Esquema de aquecimento a vapor
Em geral, os esquemas de sistemas de aquecimento para vapor e água são quase os mesmos. Somente no caso de vapor, a conexão com a caldeira se torna mais complicada, aparece um tanque de armazenamento adicional para condensado (receptor) e dispositivos de tratamento de água, mostrado no diagrama:
Independentemente de você instalar o aquecimento com suas próprias mãos ou contratar especialistas, apresentaremos 5 argumentos por que não deve ser vapor:
- o aquecimento a vapor é traumático: radiadores e tubos aquecidos a 130 ºС são uma fonte de queimaduras para você e seus filhos;
- falta de economia: é quase impossível controlar a temperatura em salas aquecidas a vapor;
- a compra e instalação de caldeiras a vapor, bem como acessórios especiais, é muito mais cara do que os sistemas tradicionais de água;
- o comissionamento de equipamentos geradores de vapor requer permissão das autoridades de controle relevantes;
- o equipamento de geração de vapor é uma fonte de maior perigo. Seu escopo é a produção industrial.
Aquecimento de água do fogão
Existe o aquecimento a vapor do fogão, introduzido por nossos avós. Mas aqui não há vapor nas tubulações, é um sistema de água com radiadores, alimentado por um trocador de calor instalado na fornalha ou na chaminé da fornalha. Os trocadores de calor para esses fins são de dois tipos: na forma de bobina ou recipiente com bicos. O tanque geralmente é soldado de aço inoxidável e a bobina é feita de tubos de aço de paredes grossas.
Adendo. Quando se planeja fazer aquecimento no país ou em outro prédio com um método de aquecimento periódico, para evitar o degelo das baterias e do trocador de calor no fogão, é necessário encher o sistema com líquido anticongelante - anticongelante.
Para fazer o aquecimento a vapor do fogão, você precisa realizar a tubulação e instalar radiadores. Como regra, a potência do trocador de calor é suficiente para um bom aquecimento de 2 a 4 baterias, e essa quantidade deve ser guiada. O sistema pode ser alimentado por gravidade, mas isso sobrecarregará sua casa com tubos de grande diâmetro. Se não houver necessidade urgente, é melhor instalar uma bomba de circulação e colocar linhas acima do piso.
Tal como acontece com as caldeiras de combustível sólido, um grupo de segurança deve ser instalado no tubo de alimentação. O processo de combustão na fornalha nem sempre é possível controlar ou parar a tempo, portanto, a presença de uma válvula de segurança com um manômetro não prejudicará. A melhor opção, na qual o superaquecimento do tanque do forno é praticamente impossível, é a presença de um acumulador de calor.
O que é isso
Quando a água ferve a pressão constante, ela mantém sua temperatura constante. O vapor formado como resultado de tal ebulição tem uma quantidade significativa de energia térmica. No momento da condensação, ou seja, quando o vapor se transforma em líquido, essa energia é liberada e transferida para o ambiente.
Este princípio é usado na operação de sistemas de aquecimento a vapor. A água ferve na caldeira, o vapor se move através dos tubos para os radiadores, onde se condensa e se rompe com o calor, aquecendo o ar da sala. A água obtida durante o processo de condensação continua a se movimentar pelas tubulações e retorna a um tanque de armazenamento especial, e então flui para o aquecedor naturalmente ou à força, por meio de uma bomba.
Este diagrama demonstra os princípios de distribuição de aquecimento a vapor. O aquecedor deve estar localizado abaixo dos radiadores, a linha de condensado recebe uma inclinação
Em tais sistemas, geralmente é usado o chamado vapor saturado seco, que não contém partículas de água em suspensão. A quantidade de vapor no sistema é refletida em sua operação.Se houver muito pouco vapor, isso criará problemas para o fluxo livre de condensado e o ar frio se acumulará na parte inferior do aquecedor. Um volume suficiente de vapor melhora a saída do condensado, que é empurrado para as paredes e desce por elas na forma de um fino filme de água.
Dependendo da pressão dentro do sistema de aquecimento a vapor, eles são divididos em:
- vapor a vácuo;
- pressão baixa;
- alta pressão.
No primeiro, a pressão é inferior a 0,1 MPa, no segundo - ainda menor - até 0,07 MPa e no terceiro - superior a 0,07 MPa. Os sistemas abertos de baixa pressão têm acesso ao ar da atmosfera, mas também podem ser fechados, ou seja, completamente selado.
Em sistemas fechados, a água entra imediatamente no trocador de calor após a condensação, mas os sistemas abertos são frequentemente usados, nos quais o refrigerante é primeiro coletado em um tanque de armazenamento e depois bombeado para uma caldeira para aquecimento. O condensado pode encher completamente os tubos através dos quais se move para aquecimento ou apenas parcialmente. A última opção é preferível, porque quando o sistema é desligado, os tubos permanecem secos.
Se o refrigerante de aquecimento a vapor após a condensação se mover diretamente para a caldeira para aquecimento posterior, o sistema é chamado de fechado. Se o condensado for primeiro coletado em um tanque de armazenamento, do qual é bombeado para a caldeira por uma bomba, o sistema é classificado como malha aberta.
Projeto de um sistema de aquecimento a vapor
Mesmo para uma sala pequena, é melhor elaborar um projeto. Um sistema feito no “talvez” com alto grau de probabilidade logo exigirá retrabalho, e um diagrama elaborado em papel identificará imediatamente os pontos fracos e os corrigirá. Por exemplo, para criar um sistema com circulação natural do refrigerante, o trocador de calor e, consequentemente, o dispositivo de aquecimento, devem estar localizados no ponto mais baixo da casa.
A tubulação de vapor e a tubulação de condensado de sistemas de aquecimento com um tipo natural de movimento do refrigerante são dispostas com uma inclinação na direção de seu movimento (+)
Isso significa que o fogão ou caldeira deve estar abaixo de todos os radiadores, bem como tubos que não são verticais, mas horizontais ou em ângulo com a vertical. Se não for possível colocar o dispositivo de aquecimento dessa maneira (não há porão na casa, o porão é usado para outros fins, etc.), o aquecimento por circulação forçada deve ser preferido.
O diagrama mostra um sistema de aquecimento com circulação forçada. para sua instalação, você precisará de uma bomba de circulação e um tanque de armazenamento
Portanto, é necessário incluir uma bomba no circuito, que bombeará água para o trocador de calor. Um ponto importante no projeto do sistema de aquecimento é a ordem em que os radiadores são conectados. A conexão serial ou o chamado sistema de um tubo envolve a conexão de todos os radiadores em ordem.
Como resultado, o refrigerante se moverá sequencialmente pelo sistema, esfriando gradualmente. Esta é uma opção de conexão econômica, mais fácil de instalar e mais barata. Mas a uniformidade do aquecimento com esse método sofrerá, pois o primeiro radiador será o mais quente e o último refrigerante entrará em um estado já meio resfriado.
A conexão de um tubo de radiadores, como pode ser visto neste diagrama, envolve uma instalação em série. O líquido de arrefecimento entra no último radiador já resfriado
Uma solução de um tubo só pode ser aceitável ao conectar o aquecimento a vapor em uma casa de campo ou em uma casa pequena, em uma área inferior a 80 metros quadrados. m. E para uma casa espaçosa ou um prédio de dois andares, um sistema de dois tubos é mais adequado, no qual os radiadores são conectados em paralelo. Esse esquema garante o fluxo simultâneo, em vez de sequencial, de refrigerante em cada radiador, e o aquecimento das instalações é realizado de maneira mais uniforme.
Mas com um circuito de dois tubos, dois tubos terão que ser conectados a cada radiador: uma linha reta e um “retorno”. Esse sistema é mais difícil de implementar e custará um pouco mais do que a instalação de um sistema de tubo único. No entanto, a grande maioria dos sistemas de aquecimento de água são feitos de acordo com um esquema de dois tubos, apesar das dificuldades, e funcionam com bastante sucesso.
Este diagrama mostra um sistema de dois tubos para montagem de radiadores de aquecimento a vapor. Cada radiador é conectado a um riser comum e possui um tubo de retorno, que garante uma distribuição uniforme do líquido refrigerante
Se um fogão a lenha deve ser usado como fonte de calor, um trocador de calor especial deve ser imediatamente calculado e projetado. Parece uma bobina soldada de tubos de metal. Este elemento é embutido diretamente no design do forno e não é instalado separadamente.
Portanto, o projeto de um novo forno também deve ser considerado na fase de projeto. Você também pode usar um forno existente, mas terá que ser parcialmente desmontado para montar o trocador de calor no interior. Para obter 9 kW de calor, é necessário um trocador de calor com uma área de superfície de cerca de um metro quadrado. Quanto maior a área a ser aquecida, maior deve ser o trocador de calor.
Se for necessário aquecer a sala com a ajuda de uma caldeira, tudo é um pouco mais simples: você precisa comprá-la e instalá-la. Normalmente, para aquecimento a vapor em uma residência, recomenda-se a utilização de um modelo de caldeira aquatubular, como o mais eficiente. Embora os modelos de tubo de fogo, tubo de fumaça ou tubo de fogo combinado e tubo de fogo também possam ser uma opção bastante aceitável.
Às vezes, uma caldeira caseira é usada para organizar o aquecimento a vapor, no qual o óleo do motor usado é queimado. Mas esta opção é considerada adequada para uso em despensas, por exemplo, em uma garagem. Para um edifício residencial, esta opção não é muito boa.
Executando o trabalho de preparação
Quando é tomada a decisão de fazer qualquer trabalho de instalação, conectar a caldeira ao fornecimento de água, não deve ser pensado que é fácil. Antes de tudo, o que é necessário é se preparar para o trabalho de instalação. Primeiro, considere como esse sistema se parece. Tal aquecimento ambiente é realizado por meio de regulação térmica do transportador de calor. O fluxo dentro do sistema não se moverá devido à bomba d'água, mas sob a ação do aumento da pressão dentro das massas de água. A caldeira distingue-se pela capacidade de trabalhar imediatamente com várias massas térmicas. A própria pressão está localizada no transportador de calor, localizado nos racks, que pode resfriar cada fluxo de água. Deve-se notar que, graças a este processo, os radiadores de aquecimento podem certamente receber água em estado refrigerado, que retornará para dentro da caldeira e expulsará a água quente novamente.
Em seguida, você pode projetar um sistema de abastecimento de água. Antes de tudo, o que precisa ser feito para que o aquecimento dentro da casa possa proporcionar comodidade, é necessário fazer um cálculo do volume de água necessário para aquecer a sala. Então você pode calcular a potência para a bomba. Só depois de tudo isto pode ser feita a escolha de uma caldeira de água e de todos os componentes para que a caldeira funcione sem interrupção.
Durante a instalação do sistema de aquecimento, as caldeiras são selecionadas de acordo com a potência, dependendo da área da sala a ser aquecida. Isso pode ser estimado usando a fórmula: as dimensões da área, medidas em metros quadrados, são multiplicadas por 1,2 quilowatts e divididas por dez. O valor da potência da caldeira obtida é usado para a zona climática na região central da Rússia.
A circulação forçada do transportador de calor dentro dos sistemas de aquecimento na água é usada com a ajuda de uma bomba de água elétrica.Ao usar este esquema, o aquecimento uniforme do sistema como um todo é garantido, o valor da temperatura das baterias, localizadas a uma distância remota, deve ser alto. Durante a operação da bomba de circulação, é possível recusar o uso de tubos de aço de grande diâmetro para tubulações do sistema de aquecimento.
O uso de tubos de polipropileno na instalação de um sistema de aquecimento é mais lucrativo do que os tubos de plástico metálico, tanto técnica quanto economicamente. Primeiro de tudo, eles em uma forma separada têm um preço mais baixo. Além disso, durante a instalação de tubulações de tubos de metal plástico, elementos caros são usados para conexão.
Além disso, ao usar o método monolítico, não há conexões rosqueadas que possam rachar após algum tempo (por exemplo, as juntas de borracha para vedação perdem sua elasticidade). Os tubos de polipropileno, conectados de maneira monolítica, possuem resistência mecânica significativa, respectivamente, são mais confiáveis. Finalmente, ao usar esses tubos, o congelamento pode ser permitido (eles têm a propriedade de elasticidade).
Avaliação de vantagens e desvantagens
Quais são os benefícios de um sistema de aquecimento a vapor? É relativamente fácil de fazer, mesmo com base em um fogão a lenha convencional. Isso é especialmente verdadeiro em áreas onde não há fornecimento centralizado de gás e lenha ou outros combustíveis sólidos estão prontamente disponíveis. O vapor como transportador de calor está significativamente à frente da água. Sua taxa de aquecimento é três vezes maior.
Além disso, é improvável que o sistema de aquecimento a vapor falhe durante o frio do inverno devido à falta de aquecimento. Se a fornalha queimar, a água do sistema será coletada no tanque de armazenamento ou no trocador de calor e os tubos e radiadores permanecerão vazios. Com o aquecimento da água, o congelamento do refrigerante com o qual todo o circuito é preenchido, como você sabe, leva à ruptura dos tubos.
Finalmente, as dimensões dos radiadores de aquecimento a vapor devem ser significativamente menores do que para os sistemas de água, pois a quantidade de energia térmica obtida como resultado aumenta várias vezes. Isso reduzirá ligeiramente o custo de instalação do sistema de aquecimento em casa.
Grades decorativas para radiadores de aquecimento a vapor não são apenas um elemento de design de interiores, mas também um meio de proteção contra queimaduras.
Isso conclui a lista de vantagens do sistema de vapor, e podemos passar para suas desvantagens, que são bastante significativas:
- alto risco de queimaduras;
- aumento do nível de ruído durante a operação;
- Dificuldades em ajustar o funcionamento do sistema;
- a necessidade de comprar tubos caros, etc.
O aquecimento a vapor não é recomendado para instalações residenciais pelos padrões de segurança, pois representa um alto risco para a saúde e a vida das pessoas que moram na casa. Portanto, a temperatura de operação dos radiadores será muito alta; se você tocá-los, poderá sofrer uma queimadura grave. Portanto, todos os radiadores terão que ser fechados com grades decorativas confiáveis.
Os tubos de PVC comuns não são adequados para esse sistema, pois devem suportar alta pressão e temperaturas superiores a 100 graus. Os mesmos requisitos se aplicam a outros elementos do sistema. Os tubos de aquecimento a vapor devem ser de cobre ou aço galvanizado.
Os tubos de cobre são uma opção de comunicação ideal, mas não barata, para sistemas de aquecimento a vapor. Para conectar esses tubos, você precisará de uma máquina de solda
De qualquer forma, esse momento não pode ser chamado de orçamentário.
As questões de segurança devem receber a máxima atenção. Todo o trabalho de instalação, por exemplo, soldagem de tubos de cobre, exigirá mão de obra da mais alta qualidade.
Se a conexão se romper e um jato de vapor escapar pelo buraco, um dos moradores da casa corre o risco de sofrer queimaduras graves.
Os tubos de aço inoxidável são capazes de suportar cargas típicas de sistemas de aquecimento a vapor como alta temperatura e alta pressão no sistema
Outra desvantagem do aquecimento a vapor é o aumento do nível de ruído. Para corrigir esse problema, você deve instalar corretamente os radiadores. Eles são suspensos em suportes especiais anti-ruído. A caldeira ou fogão é melhor colocado em uma sala separada. Além disso, tubos de cobre podem ser colocados na espessura das paredes, o que também reduzirá o nível de ruído.
Finalmente, é um pouco difícil regular a temperatura de aquecimento em salas com aquecimento a vapor. Você não pode instalar um termostato e simplesmente reduzir a quantidade de vapor. Você terá que reduzir a quantidade de combustível, o que nem sempre é fácil, ou ventilar as instalações. Antes de iniciar o trabalho de instalação de um sistema de aquecimento a vapor, todos esses pontos devem ser levados em consideração.
Características dos sistemas de baixa pressão
Uma variante comum desse sistema é a fechada, usando um retorno por gravidade do condensado para a caldeira, que não enche completamente os tubos, enquanto usa a tubulação superior. Primeiro, o sistema é preenchido com água até o nível necessário, após o qual o aquecimento começa. O condensado desce pelo riser comum e, ao atingir um nível pré-determinado, é deslocado para dentro da caldeira.
No mesmo sistema com fiação inferior, recomenda-se a instalação de tubulações com uma leve inclinação na direção do movimento do vapor para reduzir os efeitos do ruído. Um selo de água em forma de laço é instalado no local onde o condensado é drenado, evitando que o vapor se mova para a linha de condensação.
A velocidade do vapor em tais sistemas deve ser moderada, não superior a 0,14 m/s. Caso contrário, o vapor também irá capturar partículas de umidade acumuladas nas paredes. Como resultado, o sistema opera com muito ruído, aumentando o risco de golpe de aríete.
Fiação combinada, ou seja, uma combinação de fiação superior e inferior é usada se os tubos forem colocados sob o piso do andar superior ou intermediário da casa. O lúmen dos tubos por onde a água retorna à caldeira, neste caso, será fechado por condensado.
Se a pressão no sistema exceder 0,02 MPa, ele deve ser aberto. O ar é removido através do tanque de condensado e, para que o vapor não saia do sistema, é instalado um purgador ou selo de água. A água do acumulador é bombeada para o trocador de calor, o que permite que o acumulador seja instalado abaixo do nível em que o trocador de calor está localizado.
O transportador de calor para aquecer uma casa particular com sala de caldeiras é aquecido em um trocador de calor localizado na sala de caldeiras. Ao atingir a temperatura de operação, o vapor se desloca para o coletor, dividindo a vazão em dois circuitos: para as salas principais e para a sala das caldeiras (+)
Caldeira de aquecimento a vapor em uma casa particular
Uma caldeira a vapor é um tipo alternativo de aquecimento para casas particulares e chalés. O aquecimento de água de edifícios é incorretamente chamado de "vapor" - essa confusão nos nomes está associada ao princípio de aquecimento de prédios de apartamentos, onde um refrigerante externo sob pressão flui de um CHP para casas individuais e transfere seu calor para um transportador interno (água ), que circula em sistema fechado.
O aquecimento a vapor em uma casa particular é usado com muito menos frequência do que outros métodos de aquecimento ambiente. É economicamente justificável usar a caldeira em uma casa de campo ou casa de campo, quando a vida durante todo o ano não é fornecida, e o papel principal no aquecimento é desempenhado pela velocidade de aquecimento das instalações e pela facilidade de preparar o sistema para conservação .
A possibilidade de instalar tais equipamentos além do existente, por exemplo, uma fornalha, é outra vantagem do uso do vapor como transportador de calor.
Como resultado da ebulição da água na unidade da caldeira (gerador de vapor), é formado vapor, que é fornecido ao sistema de tubulações e radiadores.No processo de condensação, emite calor, proporcionando um rápido aquecimento do ar na sala, e depois retorna em estado líquido em um círculo vicioso para a caldeira. Em uma casa particular, esse tipo de aquecimento pode ser implementado na forma de um esquema de circuito único ou duplo (aquecimento e água quente para necessidades domésticas).
De acordo com o método de fiação, o sistema pode ser de tubo único (conexão serial de todos os radiadores, a tubulação corre horizontal e verticalmente) ou de dois tubos (conexão paralela de radiadores). O condensado pode ser devolvido ao gerador de vapor por gravidade (circuito fechado) ou forçadamente por meio de uma bomba de circulação (circuito aberto).
O esquema de aquecimento a vapor da casa inclui:
- caldeira;
- caldeira (para um sistema de dois circuitos);
- radiadores;
- bombear;
- tanque de expansão;
- fecho e acessórios de segurança.
Descrição da caldeira de aquecimento a vapor
O elemento chave do aquecimento ambiente é o gerador de vapor, cujo design inclui:
- forno (câmara de combustão de combustível);
- tubos evaporadores;
- economizador (trocador de calor para aquecimento de água devido aos gases de exaustão);
- tambor (separador para separar a mistura vapor-água).
As caldeiras podem operar com vários tipos de combustível, mas é melhor que as casas particulares usem uma caldeira a vapor doméstica com a capacidade de alternar de um tipo para outro (combinado).
A eficiência e segurança de tal aquecimento ambiente depende de uma abordagem competente para escolher um gerador de vapor. A potência da unidade da caldeira deve ser proporcional às suas tarefas. Por exemplo, para criar um microclima ideal em uma casa com área de 60 a 200m 2, você precisa comprar uma caldeira com capacidade de 25 kW ou mais. Para fins domésticos, é eficaz o uso de unidades aquatubulares, mais modernas e confiáveis.
Auto-instalação de equipamentos
O trabalho é realizado em etapas, em uma determinada ordem:
1. Elaboração de um projeto tendo em conta todos os pormenores e soluções técnicas (comprimento e número de tubagens, tipo de gerador de vapor e local de instalação, localização dos radiadores, tanque de expansão e válvulas de corte). Este documento deve ser acordado com as autoridades de controle do estado.
2. Instalação da caldeira (feita abaixo do nível dos radiadores para garantir que o vapor avance).
3. Tubulação e instalação de radiadores. Ao colocar, uma inclinação de cerca de 5 mm deve ser definida para cada metro. A instalação de radiadores é realizada usando uma conexão rosqueada ou soldagem. Nas revisões de um sistema de aquecimento a vapor, usuários experientes recomendam a instalação de torneiras para eliminar problemas quando ocorrem bloqueios de ar e facilitar a operação subsequente.
4. A instalação do tanque de expansão é realizada 3 metros acima do nível do gerador de vapor.
5. A tubagem da unidade da caldeira deve ser realizada apenas com tubos metálicos do mesmo diâmetro com saídas da caldeira (não devem ser utilizados adaptadores). O circuito de aquecimento está fechado na unidade, é desejável instalar um filtro e uma bomba de circulação. Uma unidade de drenagem deve ser instalada no ponto mais baixo do sistema para que a tubulação possa ser facilmente esvaziada para reparos ou conservação da estrutura. Os sensores necessários que controlam o processo e garantem a segurança são necessariamente montados na unidade da caldeira.
6. O teste de um sistema de aquecimento a vapor é melhor feito na presença de especialistas que podem não apenas executar todos os procedimentos de acordo com as normas e padrões aplicáveis, mas também eliminar falhas e imprecisões no esquema de instalação com as próprias mãos.
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Vantagens das caldeiras de combustível sólido
Em residências onde o gás não está disponível ou é proibitivamente caro, são usadas caldeiras de combustível sólido. Esse aquecimento também é preferido por quem deseja economizar no aquecimento de suas casas.Vai custar 2 vezes mais barato que o gás e 3 vezes mais barato que a elétrica.
As caldeiras de aquecimento a combustível sólido têm muitas vantagens:
- Autonomia. Como o funcionamento do equipamento não depende de fontes externas de energia, bastará o fornecimento de lenha ou pellets para garantir um funcionamento sem problemas.
- Variabilidade. Dependendo da disponibilidade de matérias-primas, turfa, carvão, briquetes, lenha, pellets podem ser usados.
- Amizade ambiental. Quando se utiliza uma matéria-prima renovável, a madeira, não agride o meio ambiente.
- Praticidade. O dispositivo é organizado de forma simples, por isso é fácil de manter e dura muito tempo.
Caldeira de combustível sólido de queima longa - características de trabalho e operação
A principal característica dos equipamentos projetados para queima longa é o aumento da resistência ao calor dos elementos estruturais. O sistema de suprimento de ar também é diferente. O principal combustível para essas caldeiras é carvão, coque, derivados de petróleo, turfa.
Quando as caldeiras de queima longa de combustível sólido são usadas para a casa, após o carregamento com carvão, elas podem funcionar até 5 dias e com lenha - até 2 dias.
As vantagens indiscutíveis deste equipamento são a economia de combustível barato e a capacidade de não pensar em sua operação por vários dias. Mas deve-se ter em mente que o ciclo de funcionamento:
Alcance
A gama de produtos proposta inclui equipamentos de produção alemã, italiana, eslovaca e russa.
A marca Bosch é bem conhecida do comprador russo pelos aparelhos e equipamentos domésticos e industriais de alta qualidade que fornece ao mercado.
Se você está procurando a melhor caldeira de combustível sólido, deve prestar atenção aos produtos alemães. É fabricado com os mais altos padrões, qualidade impecável.
Uma boa escolha é a marca eslovaca Protherm. A gama de modelos inclui caldeiras de combustível sólido usadas para uma casa particular de várias áreas aquecidas. O material do qual o equipamento é feito é ferro fundido de baixa temperatura, o que minimiza a perda de calor. A técnica é complementada por sensores especiais que ajudam os proprietários a ajustar facilmente a potência.
Se você está procurando caldeiras a combustível sólido, cujo preço inclui apenas o custo de produção com uma margem razoável, esta é uma técnica doméstica da Zota. Os produtos da fábrica de Krasnoyarsk, que está em operação desde 1992, conquistaram altas notas dos clientes como confiáveis e fáceis de usar.