CN113137709A - 空调器及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于空调技术领域，旨在解决现有空调器在制热模式下检测到室外换热器结霜时进行逆循环操作会严重影响室内环境舒适度的问题。为此目的，本发明提供了一种空调器及其控制方法，控制方法包括：获取室外环境的温度To和室外换热器的温度Te；当To≤第一预设温度、Te≤第二预设温度并且To和Te呈减小趋势时，获取室内的人员密度；根据人员密度控制空调器选择性地执行除霜运行模式；其中，第一预设温度的取值范围为18～22℃，第二预设温度范围为‑5～0℃，除霜运行模式包括低负荷抑霜运行模式、第一除霜运行模式和第二除霜运行模式，第一除霜运行模式的除霜强度小于第二除霜运行模式的除霜强度，减小了对室内温度的影响，保证了室内环境的舒适度。

Description

空调器及其控制方法
技术领域
本发明属于空调技术领域，具体提供了一种空调器及其控制方法。
背景技术
随着人们生活水平的不断提高，空调器成为了人们生活中的常用电器。
在空调器制热运行过程中，容易出现室外换热器结霜的情况。空调器在检测到室外换热器结霜的情况下，自动控制空调器运行逆循环除霜操作，即控制四通阀换向，使循环回路中的冷媒倒流，压缩机排气口排出的高温高压气态冷媒进入室外换热器散热变成高温高压液态冷媒，从而将室外换热器外表面凝结的霜层融化，高温高压液态冷媒经过节流元件节流降压后进入室内换热器蒸发吸热变成低温低压气态冷媒，低温低压气态冷媒再从压缩机的回气口回到压缩机。这样的除霜操作对室内温度会产生较大影响而严重影响室内环境的舒适度。
因此，本领域需要一种新的技术方案来解决上述问题。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有空调器在制热模式下检测到室外换热器结霜时进行逆循环操作会严重影响室内环境舒适度的问题，一方面本发明提供了一种空调器的控制方法，所述控制方法包括：获取室外环境的温度To和室外换热器的温度Te；当To≤第一预设温度、Te≤第二预设温度并且To和Te呈减小趋势时，获取室内的人员密度；根据所述人员密度控制所述空调器选择性地执行除霜运行模式；其中，所述第一预设温度的取值范围为18～22℃，所述第二预设温度的取值范围为-5～0℃，所述除霜运行模式包括低负荷抑霜运行模式、第一除霜运行模式和第二除霜运行模式，所述第一除霜运行模式的除霜强度小于所述第二除霜运行模式的除霜强度。
在上述控制方法的优选技术方案中，“根据所述人员密度控制所述空调器选择性地执行除霜运行模式”的步骤包括：若所述人员密度≥第一阈值，则控制所述空调器执行所述低负荷抑霜运行模式。
在上述控制方法的优选技术方案中，若第二阈值≤所述人员密度＜第一阈值，则判断To和Te是否满足第一除霜条件；根据判断结果控制所述空调器选择性地执行所述第一除霜运行模式。
在上述控制方法的优选技术方案中，“根据判断结果控制所述空调器选择性地执行所述第一除霜运行模式”的步骤包括：若To和Te满足所述第一除霜条件，则控制所述空调器执行所述第一除霜运行模式。
在上述控制方法的优选技术方案中，“根据判断结果控制所述空调器选择性地执行所述第一除霜运行模式”的步骤包括：若To和Te不满足所述第一除霜条件，则判断To和Te是否满足第二除霜条件；若To和Te满足所述第二除霜条件，则控制所述空调器执行所述第二除霜运行模式。
在上述控制方法的优选技术方案中，“根据所述人员密度控制所述空调器选择性地执行除霜运行模式”的步骤还包括：若所述人员密度＜第二阈值，则判断To和Te是否满足第二除霜条件；根据判断结果控制所述空调器选择性地执行所述第二除霜运行模式。
在上述控制方法的优选技术方案中，“根据判断结果控制所述空调器选择性地执行所述第二除霜运行模式”的步骤包括：若To和Te满足第二除霜条件，则控制所述空调器执行所述第二除霜运行模式；若To和Te不满足第二除霜条件，则控制所述空调器正常运行。
在上述控制方法的优选技术方案中，在“控制所述空调器执行所述低负荷抑霜运行模式”的步骤之后，所述控制方法还包括：判断当前的室外环境的温度To和室外换热器的温度Te是否满足第一除霜条件；根据判断结果控制所述空调器选择性地执行所述第一除霜运行模式。
在上述控制方法的优选技术方案中，“判断当前的室外环境的温度To和室外换热器的温度Te是否满足第一除霜条件”的步骤包括：在所述空调器执行所述低负荷抑霜运行模式设定时长之后，判断当前的室外环境的温度To和室外换热器的温度Te是否满足第一除霜条件。
在本发明的技术方案中，空调器的控制方法包括：获取室外环境的温度To和室外换热器的温度Te；当To≤第一预设温度、Te≤第二预设温度并且To和Te呈减小趋势时，获取室内的人员密度；根据人员密度控制空调器选择性地执行除霜运行模式；其中，第一预设温度的取值范围为18～22℃，第二预设温度的取值范围为-5～0℃，除霜运行模式包括低负荷抑霜运行模式、第一除霜运行模式和第二除霜运行模式，第一除霜运行模式的除霜强度小于第二除霜运行模式的除霜强度。
通过这样的控制方法，在空调器室外换热器容易结霜的情况下，获取室内的人员密度并根据人员密度选择地执行除霜运行模式，既能够减小除霜操作对室内温度的影响，保证室内环境的舒适度，又能够尽量减少室外换热器上出现霜层的时长，从而减小结霜对室外换热器换热性能的影响，提高空调器的效率。
另一方面，本发明还提供了一种空调器，包括：存储器；处理器；以及计算机程序，所述计算机程序存储于所述存储器中，并被配置为由所述处理器执行以实现上述技术方案中的空调器的控制方法。
需要说明的是，该空调器具有上述控制方法的全部技术效果，在此不再赘述。
附图说明
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式，附图中：
图1是本发明空调器的控制方法的主要步骤图；
图2是本发明第一种实施例的空调器的控制方法的流程图；
图3是本发明第二种实施例的空调器的控制方法的流程图。
具体实施方式
首先，本领域技术人员应当理解的是，下面描述的实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。例如，本发明空调器的控制方法适用于壁挂式空调器、立柜式空调器或者新风空调器等。显然，调整后的技术方案仍将落入本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参照图1，来对本发明的空调器的控制方法进行介绍。其中，图1是本发明空调器的控制方法的主要步骤图。
基于背景技术提到的现有空调器在制热模式下检测到室外换热器结霜时进行逆循环操作会严重影响室内环境舒适度的问题，本发明提供了一种空调器的控制方法。
如图1所示，本发明的空调器的控制方法主要包括以下步骤：
步骤S100、获取室外环境温度To和室外换热器的温度Te。
例如，空调器的室外机上设置有第一温度传感器，室外换热器的表面设置有第二温度传感器。第一温度传感器和第二温度传感器分别检测室外环境的温度To和室外换热器的温度Te并发送至空调器的控制器。
步骤S200、当To≤第一预设温度、Te≤第二预设温度并且To和Te呈减小趋势时，获取室内的人员密度。
控制器判断室外环境的温度To是否小于等于第一预设温度、室外换热器的温度Te是否小于等于第二预设温度以及室外环境的温度To和室外换热器的温度Te是否呈减小趋势。其中，第一预设温度的取值范围为18～22℃，第二预设温度的取值范围为-5～0℃，即第一预设温度可以是18～22℃中的任一个值，第二预设温度可以是-5～0℃中的任一个值，如第一预设温度为20℃，第二预设温度为-1℃。控制器可以通过第一温度传感器和第二温度传感器在设定时长(如10s)内分别检测多个室外环境的温度To和室外换热器的温度Te，从而判断室外环境的温度To和室外换热器的温度Te是否呈减小趋势。当室外环境的温度To小于等于20℃、室外换热器的温度Te小于等于-1℃以及室外环境的温度To和室外换热器的温度Te均呈减小趋势时，获取室内的人员密度。
例如，空调器配置有与控制器连接的空间尺寸检测装置，如声波测距装置(如应用毫米波技术的空间尺寸检测装置)、红外线测距装置或者其他合适的测距装置等，测距装置能够检测室内的长度和宽度并发送至控制器。当然，也可以在空调器安装时，由安装人员直接将室内的面积存储至控制器。空调器还配置有人员检测装置，人员检测装置可以是设置在空调器室内机上的红外传感器、人脸识别装置或者其他能够识别人员的装置等，人员检测装置与空调器的控制器连接。人员检测装置检测室内的人数并发送至控制器。控制器将接收到的人数除以室内的面积得到室内的人员密度。
步骤S300、根据人员密度控制空调器选择性地执行除霜运行模式。
其中，除霜运行模式包括低负荷抑霜运行模式、第一除霜运行模式和第二除霜运行模式，第一除霜运行模式的除霜强度小于第二除霜运行模式的除霜强度。
通过这样地设置，在空调器室外换热器容易结霜的情况下，获取室内的人员密度并根据人员密度选择地执行除霜运行模式，既能够减小除霜操作对室内温度的影响，保证室内环境的舒适度，又能够尽量减少室外换热器上出现霜层的时长，从而减小结霜对室外换热器换热性能的影响，提高空调器的效率。
下面参照图2，来对本发明第一种实施例的空调器的控制方法进行介绍。其中，图2是本发明第一种实施例的空调器的控制方法的流程图。
如图2所示，在第一种实施例中，空调器的控制方法包括：
步骤S100、获取室外环境温度To和室外换热器的温度Te。
步骤S210、判断室外环境温度To和室外换热器的温度Te是否满足以下条件：To≤第一预设温度、Te≤第二预设温度并且To和Te呈减小趋势，若满足则执行步骤S220，若不满足则返回步骤S100。
步骤S220、获取室内的人员密度。
在步骤S220之后，包括步骤S311、步骤S321和步骤S331。
步骤S311、判断人员密度是否大于等于第一阈值(如0.2)，若是则执行步骤S312。
步骤S312、控制空调器执行低负荷抑霜运行模式。
例如，计算当前室内的负荷时，分别计算第一负荷和和第二负荷。当空调器为新风空调器，并且新风***开启的情况下，还要计算第三负荷。第一负荷按照公式Q1＝q*S计算；其中，Q1为第一负荷，q为单位面积负荷，取150～180W/m2中的最小值即150W/m2。第二负荷按照公式Q2＝Φ*n*q2计算；其中，Q2为第二负荷，n为室内的人数，q2为显热量，如85W，Φ为群集系数，如取0.89。第三负荷按照公式Q3＝Z*Cm*|Ts–To|/ρ计算；其中，Z为新风量，Cm为新风比热容(取1.005kJ/(kg*℃))，Ts为设定温度，To为室外温度，ρ为新风密度(1.29～1.16，kg/m3)，ρ可以是1.29～1.16中预先设定的任一个，也可以根据室外温度选取1.29～1.16的任一个，如存储有多个新风密度与室外温度范围的映射关系，根据室外温度从映射关系中查找对应的新风密度。当前室内的负荷按照公式Q＝Q1+Q2+Q3计算；其中，Q为室内的负荷。确定室内的负荷后，控制空调器按照相应的运行参数运行，如室内的负荷越大，空调器压缩机的运行频率越高，节流阀开度越大，室内风机和室外风机的转速越大。
其中，新风量按照以下方式确定：
按照公式Z1＝V*nx计算第一新风量；其中，Z1为第一新风量，V为室内的容积，nx为换气次数(取2～6次/小时中的最小值，即2次/小时)。控制器可以根据空间尺寸检测装置检测的室内空间的长度、宽度和高度计算得到室内的容积，也可以在安装空调器时由安装人员直接输入室内的容积。
按照公式Z2＝n*q1计算第二新风量。其中，Z2为第二新风量，n为室内的人数，q1为单人所需新风量(取30～40m3/h中的最小值，即取30m3/h)。
比较Z1和Z2的大小，将二者中的较小者作为新风量Z。
需要说明的是，在空调器正常运行过程中计算室内的负荷时，单位面积负荷q取150～180W/m2中的中间值或者较大值，如可以是165W/m2、170W/m2或者其他值等，换气次数nx取3次/小时、4次/小时、5次/小时或者6次/小时等，单人所需新风量q1取32m3/h、34m3/h或者37m3/h等。此外，控制空调器执行低负荷抑霜运行模式也可以使空调器的压缩机以较小的频率运行，室外风机和室内风机低速转动。
步骤S321、判断人员密度是否大于等于第二阈值(如0.1)且小于第一阈值，若是则执行步骤S322。
步骤S322、判断室外环境温度To和室外换热器的温度Te是否满足第一除霜条件，若满足则执行步骤S323。如第一除霜条件为Te≤-5℃并且10℃≤To≤20℃。
步骤S323、控制空调器执行第一除霜运行模式。
步骤S331、判断人员密度是否小于第二阈值，若是则执行步骤S332。
步骤S332、判断室外环境温度To和室外换热器的温度Te是否满足第二除霜条件，若是则执行步骤S333。如第二除霜条件为Te≤-7℃并且To≤2℃。
步骤S333、控制空调器执行第二除霜运行模式。
其中，第一除霜运行模式的除霜强度小于第二除霜运行模式的除霜强度。具体地，第一除霜运行模式为新风***关闭，四通阀换向，进行逆循环除霜，室内风机关闭，当Te≥25℃持续1min时或者Te≥30℃持续0.5min或者除霜时间达到4min时退出第一除霜运行模式。第二除霜运行模式为新风***关闭，四通阀换向，进行逆循环除霜，室内风机关闭，当除霜时间达到10min时退出第一除霜运行模式。需要说明的时，退出除霜运行的判断条件的数值可以根据实际情况进行调整，如Te≥20℃或者Te≥33℃等。另外，第一除霜条件和第二除霜条件的具体判定温度值也可以根据实际情况进行调整，如第一除霜条件为Te≤-4℃并且8℃≤To≤16℃，第二除霜条件为Te≤-8℃并且To≤0℃，或者设置成其他合适的条件等。
另外，也可以将第一除霜运行模式设置成通过旁通管路进行除霜，第二除霜运行模式设置成逆循环除霜，除霜运行时长相同。
在人员密度大于等于第一阈值的情况下控制空调器执行低负荷抑霜运行模式，即室内人员密度较大且较容易结霜的情况下控制空调器低负荷运行，既能延缓空调器室外换热器结霜，又能够保证室内的舒适度。在人员密度大于等于第二阈值且小于第一阈值、室外环境温度To和室外换热器的温度Te满足第一除霜条件的情况下控制空调器执行第一除霜运行模式，能够在室内人数不太多的情况下在空调器室外换热器轻微结霜的情况下对室外换热器进行低强度的化霜，既能够减小结霜对室外换热器的换热性能的影响又能够避免严重影响用户的舒适度。在人员密度小于第二阈值的情况下控制空调器执行第二除霜运行模式，既在室内人员较少并且结霜较为严重的情况下对室外换热器进行高强度的化霜，能够快速除霜，避免较厚的霜层严重影响室外换热器的换热效果，同时减小快速除霜造成室内温度降低对舒适度的影响。
需要说明的是，第一阈值为0.2和第二阈值为0.1仅是一种具体的设置方式，在实际应用中也可以对其作出调整，如第一阈值和第二阈值分别为0.3和0.15、第一阈值和第二阈值分别为0.25和0.08或者其他合适的组合等。另外，步骤S311、步骤S321和步骤S331可以同步执行，也可以按照不同的先后顺序执行，只要在步骤S220之后即可。
下面参照图3，来对本发明第二种实施例的空调器的控制方法进行介绍。其中，图3是本发明第二种实施例的空调器的控制方法的流程图。
如图3所示，在第二种实施例中，空调器的控制方法包括：
步骤S100、获取室外环境温度To和室外换热器的温度Te。
步骤S210、判断室外环境温度To和室外换热器的温度Te是否满足以下条件：To≤第一预设温度、Te≤第二预设温度并且To和Te呈减小趋势，若满足则执行步骤S220，若不满足则返回步骤S100。
步骤S220、获取室内的人员密度。
在步骤S220之后，包括步骤S311、步骤S321和步骤S331。
步骤S311、判断人员密度是否大于等于第一阈值(如0.2)，若是则执行步骤S312。
步骤S312、控制空调器执行低负荷抑霜运行模式。步骤S312之后，跳转至步骤S322。
步骤S321、判断人员密度是否大于等于第二阈值(如0.1)且小于第一阈值，若是则执行步骤S322。
步骤S322、判断室外环境温度To和室外换热器的温度Te是否满足第一除霜条件，若满足则执行步骤S323，若不满足则执行步骤S332。如第一除霜条件为Te≤-5℃并且10℃≤To≤20℃。
步骤S323、控制空调器执行第一除霜运行模式。
步骤S331、判断人员密度是否小于第二阈值，若是则执行步骤S332。
步骤S332、判断室外环境温度To和室外换热器的温度Te是否满足第二除霜条件，若是则执行步骤S333。如第二除霜条件为Te≤-7℃并且To≤2℃。
步骤S333、控制空调器执行第二除霜运行模式。
需要说明的是，“步骤S312之后，跳转至步骤S322”可以是在步骤S312开始执行的时候或者未结束的时候跳转至步骤S322，即在步骤S312执行的过程中判断室外环境温度To和室外换热器的温度Te是否满足第一除霜条件，也可以在步骤S312执行结束之后跳转至步骤S322。优选地，在步骤S312执行设定时长(如20min)时跳转至步骤S322，这样能够在运行低负荷抑霜运行模式设定时长后若室外换热器轻微结霜，则执行弱强度的除霜。
在人员密度大于等于第一阈值并控制空调器执行低负荷抑霜运行模式的情况下，进一步判断室外环境温度To和室外换热器的温度Te是否满足第一除霜条件。当室外环境温度To和室外换热器的温度Te满足第一除霜条件时控制空调器执行第一除霜运行模式；当室外环境温度To和室外换热器的温度Te不满足第一除霜条件时，进一步判断室外环境温度To和室外换热器的温度Te是否满足第二除霜条件，当满足室外环境温度To和室外换热器的温度Te满足第二除霜条件时控制空调器执行第二除霜运行模式。这样，在进行低负荷运行抑霜过程中，若检测到室外换热器轻微结霜，此时控制空调器进行弱强度除霜，能够进一步避免结霜对室外换热器的换热性能的影响，提高空调器的工作效率。在室外环境温度To和室外换热器的温度Te不满足第一除霜条件的情况下，进一步判断室外环境温度To和室外换热器的温度Te是否满足第二除霜条件，当室外环境温度To和室外换热器的温度Te满足第二除霜条件则控制空调器执行第二除霜运行模式，在人员密度大于等于第二阈值且小于第一阈值、结霜严重的情况下对室外换热器进行高强度除霜，避免室外换热器结霜严重而导致空调器停机等故障。
在另一种可行的实施方式中，与第二种实施例不同的是，在室外环境温度To和室外换热器的温度Te不满足第一除霜条件的情况下，直接返回步骤S100。
另一方面，本发明还提供了一种空调器，包括：存储器，处理器以及计算机程序，计算机程序存储于存储器中，并被配置为由处理器执行以实现上述任一项实施例的空调器的控制方法。其中，存储器和处理器设置于控制器。
需要说明的是，上述实施例中的存储器包括但不限于随机存储器、闪存、只读存储器、可编程只读存储器、易失性存储器、非易失性存储器、串行存储器、并行存储器或寄存器等，处理器包括但不限于CPLD/FPGA、DSP、ARM处理器、MIPS处理器等。
通过以上描述可以看出，在本发明的技术方案中，在空调器室外换热器容易结霜的情况下，获取室内的人员密度并根据人员密度选择地执行除霜运行模式，既能够减小除霜操作对室内温度的影响，保证室内环境的舒适度，又能够尽量减少室外换热器上出现霜层的时长，从而减小结霜对室外换热器换热性能的影响，提高空调器的效率。
本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在本发明的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种空调器的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：
获取室外环境的温度To和室外换热器的温度Te；
当To≤第一预设温度、Te≤第二预设温度并且To和Te呈减小趋势时，获取室内的人员密度；
根据所述人员密度控制所述空调器选择性地执行除霜运行模式；
其中，所述第一预设温度的取值范围为18～22℃，所述第二预设温度的取值范围为-5～0℃，所述除霜运行模式包括低负荷抑霜运行模式、第一除霜运行模式和第二除霜运行模式，所述第一除霜运行模式的除霜强度小于所述第二除霜运行模式的除霜强度。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，“根据所述人员密度控制所述空调器选择性地执行除霜运行模式”的步骤包括：
若所述人员密度≥第一阈值，则控制所述空调器执行所述低负荷抑霜运行模式。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，“根据所述人员密度控制所述空调器选择性地执行除霜运行模式”的步骤还包括：
若第二阈值≤所述人员密度＜第一阈值，则判断To和Te是否满足第一除霜条件；
根据判断结果控制所述空调器选择性地执行所述第一除霜运行模式。
4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，“根据判断结果控制所述空调器选择性地执行所述第一除霜运行模式”的步骤包括：
若To和Te满足所述第一除霜条件，则控制所述空调器执行所述第一除霜运行模式。
5.根据权利要求3或4所述的控制方法，其特征在于，“根据判断结果控制所述空调器选择性地执行所述第一除霜运行模式”的步骤包括：
若To和Te不满足所述第一除霜条件，则判断To和Te是否满足第二除霜条件；
若To和Te满足所述第二除霜条件，则控制所述空调器执行所述第二除霜运行模式。
6.根据权利要求3或4所述的控制方法，其特征在于，“根据所述人员密度控制所述空调器选择性地执行除霜运行模式”的步骤还包括：
若所述人员密度＜第二阈值，则判断To和Te是否满足第二除霜条件；
根据判断结果控制所述空调器选择性地执行所述第二除霜运行模式。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，“根据判断结果控制所述空调器选择性地执行所述第二除霜运行模式”的步骤包括：
若To和Te满足第二除霜条件，则控制所述空调器执行所述第二除霜运行模式；
若To和Te不满足第二除霜条件，则控制所述空调器正常运行。
8.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，在“控制所述空调器执行所述低负荷抑霜运行模式”的步骤之后，所述控制方法还包括：
判断当前的室外环境的温度To和室外换热器的温度Te是否满足第一除霜条件；
根据判断结果控制所述空调器选择性地执行所述第一除霜运行模式。
9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，“判断当前的室外环境的温度To和室外换热器的温度Te是否满足第一除霜条件”的步骤包括：
在所述空调器执行所述低负荷抑霜运行模式设定时长之后，判断当前的室外环境的温度To和室外换热器的温度Te是否满足第一除霜条件。
10.一种空调器，其特征在于，包括：
存储器；
处理器；以及
计算机程序，所述计算机程序存储于所述存储器中，并被配置为由所述处理器执行以实现权利要求1至9中任一项所述的空调器的控制方法。
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