CN1782618A - 空调系统 - Google Patents
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Abstract
一种空调系统包括:与室内单元的出口侧制冷剂管路相连的第一容器,低于吸入容器布置的第二容器,安装在第一容器和第二容器之间的中间容器,用于通过循环第二制冷剂来对第一容器内部的第一制冷剂减压及冷却并加热第二容器的第一制冷剂的热源循环,与热源循环的制冷剂管路中的第二容器的入口侧制冷剂管路相连的用于送回的中间容器冷却单元,与在热源循环的制冷剂管路中的第一容器和第二容器之间的制冷剂管路相连的用于送回的中间容器加热单元,以及用于将热源循环的第二制冷剂有选择地循环至用于送回的中间容器冷却单元或用于送回的中间容器加热单元的控制器。
Description
技术领域
本发明涉及一种多型空调系统,尤其是涉及一种具有改进的制冷剂循环结构的空调系统,该结构能够平稳地将在制冷循环系统中循环的制冷剂送回。
背景技术
图1示出了根据传统技术的空调系统的结构。
如图所示,传统的空调系统包括室内单元111、第一容器(吸入容器)121、第二容器(排出容器)141、中间容器131以及热源循环150,其中室内单元用于引入第一制冷剂;第一容器与室内单元111的出口侧制冷剂管路111b相连,用于吸入第一制冷剂;第二容器低于吸入容器121来布置并与室内单元111的入口侧制冷剂管路111a相连,用于将第一制冷剂排至室内单元111;中间容器131安装在吸入容器121和排出容器141之间,用于将贮存在吸入容器121中的第一制冷剂送回排出容器141;热源循环150用于通过循环第二制冷剂来对吸入容器121的第一制冷剂减压及冷却并用于加热排出容器141的第一制冷剂。
排出容器141位于低于中间容器131的位置,而且中间容器131位于低于吸入容器121的位置。也就是说,吸入容器121、中间容器131以及排出容器141连续地设置。
用于将吸入容器121的下部与中间容器131的下部相连的第一连接管路125安装在吸入容器121和中间容器131之间。开关阀137安装于第一连接管路125。
用于将吸入容器121的下部与中间容器131的下部相连的第一压力平衡管路123安装在吸入容器121和中间容器131之间。开关阀137安装于第一压力平衡管路123。
用于将中间容器131的下部与排出容器141的下部相连的第二连接管路135安装在中间容器131和排出容器141之间。开关阀137安装于第二压力连接管路135。
用于将中间容器131的上部与排出容器141的上部相连的第二压力平衡管路133安装在中间容器131和排出容器141之间。开关阀137安装于第二压力平衡管路133。
热源循环150包括压缩机151、冷凝器153、蒸发器155以及室外膨胀阀157,其中压缩机151用于压缩第二制冷剂;冷凝器153与压缩机151的出口侧制冷剂管路151a相连并与排出容器141内部的第一制冷剂进行热交换;蒸发器155与压缩机151的入口侧制冷剂管路151b相连并与吸入容器121内部的第一制冷剂进行热交换;室外膨胀阀157安装于冷凝器153的出口侧制冷剂管路153a。
在传统的空调系统中,对于热源循环150,由压缩机151提供的第二制冷剂经过冷凝器153、室外膨胀阀157以及蒸发器155,然后返回压缩机151,上述过程重复地进行。
对于热驱动系统110,由排出容器141送入的第一制冷剂经过室内单元111,然后送回吸入容器121、中间容器131以及排出容器141,上述过程重复地进行。
排出容器141内部的第一制冷剂通过冷凝器153来进行热交换,从而被引入室内单元111。然后,引入室内单111的第一制冷剂通过室内膨胀阀115和室内热交换器113来进行热交换,从而加热或冷却室内房间。
将经过室内单元111的第一制冷剂引入吸入容器121,然后通过蒸发器155来进行热交换,从而被冷凝。当超过一定程度量的第一制冷剂贮存在吸入容器121中时,控制器(未示出)控制第一压力平衡管路123和第一连接管路125中的每一个开关阀137。因此,贮存在吸入容器121中的第一制冷剂通过吸入容器121和中间容器131之间的高度差并通过重力送回中间容器131。
然后,控制器以与上述方法相同的方法来控制第二压力平衡管路133和第二连接管路135中的每一个开关阀137。因此,将贮存在中间容器131中的第一制冷剂送回排出容器141。
然而,在传统的空调系统中,通过在吸入容器、中间容器和排出容器之中的高度差并通过重力将第一液体制冷剂送回。因此,增加了空调系统的整体容量,还增加了空调系统的整体高度,从而在安装空调系统时会受到限制并会增加生产成本。而且,超过一定量的第一制冷剂必须贮存在吸入容器和排出容器中。
发明内容
因此,本发明的一个目的是提供一种能够简化整体结构、便于安装及降低生产成本的空调系统。
本发明的另一个目的是提供一种能够使贮存在第一容器和第二容器中的第一制冷剂量最小的空调系统。
为了实现这些目的及其他优点并根据本发明的目的,在这里做具体化及概括地描述,这里提供的一种空调系统包括:第一制冷剂在其中流动的室内单元;与室内单元的出口侧制冷剂管路相连的第一容器(吸入容器),用于吸入第一制冷剂;低于吸入容器布置并与室内单元的入口侧制冷剂管路相连的第二容器(排出容器),用于将贮存在第一容器中的第一制冷剂送入室内单元;安装在第一容器和第二容器之间的中间容器,用于将第一容器与第二容器相连;热源循环,用于通过循环第二制冷剂来对第一容器内的第一制冷剂减压及冷却,并加热第二容器的第一制冷剂;用于送回的中间容器冷却单元,其与热源循环的制冷剂管路中的第二容器的入口侧制冷剂管路相连,用于冷却中间容器及维持中间容器内部的压力低于第一容器内部的压力;用于送回的中间容器加热单元,其与在热源循环的制冷剂管路中的第一容器和第二容器之间的制冷剂管路相连,用于加热中间容器及维持中间容器内部的压力高于第二容器内部的压力;以及控制器,用于将热源循环的第二制冷剂有选择地循环至用于送回的中间容器冷却单元或用于送回的中间容器加热单元。
热源循环包括:安装于第一容器的冷却单元;与冷却单元相连并安装于第二容器的加热单元,用于将第二制冷剂送入冷却单元及加热单元的压缩机;安装于压缩机的出口侧制冷剂管路的第一四通阀;安装在压缩机和第一四通阀之间的贮液器,用于将第二气态制冷剂引入压缩机;室外热交换器,用于有选择地对从压缩机排出的第二制冷剂进行散热;安装于第二容器的入口侧制冷剂管路的第二四通阀;以及安装在冷却单元和加热单元之间的制冷剂管路的膨胀阀。
冷却单元安装于第一容器,而且加热单元安装于第二容器。
用于送回的中间容器冷却单元包括第一制冷剂旁路管路、第一热交换器以及多个开关阀,其中第一制冷剂旁路管路与第二容器的入口侧制冷剂管路相连;第一热交换器布置于第一制冷剂旁路管路并安装在中间容器;多个开关阀安装于第一制冷剂旁路管路,用于将由热源循环的压缩机提供的第二制冷剂有选择地转送至第一制冷剂旁路管路中。
用于送回的中间容器加热单元包括第二制冷剂旁路管路、第二热交换器以及多个开关阀,其中第二制冷剂旁路管路与在第一容器和第二容器之间的制冷剂管路相连;第二热交换器布置于第二制冷剂旁路管路并安装在中间容器;多个开关阀安装于第二制冷剂旁路管路,用于将由热源循环的压缩机提供的第二制冷剂有选择地转送到第二制冷剂旁路管路中。
用于将第一容器的下部与中间容器的下部相连的第一连接管路安装在第一容器和中间容器之间。用于有选择地开启及关闭第一连接管路的开关阀安装于第一连接管路。用于将中间容器下部与第二容器下部相连的第二连接管路安装在中间容器和第二容器之间。用于有选择地开启及关闭第二连接管路的开关阀安装于第二连接管路。
用于检测第一制冷剂液位的第一制冷剂液位传感器安装于第一容器,而且第二制冷剂液位传感器和第三制冷剂液位传感器安装于中间容器。
冷却管路的一侧与第二容器的下部相连,而且冷却管路的另一侧与室内单元相连,从而将第一液态制冷剂送入室内单元。用于有选择地开启及关闭冷却管路的开关阀安装于冷却管路。加热管路的一侧与第二容器的上部相连,而且加热管路的另一侧与室内单元相连,从而将第一气态制冷剂送入室内单元。用于有选择地开启及关闭加热管路的开关阀安装于加热管路。
通过以下结合附图对本发明的详细说明,本发明的前述以及其它目的、特点、方面和优点将变得更加明显。
附图说明
附图提供对本发明的更进一步理解,并入并组成说明书的一部分,附图示出本发明的具体实施方式,并与说明书一起用以说明本发明的原理。
在附图中:
图1示出了根据传统技术的空调系统的结构图;
图2示出了根据本发明一个优选实施例的空调系统的结构图,其示出了在冷却操作时的制冷剂流;
图3示出了图2所示空调系统控制过程的框图;以及
图4示出了根据本发明一个优选实施例的空调系统的结构图,其示出了在加热操作时的制冷剂流。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的优选具体实施方式,附图中示出了本发明的实例。
以下,将参考附图详细描述根据本发明一个优选实施例的空调系统。
图2示出了根据本发明一个优选实施例的空调系统的结构图,其示出了在冷却操作时的制冷剂流,图3示出了图2所示空调系统控制过程的框图,以及图4示出了根据本发明一个优选实施例的空调系统的结构图,其示出了在加热操作时的制冷剂流。
如图所示,根据本发明的空调系统包括室内单元11、第一容器(吸入容器)21、第二容器41、中间容器31、热源循环2、用于送回的中间容器冷却单元79、用于送回的中间容器加热单元78以及控制器81,其中:第一制冷剂在室内单元11中流动;第一容器21与室内单元11的出口侧制冷剂管路11a相连,用于吸入第一制冷剂;第二容器41位于低于第一容器21的位置并与室内单元11的入口侧制冷剂管路11b相连,用于将第一制冷剂送入室内单元11;中间容器31安装在第一容器21和第二容器41之间,用于将第一容器21与第二容器41相连;热源循环2用于通过循环第二制冷剂来对第一容器21内部的第一制冷剂减压及冷却,并加热第二容器41的第一制冷剂;用于送回的中间容器冷却单元79与在热源循环2的制冷剂管路中的第二容器41的入口侧制冷剂管路41b相连,用于冷却中间容器31内部的第一制冷剂,并维持中间容器内部的压力低于第一容器内部的压力;用于送回的中间容器加热单元78与在热源循环2的制冷剂管路中的第一容器21和第二容器41之间的制冷剂管路相连,用于加热中间容器31内部的第一制冷剂,并维持中间容器内部的压力高于第二容器内部的压力;控制器81用于将热源循环2的第二制冷剂有选择地循环至用于送回的中间容器冷却单元79或用于送回的中间容器加热单元78。
为了进行冷却操作或加热操作,室内单元11安装在室内房间。室内热交换器13和室内膨胀阀15安装在室内单元11中。
第一制冷剂在包括室内单元11、第一容器21、中间容器31和第二容器41的加热驱动系统1中流动。而第二制冷剂在热源循环2中流动。当分别在加热驱动系统1和热源循环2中流动时,第一制冷剂和第二制冷剂转变为液相和气相,从而进行热交换。
在加热驱动系统1中,从第二容器41排出的第一制冷剂通过室内单元11送入第一容器21。引入第一容器21的第一制冷剂的第一气态制冷剂通过随后将说明的热源循环2的冷却单元54来冷却及减压,因此冷凝成第一液态制冷剂。第一液态制冷剂通过控制器81送回中间容器31。然后,送回中间容器31的一定量的第一液态制冷剂贮存在中间容器31中,然后送回第二容器41。
在冷却操作时,送回第二容器41的第一液态制冷剂通过冷却管路46以低温低压状态引入室内单元11。反之,在加热操作时,第二容器41的第一气态制冷剂通过加热管路48以高温高压状态引入室内单元11。上述循环过程重复地进行。
用于送回的中间容器冷却单元79包括第一制冷剂旁路管路73、第一热交换器33以及多个开关阀71及74,其中:第一制冷剂旁路管路73与第二容器41的入口侧制冷剂管路41b相连;第一热交换器33布置于第一制冷剂旁路管路73,并安装在中间容器31中;多个开关阀71及74安装于第一制冷剂旁路管路73中,用于将由热源循环2的压缩机61提供的第二制冷剂有选择地转送到第一制冷剂旁路管路73中。
用于送回的中间容器加热单元78包括第二制冷剂旁路管路77、第二热交换器35以及多个开关阀75及78,其中:第二制冷剂旁路管路77与在第一容器21和第二容器41之间的制冷剂管路相连;第二热交换器35布置于第二制冷剂旁路管路77,并安装在中间容器31中;多个开关阀75及78安装于第二制冷剂旁路管路77,用于将由热源循环2的压缩机61提供的第二制冷剂有选择地转送到第二制冷剂旁路管路77中。
用于将第一容器21的下部与中间容器31的下部相连的第一连接管路25安装在第一容器21和中间容器31之间。用于有选择地开启及关闭第一连接管路25的开关阀27安装于第一连接管路25。用于将中间容器31下部与第二容器41下部相连的第二连接管路37安装在中间容器31和第二容器41之间。用于有选择地开启及关闭第二连接管路37的开关阀38安装于第二连接管路37。
用于检测第一制冷剂液位的第一制冷剂液位传感器29安装于第一容器21,而且第二制冷剂液位传感器39和第三制冷剂液位传感器40安装于中间容器31。
冷却管路46的一侧与第二容器41的下部相连,而且冷却管路46的另一侧与室内单元11相连,从而将第一液态制冷剂送入室内单元11。用于有选择地开启及关闭冷却管路46的开关阀47安装于冷却管路46。加热管路48的一侧与第二容器41的上部相连,而且加热管路48的另一侧与室内单元11相连,从而将第一气态制冷剂送入室内单元11。用于有选择地开启及关闭加热管路48的开关阀49安装于加热管路48。
热源循环2包括冷却单元23、加热单元43、压缩机61、第一四通阀63、贮液器67、室外热交换器65、第二四通阀68以及膨胀阀69,其中:冷却单元23安装于第一容器21;加热单元43与冷却单元23相连,并安装于第二容器41;压缩机61用于将第二制冷剂送入冷却单元23及加热单元43;第一四通阀63安装于压缩机61的出口侧制冷剂管路61a;贮液器67安装在压缩机61和第一四通阀63之间,用于将第二气态制冷剂引入压缩机61;室外热交换器65用于有选择地对从压缩机61排出的第二制冷剂进行散热;第二四通阀68安装于第二容器41的入口侧制冷剂管路41b;膨胀阀69安装在冷却单元23和加热单元43之间的制冷剂管路。
冷却单元23安装于第一容器21,而且加热单元43安装于第二容器41。除了安装于第一容器21的冷却单元23以及安装于第二容器41的加热单元43的结构以外,用于冷却第一容器21的第一制冷剂及加热第二容器41的第一制冷剂的任何结构都是可能的。未说明的附图标记66指代风机。
以下将说明根据本发明优选实施例的空调系统的操作。
如图2所示,在冷却操作时,在热源循环2中循环的第二制冷剂通过压缩机61压缩。然后,制冷剂经过第一四通阀63、室外热交换器65、第二四通阀68、加热单元43、室外膨胀阀69、冷却单元23、第二四通阀68、第一四通阀63以及贮液器67,然后引入压缩机61。上述循环过程重复地进行。
控制器81关闭加热管路开关阀49,但是开启冷却管路开关阀47。因此,贮存在第二容器41中的第一液态制冷剂通过冷却管路46及室内单元11的入口侧制冷剂管路11b引入室内单元11。引入室内单元11的第一液态制冷剂经过室内膨胀阀15及室内热交换器13,从而被膨胀及进行热交换。然后,第一液态制冷剂吸收潜热,并从而冷却室内房间。
在经过室内膨胀阀15后蒸发的第一气态制冷剂通过室内单元11的出口侧制冷剂管路11a引入第一容器21。然后,第一气态制冷剂通过冷却单元23冷却、减压、冷凝成第一液态制冷剂,然后贮存在第一容器21中。
贮存在第一容器21中的第一液态制冷剂通过用于送回的中间容器冷却单元79送回中间容器31,然后通过用于送回的中间容器加热单元送回第二容器41。
送回到第二容器41然后贮存在第二容器中的第一制冷剂在冷却操作时通过冷却管路46引入室内单元11,或者在加热操作时通过加热管路48引入室内单元11。上述过程重复地进行。
在下文,将更详细地说明用于连续地将贮存在第一容器21中的第一液态制冷剂送回中间容器31及第二容器41的操作。
在本发明的空调系统中,第一制冷剂通过第一容器21和中间容器31之间的压差及通过中间容器31和第二容器41之间的压差送回。如图2所示,当第一制冷剂液位传感器检测第一容器21内部的第一液态制冷剂时,控制器81控制第一四通阀63和第二四通阀68,从而来控制第二制冷剂的流动。然后,控制器81关闭开关阀71并开启开关阀74,从而将由压缩机61提供的低温低压第二制冷剂通过第一制冷剂旁路管路73和第一热交换器33引入第二容器41。当低温低压的第二制冷剂经过第一制冷剂旁路管路73及第一热交换器33时,中间容器31内部的温度变得低于第一容器21内部的温度,并因此降低中间容器31内部的压力。控制器81开启开关阀27来开启第一连接管路25,从而将贮存在第一容器21中的第一液态制冷剂送回中间容器31。当一定量的第一液态制冷剂贮存在中间容器31中时,第三制冷剂液位传感器40检测第一液态制冷剂。然后,控制器81关闭开关阀27。
如图4所示,控制器81控制第一四通阀63及第二四通阀68,从而来控制第二制冷剂的流量。然后,控制器81关闭开关阀75并开启开关阀78,从而能够将由压缩机61提供的高温高压第二制冷剂通过加热单元43、第二制冷剂旁路管路77和第二热交换器35连续地引入冷却单元23。
当高温高压的第二制冷剂经过第二制冷剂旁路管路77及第二热交换器35时,中间容器31内部的温度变得高于第二容器41内部的温度,并因此增加中间容器31内部的压力。控制器81开启开关阀38来开启第二连接管路37,从而将贮存在中间容器31中的第一液态制冷剂送回第二容器41。当一定量的第一液态制冷剂从中间容器31排出时,第二制冷剂液位传感器39检测第一液态制冷剂。然后,控制器81关闭开关阀38。
在冷却操作时,送回第二容器41并贮存在第二容器41中的第一液态制冷剂通过冷却管路46引入室内单元11。然后,第一液态制冷剂通过室内膨胀阀15及室内热交换器13来膨胀,从而冷却室内房间。
第一气态制冷剂通过室内单元11的出口侧制冷剂管路11a引入第一容器21,然后通过冷却单元23冷却及减压。减压的第一气态转制冷剂换为第一液态制冷剂,然后以上述方式送回第二容器41,上述过程重复地进行。
如图4所示,在加热操作时,在热源循环2中循环的第二制冷剂通过压缩机61来压缩。然后,制冷剂经过第一四通阀63、第二四通阀68、加热单元43、室外膨胀阀69、冷却单元23、第二四通阀68、室外热交换器65、第一四通阀63以及贮液器67,然后引入压缩机61。上述循环过程重复地进行。
控制器81关闭冷却管路开关阀49,但是开启加热管路开关阀49。因此,贮存在第二容器41中的第一气态制冷剂通过加热管路48及室内单元11的入口侧制冷剂管路11b引入室内单元11。引入室内单元11的第一气态制冷剂经过室内膨胀阀15,并通过室内热该室内热交换器13进行热交换,从而加热室内房间。
经过室内热交换器13的第一气态制冷剂通过室内单元11的出口侧制冷剂管路11a引入第一容器21。然后,第一气态制冷剂通过冷却单元23冷却、减压、冷凝成第一液态制冷剂。冷凝的第一液态制冷剂以上述方式送回第二容器41,上述过程重复地进行。
如上所述,贮存在第一容器中的第一液态制冷剂通过冷却或加热中间容器内部的第二制冷剂,通过利用第一容器和中间容器之间的压差以及中间容器和第二容器之间的压差来有效地送回第二容器。因此,简化了空调系统的整体结构,使安装便利,并降低了生产成本。而且,与传统技术相比,能够降低贮存在第一容器和第二容器中的第一制冷剂量。
由于本发明在不脱离本发明的精神或必要特征的情况下可以以多种方式实施,还可以理解的是上述的具体实施方式并不被前述说明书的任何细节所限制,除非特别注明,可以在所附权利要求所定义的精神和范围内很宽泛的解释,因此属于权利要求的边界和范围内的所有改变和修改,或者这种边界和范围的等同结构也因此包含于所附的权利要求中。
Claims (8)
1.一种空调系统,其包括:
第一制冷剂在其中流动的室内单元;
与室内单元的出口侧制冷剂管路相连的第一容器,用于吸入第一制冷剂;
低于吸入容器布置并与室内单元的入口侧制冷剂管路相连的第二容器,用于将贮存在第一容器中的第一制冷剂送入室内单元;
安装在第一容器和第二容器之间的中间容器,用于连接第一容器与第二容器;
热源循环,用于通过循环第二制冷剂来减压及冷却第一容器内的第一制冷剂,并加热第二容器的第一制冷剂;
用于送回的中间容器冷却单元,其与热源循环的制冷剂管路中的第二容器的入口侧制冷剂管路相连,用于冷却中间容器及维持中间容器内部的压力低于第一容器内部的压力;
用于送回的中间容器加热单元,其与在热源循环的制冷剂管路中的第一容器和第二容器之间的制冷剂管路相连,用于加热中间容器及维持中间容器内部的压力高于第二容器内部的压力;以及
控制器,用于将热源循环的第二制冷剂有选择地循环至用于送回的中间容器冷却单元或用于送回的中间容器加热单元。
2.根据权利要求1所述的系统,其中热源循环包括:
安装于第一容器的冷却单元;
与冷却单元相连并安装于第二容器的加热单元;
用于将第二制冷剂送入冷却单元及加热单元的压缩机;
安装于压缩机的出口侧制冷剂管路的第一四通阀;
安装在压缩机和第一四通阀之间的贮液器,用于将第二气态制冷剂引入压缩机;
室外热交换器,用于有选择地对从压缩机排出的第二制冷剂进行散热;
安装于第二容器的入口侧制冷剂管路的第二四通阀;以及
安装在冷却单元和加热单元之间的制冷剂管路的膨胀阀。
3.根据权利要求2所述的系统,其中冷却单元安装于第一容器,而且加热单元安装于第二容器。
4.根据权利要求1所述的系统,其中用于送回的中间容器冷却单元包括:
与第二容器的入口侧制冷剂管路相连的第一制冷剂旁路管路;
布置于第一制冷剂旁路管路并安装在中间容器的第一热交换器;以及
多个安装于第一制冷剂旁路管路的开关阀,用于有选择地将由热源循环的压缩机提供的第二制冷剂转送到第一制冷剂旁路管路中。
5.根据权利要求1所述的系统,其中用于送回的中间容器加热单元包括:
连接在第一容器和第二容器之间的制冷剂管路上的第二制冷剂旁路管路;
布置于第二制冷剂旁路管路并安装在中间容器的第二热交换器;以及
多个安装于第二制冷剂旁路管路的开关阀,用于有选择地将由热源循环的压缩机提供的第二制冷剂转送至第二制冷剂旁路管路中。
6.根据权利要求1所述的系统,其中用于将第一容器的下部与中间容器的下部相连的第一连接管路安装在第一容器和中间容器之间,用于有选择地开启及关闭第一连接管路的开关阀安装于第一连接管路,用于将中间容器的下部与第二容器的下部相连的第二连接管路安装在中间容器和第二容器之间,以及用于有选择地开启及关闭第二连接管路的开关阀安装于第二连接管路。
7.根据权利要求1所述的系统,其中用于检测第一制冷剂液位的第一制冷剂液位传感器安装于第一容器,而且第二制冷剂液位传感器和第三制冷剂液位传感器分别安装在中间容器的上部和下部。
8.根据权利要求1所述的系统,其中冷却管路的一侧与第二容器的下部相连,而另一侧与室内单元相连,从而能够将第一液态制冷剂引入室内单元,用于有选择地开启及关闭冷却管路的开关阀安装于冷却管路,加热管路的一侧与第二容器的上部相连,而另一侧与室内单元相连,从而能够将第一气态制冷剂引入室内单元,以及用于有选择地开启及关闭加热管路的开关阀安装于加热管路。
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