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O Conceito de Eficiência Energética através da Automação Predial KNXAutomação para Edificações Eficientes
Paulo Rogério SantosEngenheiro de AplicaçãoDivisão EcoBusiness
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Especialista globalem gerenciamento de energia
Schneider Electric 2- Divisão EcoBusiness - Paulo Rogério Santos - Nov2013
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História da Schneider Electricno Brasil
1947 - Criação de uma representação comercial da Telemecanique no RJ1958 - Desenvolvimento da primeira fábrica no Brasil, localizada em SP1975 - Merlin Gerin estabelece uma filial em São Paulo1990 - Aquisição da Sigla1991 - Aquisição da Inebrasa1999 - Aquisição da Primelétrica2000 - Construção da nova fábrica de Guararema2002 - Aquisição da CDI Power em Curitiba
Schneider Electric 3- Divisão EcoBusiness - Paulo Rogério Santos - Nov2013
2002 - Aquisição da CDI Power em Curitiba2006 - Aquisição da WEB Energy2007 - Aquisição da Atos, MGE, APC, TAC/Andover e Pelco2008 - Aquisição da RAM 2009 - Aquisição da Microsol2010 - Aquisição da SoftBrasil, SCADAGroup, além da parte Distribuição da Areva T&D*2011 - Aquisição da Telvent e Steck2012 – Aquisição da CP Eletrônica2013 – Aquisição da Invensys
*A parte de Transmissão não estava nos objetivos de desenvolvimento da empresa, desta forma a Schneider Electric se uniu à Alstom para adquirir a Areva Transmissão e& Distribuição (T&D) , que ficou com os negócios de Transmissão e a Schneider Electric com os negócios de Distribuição.
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Schneider Electric Brasil em números
66 anos de presença local
Mais de 5000 colaboradores
13 filiais comerciais
300 consultores de negócios no campo
10 fábricas
Schneider Electric 4- Divisão EcoBusiness - Paulo Rogério Santos - Nov2013
10 fábricas
1ª Empresa em Smart Grid no Brasil
30.000 pontos monitorados
+3000 Pontos-de-venda em todo o Brasil
P&D local
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Missão da Schneider Electric
●Gerência de Energia● Medição● Monitoramento● Automação e Controle
Schneider Electric 5- Divisão EcoBusiness - Paulo Rogério Santos - Nov2013
●Especialista de Energia● Serviços Consultivos● Planos de ação técnica no âmbito de energia● Serviços de implementação
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Fazer mais utilizando cada vez menosdo nosso planeta…
Schneider Electric 6- Divisão EcoBusiness - Paulo Rogério Santos - Nov2013
Isso é Schneider ElectricIsso é Schneider ElectricIsso é Schneider ElectricIsso é Schneider Electric
Isso é Schneider Electric!!!
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Dilema energético veio para ficar
Schneider Electric 7- Divisão EcoBusiness - Paulo Rogério Santos - Nov2013
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Eficiência Energética é a Solução!
●Redução dos gases de efeito estufa●Economia de energia imediata de até 30%●Uma solução mais barata, rápida e limpa do que qualquer outra
Schneider Electric 8- Divisão EcoBusiness - Paulo Rogério Santos - Nov2013
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Custo anual de não fazer nada
Economizar ouinvestir?
Acabamos
Projetos de economia de energia comPrevisão do retorno de investimento
são uma resposta sensata à atual pressão financeira
Schneider Electric 9- Divisão EcoBusiness - Paulo Rogério Santos - Nov2013
Acabamospagando de uma forma ou de outra...
são uma resposta sensata à atual pressão financeira
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Sem automação● 15 horas por dia● 90W (Equivalente a uma luminária com 2 lâmpadas de 36W + reator)● 100 luminárias● R$ 25,00 cada lâmpada● Vida útil das lâmpadas 13.000 horas ● Valor do kWh no Rio de Janeiro – R$ 0,368 já com 15% de impostos
Controle de Iluminação vs.Retorno de Investimento
Schneider Electric 10- Divisão EcoBusiness - Paulo Rogério Santos - Nov2013
● Valor do kWh no Rio de Janeiro – R$ 0,368 já com 15% de impostos● Dias trabalhados no mês – 22
ano
1
ano
2
ano
3
ano
4
ano
5
ano
6
ano
7
ano
8
ano
9
R$ 13.115,62
R$ 5.000,00
Consumo médio anual
Troca de lâmpadas por queima
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Com automação● 10 horas por dia● 54W (Equivalente a uma luminária com 2 lâmpadas de 36W + reator) ● 100 luminárias● R$ 25,00 cada lâmpada● Vida útil das lâmpadas 19.000 horas ● Valor do kWh no Rio de Janeiro – R$ 0,368 já com 15% de impostos
Através de sensores de presença e movimento
Redução de 40% (na melhor situação)
Aumento de 50% por utilizar reatores dimerizáveis
Controle de Iluminação vs.Retorno de Investimento
Schneider Electric 11- Divisão EcoBusiness - Paulo Rogério Santos - Nov2013
● Valor do kWh no Rio de Janeiro – R$ 0,368 já com 15% de impostos● Dias trabalhados no mês – 22
ano 1
ano
2
ano 3
ano 4
ano 5
ano 6
ano 7
ano 8
ano 9
R$ 5.246,00R$ 5.000,00
Consumo médio anualTroca de lâmpadas por queima
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Sistema de automação● 20 Sensores (luminosidade / presença / movimento / receptor de infravermelho)● 20 circuitos de iluminação (utilizado o módulo para controle de intensidade)● 20 pulsadores (para controle dos circuitos de iluminação)● Fonte de alimentação● Cabo de conexão
R$ 34.000,00
Controle de Iluminação vs.Retorno de Investimento
Schneider Electric 12- Divisão EcoBusiness - Paulo Rogério Santos - Nov2013
R$ 34.000,00 (valores de produtos em 2011)
ano
1
ano
2
ano
3
ano
4
ano
5
ano
6
ano
7
ano
8
ano
9
R$ 5.246,00R$ 5.000,00
Consumo com automação
Troca de lâmpadas por queima
R$ 13.115,62 Consumo sem automação
Payback do projeto
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Instalação do sistema
KNX
F
Módulo de controle 1-10V
Sensor de presença /
Fonte de alimentação
Schneider Electric 13- Divisão EcoBusiness - Paulo Rogério Santos - Nov2013
FFF
220Vca
+--
1-10V
Reator Dimerizável
Saída para lâmpadas
presença / luminosidade
Entrada para pulsadores
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European StandardEN 15232
●Energy performance of buildings – Impact of Building Automation, Controls and Building Management● 04 Níveis de Eficiência A até D● Faremos uma simulação utilizando a Classe A, que consiste no seguinte:
● Controle de fluxo de ar dependente do movimento/presença
Schneider Electric 14- Divisão EcoBusiness - Paulo Rogério Santos - Nov2013
● Set-point variável, através da utilização de sensor externo de temperatura● Compensação da temperatura interna através dos valores da temperatura externa (set-point) automaticamente● Controle individualizado e central da temperatura em ambientes● Monitoramento da qualidade do ar interna● “Liga-Desliga” e/ou “Dimerização” manual da Iluminação ● Detecção automática de presença/movimento, com “Liga-Desliga” e/ou “Dimerização” dos circuitos de iluminação● Controle automático de cortinas e persianas, em função dos valores de luminosidade e temperatura
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European StandardEN 15232
●Energy performance of buildings – Impact of Building Automation, Controls and Building Management
Schneider Electric 15- Divisão EcoBusiness - Paulo Rogério Santos - Nov2013
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Simulação da Economia de Energiaem um Ambiente Automatizado
●No gráfico apresentado, temos o perfil de consumo de um ambiente predial fictício●Baseada na norma EN 15232, a idéia para economia de energia seria a seguinte:
Perfil de Consumo (fictício)
Outros
Schneider Electric 16- Divisão EcoBusiness - Paulo Rogério Santos - Nov2013
seguinte:● 43% de economia para climatização:
Cerca de 23% do total de consumo
● 28% de economia para iluminação:Cerca de 22% do total de consumo
●Portanto, a economia total seria de aproximadamente 45% do total consumido em energia elétrica
Climatização40%
Outros30%
Iluminação30%
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Como alcançar essa economia?Eficiência Energética Ativa e Passiva
●Eficiência Energética Passiva● Dispositivos e Instalações eficientes● Economizam energia em silêncio● Exemplo: utilização de lâmpadas econômicas ao invés das lâmpadas incandescentes
Schneider Electric 17- Divisão EcoBusiness - Paulo Rogério Santos - Nov2013
●Eficiência Energética Ativa● Utilizando energia de forma mais inteligente para obter os mesmos resultados com menos● A eficiência energética ativa é necessária para maximizar e sustentar os ganhos da eficiência energética passiva● Exemplo: utilização da automação no ambiente
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Automação x Eficiência Energética (ativa)
●A automação reduz riscos●Controle inteligente de iluminação●Ligar/Desligar dispositivos apenas quando necessário●Regulação eficiente de sistemas de climatização (Aquecimento, Ventilaçãoe Ar Condicionado)
●Monitoramento e Manutenção
Schneider Electric 18- Divisão EcoBusiness - Paulo Rogério Santos - Nov2013
●Monitoramento e Manutenção●Preserva as economias●Gera informações de gerenciamento●Pró-atividade em procedimentos de manutenção
●Eficiência Energética●Utilizar energia de forma mais inteligente para obter os mesmos resultadoscom menos, através dos recursos da automação
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O que é KNX?
Schneider Electric 19- Divisão EcoBusiness - Paulo Rogério Santos - Nov2013
●KNX é um sistema BUS●KNX é um padrão mundial●KNX oferece opções de controle predial e residencial●KNX oferece flexibilidade, segurança, conforto e redução de custos
através de eficiência energética
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Mercados Atuantes
Schneider Electric 20- Divisão EcoBusiness - Paulo Rogério Santos - Nov2013
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Protocolo KNX
●O único protocolo STANDARD aberto no mundo para a gestão de edifícios residenciais e comercias, independente do fabricante. Ou seja, os produtos homologados KNX são 100% integrados●Aprovado por diversos órgãos internacionais como padrão para automação residencial e predial (ISO/IEC, CENELEC, CEN, SAC, ANSI/ASHRAE)●Uma associação responsável por homologação de produtos, certificação nos
Schneider Electric 21- Divisão EcoBusiness - Paulo Rogério Santos - Nov2013
●Uma associação responsável por homologação de produtos, certificação nos grandes fabricantes, treinamento para integradores de sistemas, divulgação, etc.●Uma única ferramenta de configuração (ETS), independente do fabricante●Processamento descentralizado (não trabalha com uma central)●Módulos para outros protocolos de comunicação de mercado, permitindo TOTAL INTEGRAÇÃO com sistemas de climatização, medição, softwares supervisórios, áudio e vídeo, tablets e smartphones, etc. (Modbus, Lonworks, Bacnet, RS232/485, DMX, DALI, Sistemas Infravermelho, Redes Ethernet, e outros mais)
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Conformidade com NormasLocais e Internacionais
●NBR 5413 – Iluminância de Interiores●Estabelece os valores de iluminâncias médias mínimas em serviço para iluminação artificial em interiores (comércio, indústria, esportes, etc)
● ISO 50001 – Sistemas de Gestão de Energia
Schneider Electric 22- Divisão EcoBusiness - Paulo Rogério Santos - Nov2013
●Define os requisitos para o desenvolvimento, a implantação, a manutenção e a melhoria dos sistemas de gerenciamento de energia. A sede corporativa mundial da Schneider Electric, na França, é o primeiro prédio do mundo a atender à certificação
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Associação KNX
●A associação KNX é uma entidade criada em 1.999, a partir de um grupo de grandes fabricantes (incluindo a Schneider Electric) com a responsabilidade de manter o protocolo KNX (homologação de produtos, novos membros, novos parceiros, etc)
Schneider Electric 23- Divisão EcoBusiness - Paulo Rogério Santos - Nov2013
www.knx.org/br
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KNX em números
+300 KNX members em +30 países
+38000 KNX Partners em +120 países
+200 Training Centers em 50 países
+90 Scientific Partners em +20 países
+30 National Groups
Schneider Electric 24- Divisão EcoBusiness - Paulo Rogério Santos - Nov2013
+30 National Groups
+60000 licenças ETS vendidas em +120 países
+7000 grupos de produtos certificados
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KNX na Schneider Electric
● O KNX da Schneider Electric propõe um sistemaabrangente que faz parte de um padrãointernacional e de muitas soluções de produtos queatingem vários ramos técnicos com uma maiorflexibilidade, conforto, segurança e rentabilidade,especialmente em novos edifícios (residenciais oucomerciais.
Schneider Electric 25- Divisão EcoBusiness - Paulo Rogério Santos - Nov2013
● A idéia do KNX é tão simples quanto suaengenhosidade. O KNX integra todas asprincipais funções de controle predial comoiluminação, ar-condicionado, persianas,entre outros, em um único sistemainteligente, que auxilia a reduzir os custosoperacionais e tempo gasto na instalação,resultando em um sistema flexível eadaptável a futuras modificações epossibilitando o gerenciamento eficiente doconsumo de energia do ambiente
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Controle com KNX
● Iluminaçãoon/off, dimmer
●Ar condicionadoson/off, temperatura com feedbacks
●Cortinas e Persianassobe/desce, posição
Schneider Electric 26- Divisão EcoBusiness - Paulo Rogério Santos - Nov2013
●Sistema de segurança e alarmes●Medição e monitoramento de
energia●Gateways para integração com
outros sistemas●Qualquer outro dispositivo elétrico
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Cabo BUS
●Dados e alimentação por 2 fios trançados (preto / vermelho) ●Par reserva (amarelo / branco), usado por exemplo para levar uma alimentação extra●Permite instalação na mesma via da rede elétrica●É obrigatório o uso do cabo certificado (DISCABOS)
Schneider Electric 27- Divisão EcoBusiness - Paulo Rogério Santos - Nov2013
Tipo Estrutura Cabeamento
YCYM2 x 2 x 0.8
KNXA (Base: DIN VDE 0207 e 0815)Cores: vermelho (+EIB)
preto (-EIB)amarelo (free)branco (free)
Cabo fixo em: lugares secos, úmidos, molhados, expostos, embutidos, tubulados, e na área externa se protegido da luz solar direta
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●SELV O sistema permite passar o cabo próximo a rede elétrica
●É permitido passar o cabo na mesma tubulação da rede elétrica (com um tubo de no mínimo ¾“)
●Quando se faz uma derivação dentro de
Instalação do cabo BUS
Schneider Electric 28- Divisão EcoBusiness - Paulo Rogério Santos - Nov2013
●Quando se faz uma derivação dentro de uma caixa de passagem deve se manter uma distância mínima conforme mostrado ao lado
Fig. 2: Distância entre os cabos BUS e o de energia
KNXKNX KNX
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Exemplo da distribuiçãodo cabo BUS
● Todos os atuadores estão centralizados no quadro de distribuição.
●Os sensores estão descentralizados e o cabo de BUS está indo de um sensor a outro
Schneider Electric 29- Divisão EcoBusiness - Paulo Rogério Santos - Nov2013
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Exemplo de Topologia
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Building A
Building B
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KNX - Exemplo de conexão
Fonte de alimentação Saída digital Dimmer Saída para
Pulsadores Pulsadores com controlede temperatura
Entrada binária
Controle de válvulaFancoil
Cabo BUS
Schneider Electric 31- Divisão EcoBusiness - Paulo Rogério Santos - Nov2013
16AL1
L2
L3
16A
16A
N
PE
M
alimentação Saída digital Dimmer Saída para cortinas
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Edifícios com ‘’Selo Verde’’
● A procura em adquirir “Selos Verdes” para construções vêm crescendo continuamente noBrasil. Seguem algumas razões:
● A garantia de que um empreendimento adota medidas sustentáveis eecologicamente corretas tanto na obra (no caso de novas construções), como no dia adia● No aspecto social, ocorrerá a melhora da imagem do empreendimento perante asociedade
Schneider Electric 32- Divisão EcoBusiness - Paulo Rogério Santos - Nov2013
sociedade● A aplicação dos pré-requisitos para obtenção dos selos deverá proporcionar cerca de30% de economia no consumo de energia*, assim como a diminuição média de 10%no custo de operação durante toda a vida útil
● No Brasil, podemos citar o PROCEL EDIFICA e a Certificação LEED como dois dos maisimportantes no que diz respeito à energia elétrica
* Podendo chegar em até 50% para novas construções
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PROCEL EDIFICA
● A obtenção do Selo PROCEL EDIFICA ocorrerá através de um processo de avaliação do prédio pelo INMETRO
● O projeto de eficiência energética deverá ser baseado no “Manual de Prédios Eficientes em Energia Elétrica”, da Eletrobrás
Schneider Electric 33- Divisão EcoBusiness - Paulo Rogério Santos - Nov2013
● Manual de Prédios Eficientes em Energia Elétrica
● Trata de orientações e uso de técnicas de conservação de energia mais comuns para serem aplicadas em prédios públicos, onde serão comentadas as características gerais de funcionamento, a teoria envolvida em cada tecnologia, os principais focos de desperdício de energia, bem como as medidas para eliminação desses focos
Fonte: Website Eletrobras
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Certificação LEEDLeadership in Energy and Environmental Design
●O que é o LEED?●Certificação e guia com orientações ambientais, aplicados à edificações●Empregado em mais de 140 países●Tem como objetivo a transformação dos projetos, obra e operação das edificações, sempre com foco na sustentabilidade de suas atuações, com benefícios econômicos, sociais e ambientais
Schneider Electric 34- Divisão EcoBusiness - Paulo Rogério Santos - Nov2013
benefícios econômicos, sociais e ambientais●O nível da certificação é definido, conforme a quantidade de pontos adquiridos, podendo variar de 40 pontos (nível certificado) a 110 pontos (nível platina)
Fonte: GBC Brasil
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LEED-CS para Fachadase Áreas ComunsUso Racional da Água TOTAL 10 ptsPré-requisito 1 Redução no Uso da Água, 20% de redução RequisitoCrédito 1 Uso eficiente de água no paisagismo, Redução de 50% 2
Energia e Atmosfera TOTAL 37 ptsPré-requisito 1 Comissionamento dos sistemas de energia RequisitoPré-requisito 2 Performance Mínima de Energia, 10% novas contruções e 5% edifícios existentes RequisitoPré-requisito 3 Gestão Fundamental de Gases Refrigerantes RequisitoCrédito 1 Otimização da performance energética, para Prédios Novos ou Prédios Reformados 3 à 21Crédito 3 Melhoria no comissionamento 2
Schneider Electric 35- Divisão EcoBusiness - Paulo Rogério Santos - Nov2013
Crédito 5.2 Medições & Verificações: Sub-medição de inquilinos 2
Qualidade Ambiental Interna TOTAL 12 ptsPré-requisito 1 Desempenho Mínimo da Qualidade do Ar Interno RequisitoPré-requisito 2 Controle da fumaça do cigarro RequisitoCrédito 6 Controle de Sistemas, Conforto Térmico 1Crédito 8.1 Iluminação Natural e Paisagem, Luz do dia para 75% dos espaços 1Crédito 8.2 Iluminação Natural e Paisagem, Vistas para 90% dos espaços 1
Inovação e Processo do Projeto TOTAL 6 ptsCréditos 1.1 à 1.5 Inovação no Projeto 1
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Selos Verdes x Eficiência Energética
● O ideal, seria aplicar os conceitos de ambas as certificações (sem necessariamente obtê-las), uma vez que o PROCEL EDIFICA prioriza a Eficiência Energética Passiva, enquantoque a Certificação LEED, é muito mais atuante em Eficiência Energética Ativa
● A aplicação desses conceitos possibilitará o máximo aproveitamento dos recursosenergéticos no ambiente de maneira eficiente
Schneider Electric 36- Divisão EcoBusiness - Paulo Rogério Santos - Nov2013
● Em relação à solução KNX no projeto de Eficiência Energética (ativa), conseguimosalcançar a seguinte pontuação para os requisitos da Certificação LEED-CS (Envoltória eEstrutura Principal):
Cerca de 28% do total necessário para a pontuação máxima (LEE D PLATINUM)Cerca de 70% do total necessário para o certificado LEED
● Lembrando que:● Certificado: 40-49 pontos; Prata: 50-59 pontos; Ouro: 60-79 pontos; Platina: 80-110 pontos
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Oferta KNX paraEficiência Energética
Estação MeteorológicaMonitora chuva, luminosidade,
Velocidade do vento e temperatura
Sensor interno de luminosidade,Presença/Movimento e
Receptor Infra-VermelhoMetering Gateway
Para integração com sistemas de medição MODBUS
Controlador de temperatura
Schneider Electric 37- Divisão EcoBusiness - Paulo Rogério Santos - Nov2013
Gateway KNX-DALIControle de Iluminação
em sistemas DALI
TemporizadorConfigurações Horárias
Controle de cortinase persianas
Módulo Dimmer(incluindo lâmpadas LED)
Consultem o catálogo online para a oferta completa de produtos emwww.schneider-electric.com/knx/br
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Soluções para Hotelaria
Schneider Electric 38- Divisão EcoBusiness - Paulo Rogério Santos - Nov2013
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HomeLynkIntegração de Aplicações
IP
PadrãoDIN
USB
Expansão de MemóriaModem GSM/3G
KNX/IPModbus/IP
WebserverIProuter
Logic moduleSchedulers
Etc…
Schneider Electric 39- Divisão EcoBusiness - Paulo Rogério Santos - Nov2013
KNX
Modbus (RS485)
24V DCÁudio e Vídeo (RS232, Global Caché, etc)
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KNX
Wifi
IP Camera
Box DSL
KNX + Protocolos Abertos
WebRemote accessPC/Smartphone
Security
Modbus
IP
Box DSLManual settings
Schneider Electric 40- Divisão EcoBusiness - Paulo Rogério Santos - Nov2013
HVAC Lighting Blinds Metering
IP Camera
TouchScreen
Modbus meter
IP Touch screen
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Bayer - Eco Commercial BuildingCaso de Sucesso!
Schneider Electric 41- Divisão EcoBusiness - Paulo Rogério Santos - Nov2013
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Casa Cor São Paulo 2013Automação Residencial KNX
• Áudio e Vídeo• Gerenciamento de Energia• Acesso Tablet e Smartphone• E todos integrados através da solução
KNX da Schneider Electric
Schneider Electric 42- Divisão EcoBusiness - Paulo Rogério Santos - Nov2013
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Mais “cases” no Brasil!
●Prédio administrativo da Construtora Tibério
●Prédio administrativo da Construtora Tarjab
●Centro de distribuição da Schneider Electric
●Parques de São Paulo (Luz, Carmo, Ibirapuera)
●Residencial Ibiza em Santa Catarina
Schneider Electric 43- Divisão EcoBusiness - Paulo Rogério Santos - Nov2013
●Residencial Ibiza em Santa Catarina
●Projetos Residenciais e Comerciais em Caxias do Sul (Construtora CFL)
●Laboratório de fluidos da Petrobrás
●Escritórios administrativos da Petrobrás (Rio de Janeiro e Santos)
●Estádio do Maracanã
●Museu da Red Bull em São Paulo
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Mais informações...
www.schneider-electric.com/knx/br
www.knx.org/br
Schneider Electric 44- Divisão EcoBusiness - Paulo Rogério Santos - Nov2013
www.knx.org/br
www.gbcbrasil.org.br
www.eletrobras.com
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O Conceito de Eficiência Energética através da Automação Predial KNX
Obrigado!
Paulo Rogério SantosEngenheiro de AplicaçãoDivisão [email protected]