第五章商用直热循环型空气能热泵热水机组
一、产品概述
1、产品特点
直热循环型空气能热泵热水机组，采用先进的水路自控系统，冷水进入机组后即被加热到55℃，直接进入储热水箱供用户使用且水箱内水温下降时可以自动循环保温，确保水箱内热水温度。机组在-10～45℃范围内，一年四季全天候工作，不受阴雨等恶劣天气影响，被广泛应用于宾馆、工厂、公寓、别墅、发廊、浴足、泳池等各种需要生活用水的场所。
模块化设计，有12kW、20kW、39kW三种冷量的机组可选。通过组合1～16个相同或不同的单元模块，可形成制热量在12～624kW范围的系列产品，满足不同工程的需要。
◆出水温度高
采用先进的水路控制系统，出水温度高，出厂时设定在55℃，最高出水温度可达60℃。
◆产水迅速，开机就有热水
直热型设计，冷水进入后即被加热到可使用的温度，开机就有热水，产水量大而且迅速。
◆能效比高
能效比高，平均能效达4.5以上，最高达5.8，同等能耗下的产水量远远高于其他热水装置。
◆运行安全、可靠
采用热泵方式制取生活热水，区别于使用电或者燃料直接加热热水的方式，消除了传统热水器具有的易燃、易爆、煤气中毒、触电等危险；且先进的微电脑控制系统，保护功能齐全，从根本上杜绝了漏电、干烧、超高温等安全隐患。
经专家反复研究实验，优化后的设计，结构紧凑美观，控制方便简洁，性能安全可靠，能效领先国际；且关键零部件均采用国际知名品牌，配合本公司精心制作，每台机组出厂前均通过严格的性能测试，保证机组能长期稳定高效运行。
◆控制简洁、方便
微电脑全自动控制，无需专人值守。友好的全中文人机界面，系统状况一目了然，多模块网络化控制，一套系统可以控制多达16台主机，且控制方便简捷，只需轻轻一按，即可产出热水。
◆安装灵活
机组紧凑轻巧，便于运输，无需专用机房，安装灵活；模块化的设计，自由组合，扩展方便；简单的管路系统，维护轻松简便，适合各类工程。
◆环保
采用逆卡诺循环的热泵技术，吸收空气中的热量加热生活用水。在运行过程中没有任何气体排放，属于绿色环保型产品。不会像煤、油、气等矿物燃料那样，在燃烧过程中会污染环境。
2、产品命名规则
K F RS - 12 Z □ M □ / □ B □ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
序号 代号描述 可选项 1 热源方式 K-空气源式 2 结构形式 F-分体式；缺省-整体式 3 热水机代号 RS-热水机 4 名义制热量 制热量，单位：kW 5 制热方式 Z-直热式；缺省-非直热式 6 压缩机系统 S-双系统；缺省-单系统 7 模块化特征 M-模块化机组；缺省-普通型机组 8 功能特征 P-变频；Pd-直流变频；Re-低温热泵；缺省-定频 9 制冷剂 Na-R410A；N-R407C；缺省-R22 10 设计序号 以A、B、C...排列 11 电源形式 S-三相；D-电加热；缺省-单相 二、产品性能与规格
1、产品外形图
KFRS-12ZM/B、KFRS-20ZM/BSKFRS-39ZM/BS
2、产品性能参数
型号 KFRS-12ZM/B KFRS-20ZM/BS KFRS-39ZM/BS 制热量 kW 12 20 39 额定功率 kW 2.7 4.7 9.3 热水产量 L/h 258 435 840 出水温度 ℃ （默认）55℃，30--60℃范围可调 电源 220V～50Hz 380V3N～50Hz 换热器 风侧 翅片式换热器 水侧 套管式换热器 风机 型 式 低噪音轴流风机 出风形式 顶出风 顶出风 顶出风 水系统 水流量 m3/h 0.258 0.435 0.84 水压降 kPa 40 62 62 最高承压 MPa 0.8 进出水管管径 mm DN25×3 DN25×3 DN25×3 管接头螺纹规格 inch 3/4 3/4 1 外机尺寸 宽×深×高 mm 766×766×851 766×766×851 929×807×1656 机组净重 kg 120 135 270 噪 音 dB(A) ≤60 ≤62 ≤67 推荐电源线 mm 2×根 4.0×3 2.5×3 6.0×3 注：
①.产品设计执行标准：GB/T21362-2008。
②.名义工况：室外环境温度20℃DB/15℃WB，进水温度15℃，出水温度55℃；
③.机组性能参数会因产品改良有所改变，恕不另行通知。具体参数请以产品铭牌为准。
④.所列水阻力是指额定工况下的水阻力，当环境和进水温度不同时，机组产水量会跟着变化，水
阻力也可能与所列值有所不同。
3、产品运行范围
制热水运行范围 室外环境温度-10～45℃
4、产品能力修正
注：以上性能参数曲线均在出水温度为55℃下测得
三、产品安装
1、产品安装注意事项
1.1机组安装基础：
◆热水机必须水平安装在水泥墩或者槽钢上，并用M12螺栓固定支撑脚，四角安装减震弹簧或者橡胶减震垫，以满足噪声及震动的要求。在修筑水泥墩时，地脚螺钉必须高于固定位置50㎜以上，并做好接水盘，排水沟等，确保排水流畅。
◆在热水机搬上水泥墩上之前，放20㎜厚的橡胶垫片，起防震减振作用。将热水机搬上水泥墩，压住垫片，然后用扳手打上四个地脚螺钉，一定要打紧打牢，并确保水平安装，安装后倾斜角度不大于5°。
◆如果热水机系统不处于建筑物上避雷系统的保护中，应按照国家现行标准《建筑物防雷设计规定》
（GB50057-94-2000版）的要求，增设避雷措施。
1.2机组位置与环境
◆安装地点必须足以承受热水机的重量，且运行噪声及排出空气、冷凝水不会影响到邻居。
◆不可安装在有易燃易爆物品或者严重灰尘、盐雾等污染性空气的地方。
◆通风良好，有足够的维修空间和进风空间，进出风口无障碍物，保证气流循环畅通无阻。在空气污染和酸雨较严重及空气含盐较多的地区，为防止锈蚀而降低热水机使用寿命，在不妨碍空气流通的情况下，应设置遮阳篷。
◆便于安装连接管和进行电气连接的地方。
1.3机组管路连接
◆所用管道推荐采用塑料管道（如PPR管），但应考虑主机与水箱之间管道的伸缩问题。
◆如果管道采用的是钢管、铜管等金属管道，机组必须连接PPR材料的连接管组件，再通过连接管组件，与金属管相连；如果管道采用PPR塑料管，机组可以直接与这些管道连接。各连接处加生料带密封。
◆机组进水处，必须安装过滤器，防止机组内套管换热器的堵塞,并定期清洗。
◆系统管路上的电磁阀前一般需安装检修阀，以便日后检修;同时便于系统的清洗,在系统最低处应安装排污阀，最高处应安装排气阀。
◆水系统配管完成后，应根据暖通空调中有关规范进行水压试漏并排污，确保水管道内清洁，无
锈渣等污垢物，以防止堵塞管路及机组内的换热器和水泵，
◆在水系统检漏合格后，应对进出水管及补水管进行保温，以防止热量损失及冬季不用热水机时冻裂管道；各阀门也需要保温。
1.4电气安装
◆所有电气安装务必由专业人士按当地法律、规章、和本说明书进行。
◆在所有的安装完工，并经检查确认无误后，才能接通电源。
◆电源一定要使用额定电压及热水机组专用电源。
◆电源线应有可靠固定，以免接线端子受力。
◆电源线和连接线损坏后必须及时用专用电缆更换。
◆必须安装可切断整个系统电源的空气开关和漏电开关。
◆漏电开关测试键，请每个月定期按一次，确认其有效性。
2、外形尺寸
KFRS-12ZM/B、KFRS-20ZM/BS的外形尺寸：
单位：mm
KFRS-39ZM/BS的外形尺寸：
3、产品安装及维修空间
KFRS-12ZM/B，KFRS-20ZM/BS的安装空间：
单位：mm
KFRS-39ZM/BS安装空间：
4、产品电气安装
4.1机组外部接线图
1）KFRS-12ZM/B外部接线图：
备注：水箱高水位开关，中水位开关（SWh,SWm）,水流开关(装于循环管上)，循环水泵，控制用
户供/回水泵，增压泵，水箱感温包，用户侧感温包接主模块即可，子模块不需要连接。
2）KFRS-20ZM/BS,KFRS-39ZM/BS外部接线图：
备注：水箱高水位开关，中水位开关（SWh,SWm）,水流开关(装于循环管上)，循环水泵，用户供/回环泵，增压泵，水箱感温包，用户侧感温包接主模块即可，子模块不需要连接。
3）模块间的连接：
4.2电源线及空气开关的选配
机型 电源类型 电源线最小截面积（mm2） 空气开关容量
（A） 相线 零线 地线 KFRS-12ZM/B 220V～50Hz 4.0 4.0 4.0 20 KFRS-20ZM/BS 380V3N～50Hz 2.5 2.5 2.5 16 KFRS-39ZM/BS 380V3N～50Hz 4.0 4.0 4.0 25 注：
①.机组电源线必须为铜芯电缆，工作温度不能大于其规定值。
②.如果电源线长度大于15米，请适当加大电源线横截面，以免过载引起事故。
③.其中空开容量，电源线径均未考虑外接辅助电加热器。
④.电源线规格是指BV单芯线（2～4根）穿塑料管时敷设且使用环境温度为40℃时所选用的规格，
空气开关为温度40℃时所使用，空气开关为“D”型。
⑤.现场实际安装条件有所改变，请按照厂家提供的电源线、空气开关规格书，酌情考虑降容量使用。
四、产品设计选型及安装
1、设备选型
1.1热水机选型
1)据实际需要，统计、计算所有热水需求量。如无法统计的，可按《建筑给排水设计规范GB50015-2003》中的规定，计算热水定额。
2)据当地最低平均气温，及最冷季节热水机进水水温，查表或者曲线，得到各机型实际产水能力。并考虑到各种意外因素，热水机以每天工作10～12小时计算热水产量，保证机组在最恶劣的工况下，也能满足建筑的热水需求。
3)据安装场地大小，承重等各种因素，确定机组型号及数量。
1.2水管选型
1)热水供水管、热水循环管、补水管和排污管等，应采用塑料管、复合管、镀锌钢管和铜管等耐腐蚀、对水质无污染的管材，并保证水质在可能出现的运行温度下，符合现行的《生活饮用水水质标准》的要求。管径要符合机组规定，热水管、补水管要做好保温，防止在冬天温度低的时候冻裂。
2)推荐使用PPR管。它具有良好的卫生性能，较好的耐热性能（适应温度范围-20～120℃），并且耐腐蚀，不易结垢，导热系数低。接口处采用热熔链接，安装方便，连接可靠。但设计时应考虑到各管道之间的伸缩问题。
3)在不同工况下，直热型机组产水量会有所不同。因此，机组的进出水管管径，请根据机组额定流量的两倍及推荐的流速来计算确定。
4)多台并联时，按并联后各管段的流量的两倍，并保证管内水流速度符合以下规定的情况下，选择合适的管径。管内热水流速参照下表：
公称直径（㎜） 15～20 25～40 ≥50 水流速度（m/s） ≤0.8 ≤1.0 ≤1.2 1.3热水箱选型
1)家庭用户式热水箱选型
户式热水系统的储热水箱容积一般是80～500L，可按公式：V=（40～80）L×n人估算。
2)集中式中央热水系统热水箱选型
根据热水用水量，热水用水小时变化系数及热水机的供热能力、加热时段等多种因素，由设计单位
经计算后确定。或者按下面公式估算：
V=×A×h×K
V：保温水箱容积（立方米）。
L：日用热水总量（立方米）。
H：不同建筑热水日用水时间（小时，《建筑给排水设计规范》上可查）。
A:热水用水小时变化系数（最高日最高时供水量与该日平均时供水量的比值，《建筑给排水设计规范》上有查）。
h：保证用水高峰小时数，一般取2～5小时。
K：安全系数，取1.1～1.3左右。
对于天气寒冷的北方地区，原则上水箱容积不能小于日设计用水量。
2、安装原理图
2.1单机系统安装示意：
注：
①.增压泵、循环泵、回水泵承受水温不得低于60℃。
②.若需要热水增压泵，由工程上自行配制。
③.进水一般为自来水，需要在机组的进水口安装过滤器，防止杂质进入机组；若水质较差，则需安装电子水处理仪进行处理，以保证水质。
④.直热运行：增压泵启动，补水阀打开，循环泵关闭。
⑤.循环保温：当水箱感温包温度低于设定温度时，循环保温功能启动，循环泵启动，补水阀关闭。
⑥.回水控制：用户供水泵可选用自吸式全自动启停泵，用户用水时泵开，用户不用水时泵停，保证各热水用户有稳定的水压。当用户侧水系统长时间无用水时，系统水管内水温低于某一设定温度时，回水电磁阀开启，用户供水泵将储热水箱内的热水压入管网，使管内水温上升；当热水管中水温升至与水箱水温温差小于4℃时，回水电磁阀关闭，从而保证取水点水温与储热水箱水温保持一致。回水电磁阀请使用用户回水泵的控制引出线来控制。
⑦.辅助电加热控制：当工程单台安装时，建议选配电加热组件以满足冬天因机组能力衰减时产水不足；辅助电加热的选型见后述，与主机并联安装，安装完毕后等主机运行稳定后（开机6分钟以后）手动调节截止阀来调节辅助电加热的出水温度。
2.2模块化系列安装示意：
注：
①.当机组安装低于水箱时，水箱与机组之间的高度差不应大于8m，超过8m时应安装中间过渡水箱；当机组安装高于水箱时，则要注意循环水泵的选型，在克服高落差的情况下务必保证单机循环流量不低于以下值：机组KFRS-12ZM/B循环流量不低于2.1m3/h,机组KFRS-20ZM/BS循环流量不低于3.4m3/h,机组KFRS-39ZM/BS循环流量不低于6.7m3/h。
②.增压泵、循环泵、用户供水泵承受水温不得低于60℃。
③.当自来水压力低于0.25MPa时，为保证机组可靠运行，请务必增加增压水泵，并且保证水泵扬程在30-40m扬程范围内。
④.需要热水循环水泵，由工程上自行配制。选用时应保证单机机组的最低流量；单机最低流量要求如下：机组KFRS-12ZM/B循环流量不低于2.1m3/h,机组KFRS-20ZM/BS循环流量不低于3.4m3/h,机组KFRS-39ZM/BS循环流量不低于6.7m3/h。
⑤.进水一般为自来水，需要在机组的进水口安装过滤器（20目以上），防止杂质进入机组；若水质较差，则需安装电子水处理仪进行处理，以保证水质。
⑥.循环保温：当水箱感温包温度低于设定温度时，循环保温功能启动，循环泵启动，补水电磁阀关闭；
⑦.回水控制：当用户侧水系统长时间无用水时，系统水管内水温下降到某一设定值，回水电磁阀开启，用户供水泵启动，将储热水箱内的热水压入管网，使管内水温上升；当热水管中水温升至与水箱水温温差小于4℃时，回水电磁阀关闭，从而保证取水点水温与储热水箱水温保持一致。回水电磁阀请使用用户回水泵的控制引出线来控制。
⑧.当用户侧开始用水时，由电触点压力表或者水流开关（工程自配）来控制用户供水泵启动，同时给回水电磁阀下断电命令。
⑨.辅助电加热控制，工程安装时，建议选配电加热组件以满足冬天因机组能力衰减时产水不足；辅助电加热的选型见后述，与主机并联安装，安装完毕后等主机运行稳定后（开机６分钟以后）手动调节截止阀来调节辅助电加热的出水温度。
2.3水泵选型
2.3.1主机冷水增压泵的选择
当自来水压不足0.25MPa时，需安装冷水增压泵，为了保证机组进水压力及克服机组管道的阻力及机组内部阀门、过滤器及套管换热器的阻力，要求水箱与主机同层安装的工程上，水泵运行时额定扬程必须保证（25～35）m范围内。即机组在夏天时产水量大，水泵满足大水量的运行时，扬程衰减，必须保证还有20m的压头。小于这个值易造成机组出水温度过高，出现高压保护；机组在冬天时产水量变小，水泵相应扬程就会大，不宜大于30m，扬程偏高可能造成冬天机组出水温度低或者到达设定温度时间过长。30m额定扬程时，水泵额定流量KFRS-12ZM/B大于0.6m3/h，KFRS-20ZM/BS大于1m3/h，KFRS-39ZM/BS大于2m3/h。
2.3.2循环水泵扬程及流量的选择
循环水泵要求大流量，对于机组循环保温水泵，额定流量KFRS-12ZM/B大于2.1m3/h，KFRS-20ZM/BS大于3.4m3/h，KFRS-39ZM/BS大于6.7m3/h。水箱与机组同层安装，水泵额定扬程15m以上。
2.3.3用户侧热水供水增压泵的选择
供水增压泵工程上常用普通增压泵或自吸式全自动启停泵，大型工程为保证用水舒适性也会用到变频水泵。
具体选型无法明确规定，必须结合实际工程进行估算。扬程H应为储水箱热水出水口与末端管路高度差Z、管路沿程阻力损失和局部阻力损失三项之和的1.1～1.2倍。沿程阻力损失和局部阻力损失应从水力计算求出，做估算时，局部阻力损失可取5m水柱，沿程损失可取每100m管长约5m水柱，若管路长为L，则经验公式计算如下：
H=(5+Z+0.05L)×1.1或1.2
水泵流量为高峰用水时系统水流量的1.3倍。
2.4水管选型
热水机组水管的选型是按照保证水路水流速在下表所规定的范围为基准的。
公称直径（mm） 15～20 25～40 50～70 ≥80 水流速度（m/s） ≤1.0 ≤1.2 ≤1.5 ≤1.8 注：上表参考《建筑给水排水设计规范》
可以根据公式：
V=Q/S
V——水管内水流速；
Q——机组的额定流量；
S——连接水管的截面积；
工程安装建议采用PP-R管，为保证管材质量，推荐品牌：金牛、金德、日丰、联塑等。
以下表中为PP-R管推荐规格：
KFRS-12ZM/B机组进/出/循环水管选型 机组数量 进水主管 出水主管 循环水主管 1台 DN25 DN25 DN25 2台并联 DN25 DN32 DN32 3台并联 DN32 DN40 DN40 4～5台并联 DN40 DN50 DN50 6～8台并联 DN50 DN65 DN65 9～14台并联 DN65 DN80 DN80 15～16台并联 DN80 DN100 DN100
KFRS-20ZM/BS机组进/出/循环水管选型 机组数量 进水主管 出水主管 循环水主管 1台 DN25 DN32 DN32 2台并联 DN32 DN40 DN40 3台并联 DN32 DN50 DN50 4～5台并联 DN40 DN65 DN65 6～8台并联 DN50 DN80 DN80 9～14台并联 DN65 DN100 DN100 15~16台并联 DN80 DN125 DN125 1台 DN25 DNDN40 2台并联 DN32 DN50 DN50 3台并联 DN40 DN65 DN65 4～5台并联 DN50 DN80 DN80 6～8台并联 DN65 DN100 DN100 9～14台并联 DN80 DN125 DN125 15～16台并联 DN100 DN150 DN150
对多台并联使用，主水管选择完后必须进行水力计算，若水侧管路阻力大于所选水泵扬程，则必须重新选择较大的水泵，或者将水管加大一号。
2.5辅助电加热的选型
根据工程需要可以安装一套电辅助加热器作为备用系统：设备部分检修、设备出现临时性故障时作为备用系统开启；同时，也可保证环境温度很低时系统的产热水量，弥补低温情况下机组的能力率减。
电辅助加热器的选型主要考虑：冬季室外环境温度、备用系统容量的大小。根据当地冬季平均温度、机组进水温度，通过“室外环境温度、进水温度与机组能力的关系曲线”查出对应的能力值Q1，与机组标准能力值Q相比，可以得出机组能力衰减值Q2：Q2=Q-Q1
一般电辅助加热器的大小：W=a×Q2=a×(Q-Q1)
（其中a为裕量系数，取值范围1.0～1.5，北方地区a值应该取大一些，如在陕西、河南、安徽、江苏、湖北等地区可以取1.5。）
一般我们建议，冬季平均气温在零度以下的地区工程上必须加辅助电加热。
2.6关键零部件的安装
2.6.1水位开关的安装
格力商用直热循环式热水机组采用一个双浮球式的水位开关，带DN25外牙接头，所用储水箱定做时必须预前留有DN25内牙接口，直接将水位开关插入水箱拧紧在内牙接口上即可，简单方便。水位开关信号线严禁直接泡在热水中。
当机组配带的水位开关连接线不够长时，可现场加长连接线，各水位开关正确对应后按照电路图连接到机组上。
水位开关配有四根引出线，其中灰黑的两根为低水位开关接线，红白的两根为高水位开关接线。
2.6.2水流开关的安装
水流开关用来检测循环水侧水流量，当循环流量达到其闭合流量时，利用其输出闭合回路，当水流
量小于一定流量时，水流开关输出端开信号进而使机组停机以便保护压缩机和水泵等重要元器件。
1）水流开关出厂时带有可拆卸的45mm，65mm，75mm以及85mm，宽度为16mm的流向片。工程安装
时可以根据实际情况适当修剪流片，请务必保证尾部为与管道相配的弧形，并且流片底端应超过管道中
心线10%-20%为宜,避免靶片与管道内壁以及管道中其他物体碰撞。
2）安装时请务必保证水流方向与水流开关盒盖上标示的方向一致。
3）水流开关应安装在水平管道上,并且保证上图中A的尺寸应大于管道管径的5倍以上。
4）水流开关与机组之间的接线距离应小于10m;并且水流开关安装在易于接线的位置。
5）水流开关工程应作相应的防雨装置（应设置防雨罩）。
6）水流开关安装尺寸为G1。
7）水位开关安装完成后，必须为其增加遮阳伞进行防晒防雨处理。
2.6.3水箱感温包安装
水箱感温包不能直接置于水箱中，以免损坏，位置接近热水供水管。
2.6.4主机与热水箱的落差
主机与水箱推荐同层安装。当主机低于热水箱安装时，主机与水箱之间的落差不大于8m。当大于此值时，需安装中间水箱；主机高于热水箱安装时，只要考虑循环水泵扬程选择。
3、工程示例
3.1工程概况
某集团员工宿舍楼位于广东省番禺市，根据建设方提供数据，该项目总计用水人数200人左右，共
一幢楼；24小时不定时集中供水。
3.2设计依据
1）建筑给水排水设计规范（GB50015-2003）
2）室外给水设计规范（GBJ13—86）
3）给水排水制图标准（T50106-2001）
4）建筑筑设计防火规范（GBJ16—87）
5）建设单位的要求
3.3设计计算参数
干球温度(℃) 干球温度(℃) 平均风速(m/s) 进水温度(℃) 出水温度(℃) 相对湿度 夏季 34.2 27.8 1.5 18 55 66% 冬季 5.3 1.6 2.4 7 55 74% 3.4设计说明
1）本方案设计选用“格力”直热循环型空气能热泵热水器作为供热设备。直热循环型空气能热泵
热水系统运行高效节能，安全环保，且供水稳定可靠。
2）设计计每人每日最大55℃热水用量50L。
3）系统结构为：热泵机组+蓄热水箱+用水管网。
3.5热水机的选择
日总用水量L=n×q=200×50=10000L=10m3
机组每天工作10小时计算，
平均每小时需要热水产量：
L=10000L/10=1000L
选用格力直热型空气源热泵热水器KFRS-20ZM/BS：
每台热水机额定工况下产水能力为：435L/h
总产水量L=435×3=1305L
采用KFRS-20ZM/BS3台即可。
机组日实际运行时间t=10000/1305=7.6（小时）
低温工况的修正：
在广州，冬季会出现环境干球温度5℃，进水温度5℃的最恶劣工况。
根据实验数据，查表得此时KFRS-20ZM/BS的产水能力为：230L/h
即机组每小时总产水量L=230×3=690L
机组在冬天日实际运行时间t=10000/690=14h
三台KFRS-20ZM/BS在最恶劣的工况下能满足工程的需要。
3.6水箱的选择
集中式不定时供水系统，用下面公式估算
选用一个6m3的开式不锈钢保温水箱。
五、产品供货范围
S=标准配置件O=用户自备件P=用户选购件
供货内容 类别 热水机主机 S 热水机附件CF26 P 手操器连接线 S 动力连接线 O 辅助电加热器 O 软接头 O 温度计 O 压力表 O 水泵 O 水箱 O 注：
①.如需远程监控，请参照远程监控章节选购相关配件。
②.每个热水系统需要单独订购一套热水机附件，包括手操器、手操器连接线、水位开关。
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