{"id":118258,"date":"2023-08-24T09:47:43","date_gmt":"2023-08-24T07:47:43","guid":{"rendered":"https:\/\/www.velasolaris.com\/handbuch\/systemes-de-refroidissement\/"},"modified":"2023-10-25T17:19:52","modified_gmt":"2023-10-25T15:19:52","slug":"systemes-de-refroidissement","status":"publish","type":"handbuch","link":"https:\/\/www.velasolaris.com\/fr\/handbuch\/polysun-designer\/autres-composants-et-systemes\/systemes-de-refroidissement\/","title":{"rendered":"Syst\u00e8mes de refroidissement"},"content":{"rendered":"\n

Polysun propose deux mod\u00e8les appareil frigorifique diff\u00e9rents :<\/p>\n\n\n\n

Refroidisseurs \u00e0 compression et appareils frigorifiques \u00e0 \u00e9nergie thermique. Les op\u00e9rations respectives de ces machines sont repr\u00e9sent\u00e9es sur les figures suivantes. Comme on peut le constater, la principale diff\u00e9rence entre les deux machines est que le compresseur du mod\u00e8le \u00e0 compression est remplac\u00e9 dans l’appareil frigorifique \u00e0 \u00e9nergie thermique par un absorbeur, une pompe et un g\u00e9n\u00e9rateur, ce qui signifie que ce dernier a une consommation \u00e9lectrique inf\u00e9rieure \u00e0 celle de l’autre cycle. Un autre avantage des appareils frigorifiques \u00e0 \u00e9nergie thermique est que l’\u00e9nergie thermique peut \u00eatre utilis\u00e9e comme l’\u00e9nergie solaire \u00e0 une temp\u00e9rature moyenne \u00e0 \u00e9lev\u00e9e, m\u00eame avec une tr\u00e8s bonne ad\u00e9quation entre le rayonnement solaire disponible et le besoin en \u00e9nergie de refroidissement en \u00e9t\u00e9. Cependant, les appareils frigorifiques \u00e0 \u00e9nergie thermique ont un coefficient de performance inf\u00e9rieur \u00e0 celui des refroidisseurs \u00e0 compression.\u00a0<\/p>\n\n\n\n

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Figure: Refroidissement \u00e0 compression<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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Figure: Appareil frigorifique<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n\n

Refroidissement \u00e0 compression<\/h3>\n\n\n\n

Le refroidissement \u00e0 compression peut \u00eatre simul\u00e9 en utilisant les pompes \u00e0 chaleur eau-eau avec quatre raccords. La Figure suivante montre trois options qui peuvent \u00eatre s\u00e9lectionn\u00e9es dans le menu. Comme pour le mod\u00e8le classique de pompe \u00e0 chaleur, la puissance frigorifique et la consommation \u00e9lectrique sont calcul\u00e9es par interpolation lin\u00e9aire des points mesur\u00e9s. <\/p>\n\n\n\n

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Figure: Fen\u00eatre de dialogue de la pompe \u00e0 chaleur eau\/eau. Le nouveau mod\u00e8le de pompe \u00e0 chaleur peut \u00eatre simul\u00e9 de trois fa\u00e7ons : Chauffage, refroidissement et chauffage+refroidissement<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n\n

La Figure suivante explique un mod\u00e8le inclus dans Polysun o\u00f9 le chauffage, l’eau chaude et le besoin en \u00e9nergie de refroidissement peuvent \u00eatre simul\u00e9s par la pompe \u00e0 chaleur en mode chauffage et refroidissement. La sonde g\u00e9othermique est utilis\u00e9e comme une source d’\u00e9nergie thermique \u00e0 basse temp\u00e9rature en mode chauffage et comme un absorbeur d’\u00e9nergie en mode refroidissement. Les valeurs de mauvais fonctionnement de la pression ont \u00e9galement \u00e9t\u00e9 saisies pour le mode refroidissement.<\/p>\n\n\n\n

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Figure: Mod\u00e8le avec chauffage, eau chaude et refroidissement avec pompe \u00e0 chaleur eau\/eau comme source d’\u00e9nergie suppl\u00e9mentaire<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n\n

Appareils frigorifiques<\/h3>\n\n\n\n

Le mod\u00e8le d’appareil frigorifique \u00e0 \u00e9nergie thermique dans Polysun est bas\u00e9 sur le principe du refroidissement par absorption. Diverses m\u00e9thodes th\u00e9oriques ou empiriques ont \u00e9t\u00e9 propos\u00e9es par les scientifiques pour d\u00e9velopper des mod\u00e8les de refroidisseurs \u00e0 absorption et simuler les processus. Une solution analytique pour les \u00e9quations essentielles des refroidisseurs \u00e0 absorption ferm\u00e9s \u00e0 un niveau a \u00e9t\u00e9 propos\u00e9e par Kim, entre autres, et est utilis\u00e9e dans Polysun. Le principal avantage de ce mod\u00e8le est qu’il peut fournir une simulation rapide d’un syst\u00e8me de r\u00e9frig\u00e9ration par absorption avec des informations minimales sur les fluides caloporteurs et les \u00e9tats op\u00e9rationnels. Le mod\u00e8le est bas\u00e9 sur la d\u00e9finition de l’efficacit\u00e9 des \u00e9changeurs thermiques, l’\u00e9quation de D\u00fchring et les principes thermodynamiques des principaux composants. Le refroidisseur \u00e0 absorption poss\u00e8de trois paires de raccords qui permettent l’\u00e9change de chaleur entre la source d’\u00e9nergie de chauffage, l’absorbeur d’\u00e9nergie et le c\u00f4t\u00e9 refroidissement. Les symboles du refroidisseur \u00e0 absorption et de la tour de refroidissement (un absorbeur d’\u00e9nergie qui dissipe la chaleur du condensateur du refroidisseur \u00e0 absorption dans l’environnement en faisant circuler l’eau de refroidissement) sont illustr\u00e9s \u00e0 la figure suivante.<\/p>\n\n\n\n

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Figure: Appareil frigorifique thermique (\u00e0 gauche) et tour de refroidissement (\u00e0 droite)<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n\n

Diff\u00e9rentes configurations de syst\u00e8mes de refroidissement par absorption peuvent \u00eatre simul\u00e9es avec Polysun. Par exemple, l’un de ces syst\u00e8mes est illustr\u00e9 \u00e0 la figure suivante, dans lequel des capteurs solaires thermiques et une chaudi\u00e8re \u00e0 gaz sont utilis\u00e9s pour couvrir le besoin en \u00e9nergie de chauffage en hiver et le besoin en \u00e9nergie de refroidissement en \u00e9t\u00e9 \u00e0 l’aide d’un appareil frigorifique \u00e0 absorption. De m\u00eame, le besoin en eau chaude est couvert toute l’ann\u00e9e par un tel syst\u00e8me. Dans ce syst\u00e8me, une tour de refroidissement \u00e0 \u00e9vaporation est utilis\u00e9e, mais elle peut \u00eatre remplac\u00e9e par une tour de refroidissement \u00e0 sec, une sonde g\u00e9othermique ou une piscine. Deux r\u00e9servoirs de chauffage et d’eau chaude s\u00e9par\u00e9s sont repr\u00e9sent\u00e9s dans ce mod\u00e8le.<\/p>\n\n\n\n

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Figure: Syst\u00e8me de refroidissement par absorption solaire. Le syst\u00e8me couvre \u00e9galement le besoin de chauffage et d’eau chaude.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n\n

Les appareils frigorifiques \u00e0 absorption et adsorption<\/h3>\n\n\n\n

Le fonctionnement d’un appareil \u00e0 absorption avec six raccords est illustr\u00e9 \u00e0 la figure suivante. L’appareil frigorifique est connect\u00e9 \u00e0 trois domaines de fluide, le domaine d’eau de chauffage (c\u00f4t\u00e9 gauche, raccords rouges), le domaine d’eau de refroidissement (c\u00f4t\u00e9 sup\u00e9rieur, raccords roses) et le domaine d’eau froide (c\u00f4t\u00e9 droit, raccords bleus). Les principaux param\u00e8tres variables des appareils frigorifiques sont les temp\u00e9ratures d’entr\u00e9e de l’eau de chauffage, de l’eau de refroidissement et de l’eau froide, ainsi que les d\u00e9bits. Les param\u00e8tres constants du mod\u00e8le sont les valeurs d’efficacit\u00e9 de l’absorbeur, du condensateur, de l’\u00e9vaporateur, du g\u00e9n\u00e9rateur et de l’\u00e9changeur thermique de la solution, ainsi que le d\u00e9bit de la solution \u00e0 l’int\u00e9rieur de la machine. Ces valeurs sont sp\u00e9cifi\u00e9es dans le catalogue d’appareils frigorifiques \u00e0 absorption. Par cons\u00e9quent, si n\u00e9cessaire, les param\u00e8tres constants doivent \u00eatre soigneusement modifi\u00e9s conform\u00e9ment aux instructions du fabricant d’appareils frigorifiques \u00e0 absorption. Les appareils frigorifiques \u00e0 absorption peuvent \u00eatre connect\u00e9s \u00e0 diff\u00e9rentes sources de chaleur telles que des capteurs solaires thermiques, des absorbeurs d’\u00e9nergie tels que des tours de refroidissement \u00e0 \u00e9vaporation\/sec, des piscines et des sondes g\u00e9othermiques, ainsi que des charges telles que des ventilateurs, des plafonds froids, etc.<\/p>\n\n\n\n

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Figure: Appareil frigorifique \u00e0 absorption avec six connexions<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n\n

Diverses combinaisons de r\u00e9frig\u00e9rant\/solution telles que eau\/LiBr, ammoniac\/eau, eau\/LiCl, eau\/Ca Cl2<\/sub> peuvent \u00eatre d\u00e9finies dans le catalogue. Les temp\u00e9ratures de l’eau et les d\u00e9bits de conception peuvent \u00e9galement \u00eatre d\u00e9finis. Les quatre valeurs de mauvais fonctionnement de la temp\u00e9rature, telles que le mauvais fonctionnement \u00e0 cause de la temp\u00e9rature \u00e9lev\u00e9e, le mauvais fonctionnement \u00e0 cause de la temp\u00e9rature basse, le mauvais fonctionnement \u00e0 cause de la temp\u00e9rature \u00e9lev\u00e9e du g\u00e9n\u00e9rateur et le mauvais fonctionnement \u00e0 cause de la temp\u00e9rature basse de l’eau froide, ont \u00e9t\u00e9 impl\u00e9ment\u00e9es et peuvent \u00eatre d\u00e9finies par l’utilisateur. Ces temp\u00e9ratures permettent d’\u00e9viter des conditions de fonctionnement anormales telles que des ph\u00e9nom\u00e8nes de glace ou une puissance de travail tr\u00e8s faible d’appareil frigorifique. D\u00e8s qu’une ou plusieurs de ces temp\u00e9ratures apparaissent en cours de fonctionnement, l’appareil frigorifique s’arr\u00eate automatiquement pour un certain temps, qui peut \u00eatre r\u00e9gl\u00e9 par l’utilisateur. Tous les param\u00e8tres de contr\u00f4le ci-dessus doivent \u00eatre r\u00e9gl\u00e9s conform\u00e9ment aux instructions du fabricant.<\/p>\n\n\n\n

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Figure: Fen\u00eatres de dialogue d’appareil frigorifique \u00e0 absorption<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n\n

Le d\u00e9roulement typique du programme des calculs de transfert d’\u00e9nergie du mod\u00e8le d’appareil frigorifique \u00e0 absorption et les crit\u00e8res de r\u00e9glage des diff\u00e9rents \u00e9tats op\u00e9rationnels sont pr\u00e9sent\u00e9s \u00e0 la figure suivante. Il est important que les r\u00e9glages appropri\u00e9s soient utilis\u00e9s pour l’appareil frigorifique et les circuits raccord\u00e9s. Les crit\u00e8res de r\u00e9glage respectifs doivent \u00eatre d\u00e9finis dans les r\u00e9glages eux-m\u00eames en relation avec le concept de refroidissement. Il est recommand\u00e9 de lire les info-bulles respectives sur les entr\u00e9es et les sorties des r\u00e9gulateurs.<\/p>\n\n\n\n

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Figure: Diagramme du programme du mod\u00e8le de simulation d’appareil frigorifique \u00e0 absorption de Polysun<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n\n

Tours de refroidissement<\/h3>\n\n\n\n

Comme d\u00e9crit ci-dessus, diff\u00e9rentes tours de refroidissement peuvent \u00eatre raccord\u00e9es au appareil frigorifique comme absorbeurs d’\u00e9nergie. La figure suivante montre la bo\u00eete de dialogue \u00ab\u00a0tour de refroidissement \u00e0 \u00e9vaporation\u00a0\u00bb ou \u00ab\u00a0tour de refroidissement par \u00e9vaporation\u00a0\u00bb. Les tours de refroidissement utilisent le principe de l’\u00e9vaporation ou du refroidissement par \u00ab\u00a0bulbe humide\u00a0\u00bb pour \u00e9vacuer la chaleur. Les principaux avantages par rapport aux \u00e9changeurs thermiques classiques sont les suivants :<\/p>\n\n\n\n

    \n
  • Ils peuvent atteindre des temp\u00e9ratures de l’eau inf\u00e9rieures \u00e0 celles de l’air utilis\u00e9 pour le refroidissement.<\/li>\n\n\n\n
  • Ils sont plus petits et moins chers pour une m\u00eame charge frigorifique.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

    Le principal inconv\u00e9nient des tours de refroidissement est qu’elles doivent faire l’objet d’un entretien r\u00e9gulier pour \u00e9viter le risque de contamination de l’eau et la pr\u00e9sence d’organismes aquatiques tels que les l\u00e9gionelles.<\/p>\n\n\n\n

    Il existe deux types de tours de refroidissement : avec ventilation par aspiration et avec ventilation naturelle. N\u00e9anmoins, le principe de base du fonctionnement est le m\u00eame dans les deux cas. Dans Polysun, il s’agit de la ventilation par aspiration.<\/p>\n\n\n\n

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    Figure: Fen\u00eatre de dialogue de la tour de refroidissement humide<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n\n

    Le mod\u00e8le est bas\u00e9 sur une puissance frigorifique constante en tenant compte du bilan \u00e9nerg\u00e9tique, du bilan massique et du rapport de diffusion massique du volume croissant. Les \u00e9quations diff\u00e9rentielles associ\u00e9es sont simplifi\u00e9es en utilisant le mod\u00e8le d’approximation de l’efficacit\u00e9 et l’hypoth\u00e8se de Merkel, qui ignore l’effet de la perte d’eau par \u00e9vaporation. En outre, les conditions suivantes sont suppos\u00e9es :<\/p>\n\n\n\n

      \n
    • Conductibilit\u00e9 thermique et de masse uniquement dans la direction normale du d\u00e9bit.<\/li>\n\n\n\n
    • Conductibilit\u00e9 thermique et de masse n\u00e9gligeable \u00e0 travers les parois de la tour dans l’environnement.<\/li>\n\n\n\n
    • Conductibilit\u00e9 thermique n\u00e9gligeable entre les ventilateurs de la tour de refroidissement et les d\u00e9bits d’air ou d’eau.<\/li>\n\n\n\n
    • Temp\u00e9rature constante dans le d\u00e9bit d’eau \u00e0 chaque interface.<\/li>\n\n\n\n
    • Section transversale constante de la tour.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

      Pour obtenir des r\u00e9sultats pr\u00e9cis, il est important de choisir ou d’entrer la bonne tour de refroidissement, en fonction de la dimension d’appareil frigorifique \u00e0 absorption. En r\u00e8gle g\u00e9n\u00e9rale, la capacit\u00e9 de refroidissement d’une tour de refroidissement est presque le double de la capacit\u00e9 de refroidissement d’appareil frigorifique \u00e0 absorption qui y est raccord\u00e9. Normalement, les tours de refroidissement sont d\u00e9termin\u00e9es par la capacit\u00e9 de refroidissement de conception, le d\u00e9bit d’eau de conception, le volume d’air de conception, la temp\u00e9rature d’entr\u00e9e et de sortie d’eau de conception et la temp\u00e9rature d’approche de conception.Les deux points les plus cruciaux pour les performances d’une tour de refroidissement sont la temp\u00e9rature d’approche<\/strong> et l’efficacit\u00e9<\/strong> thermique<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

      La temp\u00e9ratur d\u2019approche <\/strong>: Temp\u00e9rature de sortie de l’eau de refroidissement \u2013 Temp\u00e9rature humide de l’entr\u00e9e d’air<\/p>\n\n\n\n

      L\u2019\u00e9fficacit\u00e9 thermique :<\/strong> Temp\u00e9rature d’entr\u00e9e de l’eau de refroidissement \u2013 Temp\u00e9rature de sortie de l’eau de refroidissement \/ Temp\u00e9rature d’entr\u00e9e de l’eau de refroidissement \u2013 Temp\u00e9rature humide de l’entr\u00e9e d’air * 100 (%)<\/p>\n\n\n\n

      On peut observer que l’efficacit\u00e9 thermique augmente lorsque la temp\u00e9rature de sortie de l’eau de refroidissement atteint la temp\u00e9rature humide de l’entr\u00e9e d’air. En d’autres termes, des temp\u00e9ratures d’approche plus basses signifient une meilleure efficacit\u00e9 thermique. La temp\u00e9rature d’approche g\u00e9n\u00e9ralement acceptable est sup\u00e9rieure \u00e0 2. Comme on peut le voir sur la figure suivante, il est possible d’utiliser un ventilateur \u00e0 vitesse variable. Cela aurait l’avantage de r\u00e9duire la consommation des ventilateurs en chargement partiel.<\/p>\n\n\n\n

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      Figure: La courbe de fonctionnement d’un ventilateur \u00e0 vitesse variable<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n\n

      Validation<\/h3>\n\n\n\n

      La validation est une \u00e9tape importante dans le d\u00e9veloppement d’un mod\u00e8le. Un ensemble de puissances frigorifiques mesur\u00e9es d’un appareil frigorifique \u00e0 absorption existant a \u00e9t\u00e9 compar\u00e9 aux r\u00e9sultats de simulation calcul\u00e9s avec le mod\u00e8le impl\u00e9ment\u00e9 dans Polysun. Les donn\u00e9es de conception de l’appareil sont list\u00e9es dans le tableau suivant :<\/p>\n\n\n\n

      Tableau: Donn\u00e9es de projet d’appareil frigorifique \u00e0 absorption<\/p>\n\n\n\n

      Type d’appareil frigorifique \u00e0 absorption<\/td>\u00c0 \u00e9tage unique, R\u00e9frig\u00e9rant\/Solution: Eau\/LiBr<\/td><\/tr>
      Puissance de l’\u00e9tude refroidissement (kW)<\/td>35,14<\/td><\/tr>
      COP de l’\u00e9tude refroidissement<\/td>0,65<\/td><\/tr>
      Temp\u00e9rature d’entr\u00e9e\/de sortie d’\u00e9tude eau froide (\u00b0C)<\/td>12,5\/7<\/td><\/tr>
      D\u00e9bit d’\u00e9tude eau froide (l\/hr)<\/td>5496,4<\/td><\/tr>
      Temp\u00e9rature d’entr\u00e9e d’\u00e9tude eau de refroidissement (\u00b0C)<\/td>31<\/td><\/tr>
      D\u00e9bit d’\u00e9tude eau de refroidissement (l\/hr)<\/td>18351,7<\/td><\/tr>
      Temp\u00e9rature d’entr\u00e9e d’\u00e9tude eau chaude (\u00b0C)<\/td>88<\/td><\/tr>
      D\u00e9bit d’\u00e9tude eau chaude (l\/hr)<\/td>8630,7<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

      La figure suivante montre un bon rapport entre la puissance mesur\u00e9e et calcul\u00e9e \u00e0 diff\u00e9rentes temp\u00e9ratures d’entr\u00e9e de l’eau de chauffage et de l’eau de refroidissement.<\/p>\n\n\n\n

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      \"\"
      Figure: Courbes caract\u00e9ristiques d’appareil frigorifique \u00e0 absorption. Comparaison entre les donn\u00e9es mesur\u00e9es et les r\u00e9sultats calcul\u00e9s. Capacit\u00e9 de refroidissement compar\u00e9e \u00e0 la temp\u00e9rature d’entr\u00e9e de l’eau de chauffage \u00e0 diff\u00e9rentes temp\u00e9ratures d’entr\u00e9e de l’eau de refroidissement (tci). Lignes pointill\u00e9es : valeurs calcul\u00e9es, lignes pleines : valeurs mesur\u00e9es.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n","protected":false},"author":19748,"featured_media":0,"parent":118257,"menu_order":27,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","class_list":["post-118258","handbuch","type-handbuch","status-publish","hentry"],"acf":[],"yoast_head":"\nSyst\u00e8mes de refroidissement - POLYSUN<\/title>\n<meta name=\"robots\" content=\"index, follow, max-snippet:-1, max-image-preview:large, max-video-preview:-1\" \/>\n<link rel=\"canonical\" href=\"https:\/\/www.velasolaris.com\/fr\/handbuch\/polysun-designer\/autres-composants-et-systemes\/systemes-de-refroidissement\/\" \/>\n<meta property=\"og:locale\" content=\"fr_FR\" \/>\n<meta property=\"og:type\" content=\"article\" \/>\n<meta property=\"og:title\" content=\"Syst\u00e8mes de refroidissement\" \/>\n<meta property=\"og:description\" content=\"Polysun propose deux mod\u00e8les appareil frigorifique diff\u00e9rents : Refroidisseurs \u00e0 compression et appareils frigorifiques...\" \/>\n<meta property=\"og:url\" content=\"https:\/\/www.velasolaris.com\/fr\/handbuch\/polysun-designer\/autres-composants-et-systemes\/systemes-de-refroidissement\/\" \/>\n<meta property=\"og:site_name\" content=\"POLYSUN\" \/>\n<meta property=\"article:publisher\" content=\"https:\/\/www.facebook.com\/polysun.switzerland\/\" \/>\n<meta property=\"article:modified_time\" content=\"2023-10-25T15:19:52+00:00\" \/>\n<meta name=\"twitter:card\" content=\"summary_large_image\" \/>\n<script type=\"application\/ld+json\" class=\"yoast-schema-graph\">{\"@context\":\"https:\\\/\\\/schema.org\",\"@graph\":[{\"@type\":\"WebPage\",\"@id\":\"https:\\\/\\\/www.velasolaris.com\\\/fr\\\/handbuch\\\/polysun-designer\\\/autres-composants-et-systemes\\\/systemes-de-refroidissement\\\/\",\"url\":\"https:\\\/\\\/www.velasolaris.com\\\/fr\\\/handbuch\\\/polysun-designer\\\/autres-composants-et-systemes\\\/systemes-de-refroidissement\\\/\",\"name\":\"Syst\u00e8mes de refroidissement - 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