Progetto HEAT4U: Anticipazione dei risultati sullo sviluppo del design e sull ottimizzazione aeroacustica

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1 Progetto HEAT4U: Anticipazione dei risultati sullo sviluppo del design e sull ottimizzazione aeroacustica Paolo Pininfarina Pininfarina Presidente

2 Pininfarina Pininfarina è una Design House, partner flessibile per OEM. Con una storia che risale al 1930, Pininfarina offre al mercato - agli OEM e ai consumatori finali - prodotti e servizi competitivi basati sui valori del brand: purezza, eleganza, innovazione. Le attività di Pininfarina puntano alla piena valorizzazione del business dell'ecomobilità e al rafforzamento dei servizi di stile e ingegneria a 360.

3 Transportation design Il design Pininfarina applica le sue expertise nel design dei mezzi di trasporto non solo nel campo automotive. A partire dagli anni 80 sono stati disegnati interni ed esterni di treni ad alta velocità, bus, tram people movers, yachts, aerei e jet privati. Negli anni sono state sviluppate partnership con importanti clienti tra i quali Alenia Aeronautica, Ansaldobreda, Eurostar, Iveco, Primatist, Schaefer and Prinoth.

4 Industrial Design Pininfarina da oltre 25 anni è attiva nello sviluppo di progetti di Industrial Design. Con più di 500 progetti all attivo, e decine di premi di design già conseguiti, i settori principali di industrial design in cui opera Pininfarina sono: electronics, furniture, lifestyle, equipments, consumer products.

5 Sustainable Mobility Le molteplici esperienze e gli investimenti sempre maggiori nel business della mobilità sostenibile hanno permesso di creare e accrescere, di pari passo con l evoluzione tecnologica, delle competenze ingegneristiche specifiche nell ambito dei veicoli elettrici ed ibridi. L offerta delle competenze nelle aree Simulazione, Vehicle Integration, E/E Integration, Prototyping e Testing può essere modulata a seconda delle richieste del cliente a partire da consulenze su specifiche tematiche sino ad arrivare allo sviluppo di un veicolo elettrico o ibrido completo.

6 Galleria del Vento

7 Galleria del Vento La Galleria del vento è il Centro delle Ricerche Aeroacustiche e Aerodinamiche Pininfarina. Fin dalla sua creazione, nel 1972, sono state investite risorse per mantenerla all avanguardia. Nel 2006 è stata inaugurata la seconda generazione di suolo mobile per la simulazione dell effetto suolo, il sistema più avanzato per lo sviluppo aerodinamico delle vetture turistiche e da corsa in scala 1:1.

8 Galleria del Vento I principali campi di attività del centro sono: l aerodinamica ed aeroacustica di veicoli (vetture passeggeri, vetture da competizione, modelli di ricerca a basso CX, veicoli a due ruote, aeroplani, veicoli industriali, treni ad alta velocità e componenti) e l ingegneria del vento, sport e altro (edifici, impianti industriale, ponti, oggetti sportivi, campioni dello sport).

9 Progetto di design e studio di ottimizzazione delle prestazioni acustiche delle carrozzerie per pompa di calore ad assorbimento

10 Studio delle carrozzerie - Processo di design Definizione dei requisiti Prototipo funzionale di partenza e caratterizzazione aero-acustica Keywords e styling brief Concept research: styling, design, functionality Valutazione tecnica & testing Sviluppo & prototipazione

11 Studio delle carrozzerie - Definizione dei requisiti Requisiti aero-acustici e termici Visto l impiego in ambiente domestico e residenziale gli aspetti di gestione del rumore sono fondamentali Riduzione dei livelli di rumorosità Miglioramento delle prestazioni fluidodinamiche relative alla gestione dei flussi d aria Miglioramento delle caratteristiche di isolamento termico e dissipazione del calore attraverso le carenature

12 Studio delle carrozzerie - Definizione dei requisiti Requisiti tecnico funzionali Le carrozzerie devono essere progettate in modo da consentire una efficace e durevole protezione dagli agenti atmosferici esterni per tutta la durata dell esercizio Le carrozzerie e la gestione dei flussi d aria deve consentire un ottimale funzionamento della macchina anche in condizioni di neve e ghiaccio Le carrozzerie devono consentire un agevole manutenzione da parte del personale specializzato dedicato

13 Studio delle carrozzerie - Definizione dei requisiti Requisiti architettonici La macchina deve essere installata all esterno ed è destinata ad un uso in abitazioni e contesti residenziali L oggetto sarà visibile e dovrà quindi integrarsi in contesti architettonici anche molto vari sia dal punto di vista storico (dai centri storici, edifici tradizionali ad abitazioni di nuova progettazione ed in stile contemporaneo), e geografico (dai paesi europei dell area mediterranea ai paesi scandinavi) La macchina deve inoltre poter essere installata in configurazione freestanding (ovvero separata dall abitazione e magari inserita nel contesto del giardino) oppure in vicinanza dell abitazione a ridosso delle pareti o su eventuali balconi

14 Studio delle carrozzerie Studio acustico La tecnica di misura utilizzata per la caratterizzazione delle sorgenti di rumore è denominata Beamforming ed è usata in Pininfarina per l ottimizzazione aeroacustica dei veicoli

15 Studio delle carrozzerie Studio acustico Beamforming on GAHP18-base La caratterizzazione delle sorgenti di rumore è avvenuta sulla base di un primo prototipo funzionale di riferimento. Ciascun diagramma rappresenta la distribuzione dei livelli di potenza sonora ad una certa frequenza.

16 tot Studio delle carrozzerie Studio acustico Fan Pump Fan pump + aa Fan Only Livello di rumore db (A) sezionato per frequenze e misurato in diverse condizioni di esercizio della macchina base.

17 db(a) Studio delle carrozzerie Studio acustico Livello di rumore db (A) sezionato per frequenze e misurato in diverse condizioni di configurazione della macchina base. Area Intervento Solo ventola 7 V Solo ventola 7V rimossa griglia Solo ventola 7V rimossa griglia + diffusore Solo ventola 7V + diffusore con spugna Basic Fan Frequency and harmonics Contribution ( basic + first 4 harmonics ) Area Intervento 2 Frequenza (Hz)

18 Aerodinamica dei flussi d aria nella nuova pompa di calore ad assorbimento

19 Studio delle carrozzerie - Keywords & styling brief for Heat4U project: Innovative, user friendly, robust

20 Studio delle carrozzerie Concept research Dal punto di vista della ricerca formale e funzionale per le carrozzerie la caratteristica saliente del sistema GAHP consiste nella gestione della massa d aria azionata dalla ventola frontale Nell ambito della ricerca concettuale sono stati elaborati tre differenti temi funzionali per la gestione del flusso d aria e delle emissioni sonore dal quale sono derivati i concetti di ispirazione estetica delle soluzioni di design Ciascun concetto funzionale è stato sviluppato secondo una serie di alternative di design al fine di valutare differenti soluzioni sia dal punto di vista del layout e delle caratteristiche funzionali delle carrozzerie che dal punto di vista della caratterizzazione estetica e dell inserimento ambientale

21 Studio delle carrozzerie Concept research Il flusso d aria è gestito mediante opportune alette sagomate che consentono di schermare e proteggere la ventola conferendo nel contempo alle soluzioni la caratterizzazione estetica richiesta Tema A

22 Studio delle carrozzerie Concept research Lo sviluppo del tema prende spunto da un convogliatore locale di flusso che scherma la ventola deflettendo nel contempo il flusso d aria. Il tema estetico si ispira alla compenetrazione di volumi ed alla gestione di superfici complesse. Tema B

23 Studio delle carrozzerie Concept research Questo gruppo di soluzioni prevede una gestione del flusso più articolata ed una schermatura totale della ventola che consente nel contempo una più lineare gestione delle superfici a vista. Il tema estetico si ispira ai valori di eleganza ed essenzialità del design Pininfarina Tema C

24 Studio delle carrozzerie Concept research

25 Conclusioni: Studio delle carrozzerie risultati raggiunti ad avanzamento lavori Sono state individuate e caratterizzate le sorgenti di rumore del prototipo funzionale GAHP di riferimento È stata svolta un analisi di benchmark dal punto di vista aeroacustico con macchine di classe di potenza equivalente tipo EHP Sono stati individuate e testate strategie di gestione e contenimento del rumore per la nuova GAHP Le strategie sono state sviluppate in termini di design delle carrozzerie portando all elaborazione di soluzioni di differente architettura e caratteristiche estetico-funzionali diversificate Le soluzioni alternative sono state valutate e selezionate utilizzando criteri funzionali, esteticoarchitettonici e prestazionali È in sviluppo la soluzione di riferimento per il sistema carrozzerie della nuova GAHP 18kw

26 Studio delle carrozzerie design definition G R A Z I E