comprising: a compressor for compressing a refrigerant gas; and an expansion valve for expanding the refrigerant liquid,
A heat exchanger including a plurality of refrigerant tubes and a pair of headers coupled to both ends of the plurality of refrigerant tubes;
A solenoid valve installed to control the flow of the refrigerant flowing through the plurality of refrigerant tubes;
And an air conditioner.
상기 한 쌍의 헤더 중 하나에 양 단부가 연결되는 적어도 하나의 유동관을 포함하고,
상기 솔레노이드밸브는 상기 적어도 하나의 유동관에 설치되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.9. The method of claim 8,
And at least one flow tube to which both ends are connected to one of the pair of headers,
Wherein the solenoid valve is installed in the at least one flow pipe.
상기 헤더를 흐르는 냉매의 길이방향유동을 차단하는 적어도 하나의 배플을 포함하고,
상기 적어도 하나의 유동관은 양 단부 사이에 상기 적어도 하나의 배플이 위치하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.10. The method of claim 9,
At least one baffle for blocking longitudinal flow of refrigerant flowing through the header,
Wherein the at least one flow conduit is installed such that the at least one baffle is positioned between the two ends.
냉매의 유동방향을 변경하는 사방밸브와,
상기 공기조화기의 운전모드에 따라 상기 사방밸브와 상기 솔레노이드밸브를 제어하는 제어부를 포함하는 공기조화기.9. The method of claim 8,
A four-way valve for changing the flow direction of the refrigerant,
And a controller for controlling the four-way valve and the solenoid valve according to an operation mode of the air conditioner.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020140025180A KR20150103579A (en) | 2014-03-03 | 2014-03-03 | Heat exchanger and air conditional having the same |
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- 2014-03-03 KR KR1020140025180A patent/KR20150103579A/en not_active Application Discontinuation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP3667223A1 (en) * | 2018-12-14 | 2020-06-17 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Heat exchanger and air conditioner including the same |
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