はじめに
ゼネトロン
®
AZ-20
®
R-410A(HFC-32/HFC-125 の共沸混合冷媒。
ASHRAE により R-410A として認定 ) は、HCFC-22 の代替として
さまざまな新しい設備の用途に使用できるようハネウェルが開発し
た、長寿命のオゾン層非破壊性ガスです。
Genetron AZ-20 は HCFC-22 より高い冷房能力をしめし、かつ高
圧であり、本質的に毒性の低いガスです。Genetron AZ-20 は、共
沸混合物と同様の挙動を示すため、フィールドでのサービスが容易
です。
Genetron AZ-20 は、 特 許 取 得 済 み で あ り、UL(Underwriters’
Laboratory) によって不燃性ガスとして認められています。
応用例
空調システム
Genetron AZ-20は、HCFC-22の代替として新規の住宅用およびパッ
ケージ型空調システムに最適でかつ安定な、オゾン層非破壊性ガス
です。その用途に合わせて最適化された、スクロール式または往復
式コンプレッサを使用したパッケージ型システムは、エネルギー効
率指標 (EER) が HCFC-22 より 5~6% 高いことがテストで明らかに
なっています。
また、Genetron AZ-20 は HCFC-22 より冷房能力が高くかつ高圧
なので、空調設備のデザインを小型化し、よりコンパクトにするこ
とができます。
冷凍冷蔵設備
Genetron AZ-20 は、冷凍冷蔵設備、特に容積式冷凍冷蔵設備で
HCFC-22 の優れた代替ガスとして使用できます。高圧での使用が認
可されているコンポーネントが組み込まれた既存の冷凍冷蔵設備、
特に浸水式熱交換器システムが組み込まれた冷凍冷蔵設備で
HCFC-22 の代替となる冷媒としても使用できます。ハネウェルでは、改造
を行う前に冷凍冷蔵設備の製造元に問い合わせることを推奨してい
ます。
店舗用冷蔵設備
Genetron AZ-20 は、スーパーマーケットの陳列ケースや開閉でき
る冷蔵ケースなど、温度がさほど低くない店舗用冷蔵設備で
HCFC-22 の代替として使用できます。
サービス上の検討事項
Genetron AZ-20 は、HFC-32 と HFC-125 を 50% の 比 率 で ( 重
量 %) 混合した物質です。Genetron AZ-20 では、使用温度範囲より
0.3
o
F(0.2℃ ) 以下の温度すべりを示し、共沸混合物に非常に近い挙
動を示します(擬似共沸混合物)。
Genetron AZ-20 のような共沸混合冷媒は、非共沸混合冷媒と比べ
て、システムで著しい分離が発生したり、リークによってその組成
が物質的に変化したりすることはありません。その結果、共沸混合
冷媒を使用するシステムは、単体冷媒を使用するシステムと同様に
サービスできます。
物理特性
化学名 ジフルオロメタン /ペンタフルオロエタン
分子式 CH2F2/CHF2CF3
外観 無色
分子量 72.6
沸点 (1 ATM の圧力 (101.3 kPa) で ) -60.6o
F
-51.5o
C
凝固点 -247o
F
-155o
C
臨界温度a
160.444o
F
71.358o
C
臨界圧力a
711.06 (Psia)
49.03 ( バール )
臨界容積a
0.0349 (ft3
/lb)
0.0022 (m3
/kg)
臨界密度a
28.69 (lb/ft3
)
459.53 (kg/m3
)
沸点での蒸気密度 0.26 (lb/ft3
)
4.17 (kg/m3
)
液体比重†
66.09 (lb/ft3
)
1059 (kg/m3
)
液体比熱†
0.41 (Btu/lb° F)
( 定圧で ) 1.71 (kJ/kg•K)
蒸気比熱†
(1 ATM で ) 0.17 (Btu/lb° F)
0.70 (kJ/kg•K)
沸点での気化熱 117.43 (Btu/lb)
(1 ATM (101.3 kPa) で ) 272.97 (kJ/kg)
蒸気圧†
239.59 (Psia)
16.52 ( バール )
液体の熱伝導度†
0.0534 (Btu/hr fto
F)
0.0924 (W/m•K)
蒸気の熱伝導度†
0.0091 (Btu/hr fto
F)
0.0157 (W/m•K)
液体の粘度†
0.2825 (lbm/ft hr)
116.73 (lbm/ft hr)
蒸気の粘度†
0.0351 (lbm/ft hr)
14.50 (lbm/ft hr)
揮発物の含有量 (%) 99.99
AZ-20 の水に対する溶解度 ( 重量 %) 0.28
空気中での可燃限界 ( 体積 %)* なし
オゾン層破壊係数 (ODP) 0.00
ASHRAE 安全性グループの分類 A1/A1
a Refprop v7.01 (NIST)
* ASTM E681-85 マッチ発火テスト、環境条件
† 特に明記されていない限り、測定値はすべて 25o
C で測定されたものです。
圧力と温度の比較
温度 oF 圧力 Psig 温度 ℃ 圧力 bar
( ゲージ圧 )
-40 10.7 -40 0.74
-35 14.0 -37.5 0.95
-30 17.7 -35 1.17
-25 21.8 -32.5 1.42
-20 26.2 -30 1.68
-15 31.0 -27.5 1.97
-10 36.3 -25 2.28
-5 42.0 -22.5 2.62
0 48.2 -20 2.98
5 54.9 -17.5 3.37
10 62.2 -15 3.79
15 70.0 -12.5 4.24
20 78.4 -10 4.72
25 87.4 -7.5 5.23
30 97.0 -5 5.77
35 107.3 -2.5 6.35
40 118.4 0 6.97
45 130.1 2.5 7.63
50 142.6 5 8.32
55 156.0 7.5 9.06
60 170.1 10 9.84
65 185.1 12.5 10.66
70 201.1 15 11.53
75 217.9 17.5 12.45
80 235.8 20 13.42
85 254.6 22.5 14.44
90 274.5 25 15.51
95 295.5 27.5 16.64
100 317.6 30 17.83
105 340.9 32.5 19.07
110 365.4 35 20.37
115 391.2 37.5 21.74
120 418.3 40 23.18
125 446.8 42.5 24.68
130 476.8 45 26.25
135 508.3 47.5 27.90
140 541.4 50 29.62
145 576.3 52.5 31.42
150 613.0 55 33.30
57.5 35.27
60 37.33
62.5 39.49
65 41.75
輸送特性
液体の熱伝導性と粘性
熱伝導度
Btu/hr ftoF 粘度lbm/ft hr
温度 (oF) 液体 蒸気 液体 蒸気
45 0.0590 0.0076 0.3549 0.0316
77 0.0534 0.0091 0.2825 0.0351
110 0.0477 0.0120 0.2196 0.0398
熱伝導度
mW/m•K 粘度mP•s
温度 (℃ ) 液体 蒸気 液体 蒸気
5 103.4 12.8 150.87 12.92
25 92.4 15.7 116.73 14.50
50 79.1 24.1 81.80 17.43
英国式単位 ( 温度 (oF))
液体の熱伝導性 (Btu/hr ft o
F)
λ AZ-20 = 0.0002T + 0.0675
蒸気の熱伝導度 (Btu/hr ft o
F)
λ AZ-20 = 5.0 x 10-11
T4
- 4.0 x 10-9
T3
- 5.0 x 10-8
T2
+ 4.0 x 10-5
T + 0.0064
液体の粘度 (lbm/ft hr)
η = 0.502e - 0.0078T
蒸気の粘度 (lbm/ft hr)
η = 4.0 x 10-9
T3
- 7.0 x 10-8
T2
+ 6.0 x 10-5
T + 0.0283–
SI 単位 ( 温度 (℃ ))
液体の熱伝導度 (mW/m•K)
λ AZ-20 = 0.5529T + 106.7
蒸気の熱伝導度 (mW/m•K)
λ AZ-20 = 1.0 x 10-6
T4
+ 6.0 x 10-6
T3
- 0.0007T2
+ 0.1037T + 12.658
液体の粘度 (mPa•s)
η = 0.0122T2
- 2.2759T + 163.33
蒸気の粘度 (mPa•s)
η = 1.0 x 10-5
T3
+ 0.0003T2
+ 0.0523T + 12.632
製品仕様書
純度 (HFC-32/125 min, weight %) 99.7%
湿度 (max. %) 0.0010
不揮発性残留物 (max. vol %) 0.01
塩素化合物 (max weight %) 0.0001
酸性度の合計 (max. mg KOH/gm) 0.0015
気相の非凝縮性 (max vol. %) 1.5
表面張力
温度 (℃ ) 温度 (oF) s、(dyne/cm)
-40.0 -40.0 15.622
-35.0 -31.0 14.754
-30.0 -22.0 13.895
-25.0 -13.0 13.046
-20.0 -4.0 12.208
-15.0 5.0 11.380
-10.0 14.0 10.564
-5.0 23.0 9.760
0.0 32.0 8.969
5.0 41.0 8.192
10.0 50.0 7.429
15.0 59.0 6.681
20.0 68.0 5.949
25.0 77.0 5.235
30.0 86.0 5.539
35.0 95.0 3.864
40.0 104.0 3.212
45.0 113.0 2.585
50.0 122.0 1.987
55.0 131.0 1.423
60.0 140.0 0.901
s = -51.226 + 49.826
温度 (ケルビンまたはランキン温度)
T
TC
熱伝導に関する情報 — 配管内
ソース 凝結 蒸発 ∆
P 配管 オイル 直径 (klb/ft質量流束2 -hr) h 蒸発 ∆P h 凝結 ∆P
1 あり あり あり 平滑管 0% 3/8" O.D. 118-414 23 ~ 63% -20 ~ -38% 2 ~ 6% -25 ~ -45%
2 あり あり あり 平滑管 0% 3/8" O.D. 150-600 50 ~ 70% -55 ~ -70% -30 ~ 0% -50 ~ -60%
あり あり あり 強化管 0% 3/8" O.D. 150-600 30 ~ 50% -50 ~ -60% 5 ~ 20% -40 ~ 0%
3 あり あり あり 平滑管 0% 3/8" O.D. 75-300 35 ~ 40% -20 ~ -25% 7% -30 ~ -35%
あり あり あり 強化管 0% 3/8" O.D. 75-300 20 ~ 35% -20 ~ -25% 3 ~ 8% -30 ~ -35%
4 あり あり あり 平滑管 0% 0.268" I.D. 75- 260 20 ~ 50% -20 ~ -50% -20 ~ 0% –
5 あり なし なし 平滑管 0% 0.315" I.D. 120-360 – – 15 ~ 20% –
あり なし なし 平滑管 2.6% 0.315" I.D. 120-360 – – 4 ~ 8% –
あり なし なし 平滑管 5.4% 0.315" I.D. 120-360 – – -2 ~ 2% –
6 あり なし あり 平滑管 0% 3/8" O.D. 90-450 – – 0 ~ 17% -40 ~ -50%
あり なし あり 強化管 0% 3/8" O.D. 90-450 – – -4 ~ 9% -30 ~ -50%
あり なし あり 強化管 0% 5/16" O.D. 180-450 – – 23 ~ 45% -41 ~ -45%
あり なし あり 強化管 0% 5/8" O.D. 90-300 – – 2 ~ 27% -23 ~ -42%
7 あり なし なし 強化管 0% 3/8" O.D. 120-600 – – -5 ~ 15% –
あり なし なし 強化管 1% 3/8" O.D. 120-600 – – -15 ~ 15% –
結果 (R-22 との比較 )
熱伝導および圧力降下の特性
Genetron
®
AZ-20
®
R-410A の熱伝導および圧力降下の特性に関し
て、配管、システム、および冷媒のメーカや大学の多くの研究者が研
究を行ってきました。次の表に、7 つの出典からの結果を要約します。
この結果から、蒸発の熱伝導係数が一貫して増加しており、R-22 よ
り平均 40% 高いことがわかります。凝結値は R-22 と同じです。圧
力降下は、蒸発でも凝結でも、R-22 より大幅に小さく、どちらの場
合も平均 40% 近く小さくなっています。これらの結果に関する詳細
については、Genetron冷媒技術サービスまでお問い合わせください。
電気的特性
破壊電圧と絶縁耐力
破壊電圧 V 温度oF 圧力 psia d( ギャップ ) インチ
9580 45 145 0.02
17000 77 239 0.02
28100 110 380 0.02
55400 45 145 0.10
92500 77 239 0.10
148300 110 380 0.10
破壊電圧 V 温度oF 圧力 psia d( ギャップ ) インチ
8600 5 931 0.05
16700 25 1649 0.05
32600 50 3058 0.05
50700 5 931 0.25
91200 25 1649 0.25
170900 50 3058 0.25
英国式単位
絶縁耐力 50.8 kV/ インチ @ 1 atm, 77o
F
破壊電圧 * V = -1876 + 3952 P(psia)d( インチ )
SI 単位
絶縁耐力 20.0 kV/
[email protected] kPa, 25℃
破壊電圧 * V = -1876 + 226 P(kPa)d(cm)
* ASTM D2477 に従って測定値から求めた式
物質の適合性
金属に対する Genetron
®
AZ-20
®
R-410Aの安定性は優れています。
研究所のテストでは、Genetron AZ-20 はスチール、銅、アルミニ
ウム、および真鍮との適合性があることが明らかになりました。冷
媒と潤滑油の混合物の安定性は、ASHRAE 97 シールド管の検査方法
を使用して調べます。数種類の潤滑油を使用して AZ-20 を検査しま
した。これらのテストは、スチール、銅、およびアルミニウムの共
存下で行いました。暴露温度を 400
o
F(204℃ ) として、2 週間にわ
たって暴露しました。安定性は、目視での観察と、配管内のフッ化
物の濃度を測定することによって判定しました。
3 つの潤滑油を使用してこれらのテストを実施した結果の一般的な例
を次に示します。金属と潤滑油の外観は変化していません。さらに、
配管内に生成されたフッ化物の量は、バックグラウンドの濃度より
もわずかに高くなっているだけです。このことから、厳しいテスト
条件下でも、潤滑油、金属、および冷媒に適合性があることが明ら
かになりました。
ポリオールエステル潤滑油と金属に対する安定性
潤滑油 潤滑油外観 銅 アルミニウム スチール フッ化物 (mg) R-410A 純度
Mobil
Eal 22 変化なし 変化なし 変化なし 変化なし 5 変化なし
Mobil
Eal 32 変化なし 変化なし 変化なし 変化なし 6 変化なし
Castrol
SW 32 変化なし 変化なし 変化なし 変化なし 10 なしなし
注 : テストは、400o
F(204℃ ) で 14 日間実施
塩素化物質と冷媒
ハネウェルでは、冷媒システムやコンポーネントの洗浄に塩素溶剤
の使用を推奨していません。
乾燥剤
Genetron AZ-20 R-410Aと適合性のある乾燥剤は、数社の乾燥剤メ
ーカから市販されています。具体的な推奨製品については、各乾燥
剤メーカまでお問い合わせください。
Genetron
® AZ-20
® R-410A の水に対する溶解度
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
0o 20o 40o 60o 80o 100o 120o 140o
Temperature oF
Solubilit
y of W
ater in Genetron
® AZ
-20 (in ppm)
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
-20o -20o 0o 10o 20o 30o 40o 50o
Temperature oF
Solubilit
y of W
ater in Genetron
® AZ
-20 (in ppm)
プラスティックおよびエラストマーとの適合性
次の表は、ハネウェルおよびその他の世界各国の組織で実施された
テストの結果による物質の適合性データを要約したものです。
これらの物質には、さまざまなグレードや組成があるので、新しい
システムを設計する際は、対象となる特定のグレードの物質で適合
性テストを実施することを推奨します。
このデータは、Genetron
®
AZ-20
®
R-410A に対する物質の適合性
の指標としてのみ使用してください。
次の表のランキングは、入手可能なサンプルの一部を用いたテスト
にに基づくものですので、使用あたっては、事前に十分検討をして
ください。必要に応じて、製造元にお問い合わせになるか、さらに
テストを別途実施してください。
物質との適合性の要約 :
プラスティックとエラストマー
物質 R-410AAZ-20
エチレンプロピレン ジエン三元共重合体 S
エチレンプロピレン共重合体 S
クロロスルホン化ポリエチレン S
塩素化ポリエチレン D
ネオプレン ( クロロプレン ) S
エピクロルヒドリン D
フッ化ゴム U
シリコン D
ポリウレタン D
ニトリル D
H-NBR D
ブチル ゴム D
多硫化物 S
ナイロン S
ポリテトラフルオロエチレン S
PEEK S
ABS U
ポリプロピレン D
ポリフェニレンサルファイド樹脂 U
テレフタル酸ポリエチレン D
ポリサルフォン D
ポリイミド S
ポリエーテルイミド S
ポリフタルアミド D
ポリアミドイミド S
アセタール D
フェノール S
S: 適合
D: 組成により適合
U: 不適合
潤滑油
他の HFC と同様に、Genetron AZ-20 R-410A についても、ポリオ
ールエステル (POE) 潤滑油などの相溶性潤滑油を使用することを推
奨します。数多くのポリオールエステル潤滑油が市販されています。
ハネウェルがテストしたポリオールエステル潤滑油は、Castrol SW
32 と Mobil EAL 32 の 2 つです。潤滑油の温度範囲が -40~140
o
F
(-40~60 ℃ )、 濃 度 が 最 大 50% で、 こ れ ら の 2 つ の 潤 滑 油 に
Genetron AZ-20 との完全な相溶性があることが明らかになりまし
た。
ハネウェルは、特定の潤滑油を推奨していません。具体的な推奨製
品については、コンプレッサおよび潤滑油の各メーカまでお問い合
わせください。
安全性
ハネウェルでは、Genetron AZ-20 R-410A を使用する前に MSDS
を読むことを推奨しています。Genetron の MSDS を入手するには、
最寄の販売店、あるいはハネウェルジャパン (03-6730-7085) まで
御連絡ください。
毒性
Genetron AZ-20 R-410A は、製品安全データシート (MSDS) に従
って取り扱えば、その対象となる用途のすべてで安全に使用できま
す。これは、代替フルオロカーボン国際共同安全性確認試験 (Program
for Alternative Fluorocarbon Toxicity Testing (PAFT)、III、およ
び V) で開発されたデータに基づいています。PAFT は、ハネウェル
が創立会員となった国際コンソーシアムです。毒性のある結果をす
べて確認したうえで、この結論に達し、本質的に R-410A を構成す
るそれぞれの成分の毒性が低いことが確認されました。ハネウェル
では、Genetron AZ-20 を使用する前に MSDS を読むことを推奨し
ています。
吸入
ハネウェルでは、業務上での Genetron AZ-20 R-410A への暴露限
界を 1000 ppm(8 時間の加重平均 ) に設定しています。本製品の
蒸気を吸入すると、炎症を起こす可能性があります。高濃度の蒸気
の吸入によって窒息したり、心臓が過敏になって、心不整脈を引き
起こしたりするおそれがあります。不整脈を引き起こす可能性があ
るので、エピネフリンなどのカテコールアミン薬は、緊急救命時に
のみ、厳重に注意の上で医師の判断の元でのみ使用してください。
Genetron AZ-20 への過度の暴露を治療するには、医師の管理の下
で症状を抑える必要があります。
Genetron AZ-20 R-410A を使用する際には、常に十分な換気を行
う必要があります。空気中の Genetron AZ-20 の濃度が高くなり、
空気を一部置換して酸素を 14~16% に減らすレベルに達した場合、
窒息の症状が発生します。高濃度の Genetron AZ-20 にさらされた
人には、直ちに治療を施す必要があります。
輸送特性データ(SI 単位)
温度
(℃ )
熱伝導度
液
(W/m・K)
熱伝導度
蒸気
(W/m・K)
粘度
液
(µPa.s)
粘度
蒸気
(µPa.s)
-30 0.1293 0.0101 263.4 10.97
-29 0.1286 0.0101 259.3 11.02
-28 0.1279 0.0102 255.3 11.07
-27 0.1273 0.0102 251.4 11.13
-26 0.1266 0.0103 247.5 11.18
-25 0.1259 0.0103 243.8 11.23
-24 0.1253 0.0104 240.1 11.28
-23 0.1246 0.0105 236.5 11.33
-22 0.1240 0.0105 232.9 11.39
-21 0.1233 0.0106 229.4 11.44
-20 0.1227 0.0107 226.1 11.49
-19 0.1220 0.0108 222.7 11.55
-18 0.1214 0.0108 219.5 11.60
-17 0.1207 0.0109 216.3 11.66
-16 0.1201 0.0110 213.1 11.71
-15 0.1194 0.0110 210.0 11.76
-14 0.1188 0.0111 207.0 11.82
-13 0.1181 0.0112 204.1 11.87
-12 0.1175 0.0113 201.2 11.93
-11 0.1168 0.0114 198.3 11.98
-10 0.1162 0.0114 195.5 12.04
-9 0.1156 0.0115 192.8 12.10
-8 0.1149 0.0116 190.1 12.15
-7 0.1143 0.0117 187.4 12.21
-6 0.1136 0.0118 184.8 12.27
-5 0.1130 0.0119 182.3 12.32
-4 0.1124 0.0120 179.8 12.38
-3 0.1117 0.0120 177.3 12.44
-2 0.1111 0.0121 174.9 12.50
-1 0.1105 0.0122 172.5 12.56
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1 0.1092 0.0124 167.8 12.68
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12 0.1024 0.0137 144.6 13.50
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18 0.0987 0.0145 133.4 13.94
19 0.0981 0.0146 131.6 14.01
20 0.0975 0.0148 129.9 14.09
温度
(℃ )
熱伝導度
液
(W/m・K)
熱伝導度
蒸気
(W/m・K)
粘度
液
(µPa.s)
粘度
蒸気
(µPa.s)
21 0.0969 0.0150 128.1 14.17
22 0.0963 0.0151 126.4 14.25
23 0.0957 0.0153 124.7 14.34
24 0.0951 0.0155 123.0 14.42
25 0.0945 0.0157 121.3 14.50
26 0.0939 0.0159 119.7 14.59
27 0.0933 0.0161 118.0 14.68
28 0.0927 0.0163 116.4 14.77
29 0.0921 0.0165 114.8 14.86
30 0.0915 0.0167 113.2 14.95
31 0.0910 0.0169 111.7 15.05
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65 0.0726 0.0415 60.0 21.69
熱力学特性データ(SI 単位)
温度
(℃ )
圧力
液
(kPa)
圧力
蒸気
(kPa)
比体積
蒸気
(m3/kg)
密度
液
(kg/m3)
エンタルピ
液
(kJ/kg)
エンタルピ
蒸気
(kJ/kg)
比エントロピ
液
(kJ/kg-C)
比エントロピ
蒸気
(kJ/kg-C)
定圧比熱
液
(kJ/kg℃ )
定圧比熱
蒸気
(kJ/kg℃ )
定容比熱
液
(kJ/kg℃ )
定容比熱
蒸気
(kJ/kg℃ )
-30 270 269 0.0948 1280 156.2 409.8 0.832 1.875 1.411 0.921 0.862 0.722
-29 282 281 0.0912 1276 157.6 410.2 0.838 1.873 1.413 0.927 0.862 0.725
-28 293 292 0.0877 1273 159.0 410.7 0.843 1.870 1.416 0.933 0.863 0.729
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-24 344 343 0.0752 1259 164.7 412.4 0.866 1.861 1.427 0.957 0.865 0.743
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熱力学特性データ(SI 単位)
温度
(℃ )
圧力
液
(kPa)
圧力
蒸気
(kPa)
比体積
蒸気
(m3/kg)
密度
液
(kg/m3)
エンタルピ
液
(kJ/kg)
エンタルピ
蒸気
(kJ/kg)
比エントロピ
液
(kJ/kg-C)
比エントロピ
蒸気
(kJ/kg-C)
定圧比熱
液
(kJ/kg℃ )
定圧比熱
蒸気
(kJ/kg℃ )
定容比熱
液
(kJ/kg℃ )
定容比熱
蒸気
(kJ/kg℃ )
21 1488 1483 0.0171 1078 233.2 425.9 1.115 1.770 1.667 1.378 0.915 0.902
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47 2865 2857 0.0078 929 279.8 423.1 1.262 1.710 2.134 2.188 0.980 1.027
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