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PROJEKT DES KOOPERATIONSPARTNERS RIF E.V.

DiKueRec

© IPS​/​TU Dortmund
Nutzung digitaler Abbilder zur effizienten Steuerung von Aufbereitungsprozessen der Kreislaufwirtschaft am Beispiel von Kühlgeräterecyclinganlagen
(Projektlaufzeit April 2021 bis März 2023; Projektbearbeitung erfolgt durch RIF e.V., Abteilung Produktionssysteme)

Problemstellung

Pro Jahr werden in Deutschland mehr als 3 Millionen Kühlgeräte entsorgt und müssen in dedizierten Abfallbehandlungsanlagen recycelt werden. Dabei können viele Stoffe wie Plastik, Eisen und Kupfer rückgewonnen werden. Die in den aufkommenden Kühlgeräten enthaltenen Fluide wie die voll- oder teilhalogenierten Fluorkohlenwasserstoffe (FCKW) sowie leicht entzündbare Kohlenwasserstoffe (KW) besitzen ein beachtliches Treibhauspotential und müssen bei der Aufbereitung mit besonderer Sorgfalt aufgefangen werden. Die Vielfalt der aufkommenden Geräte und der eingesetzten Treib- und Kältemittel  zwingen die Anlagenbauer dazu, immer komplexere Prozessketten zu implementieren. Eine wirtschaftliche Anpassung der vorhandenen Kühlgeräteverwertungsanlagen an die Heterogenität der Altgeräte ist mit den derzeit eingesetzten Technologien nicht möglich.

Zielsetzung

Um den hohen Anforderungen an die Recyclingprozesse auch in Zukunft gerecht zu werden, müssen diese durch Sensoren und digitale Zwillinge erweitert werden. Eine intelligente Verknüpfung der Daten und Algorithmen wird zu einer effizienten Steuerung der Recyclinganlagen beitragen. Die Vision des Projekts DiKueRec ist es, sichere und effiziente Behandlung der aktuellen und zukünftigen Kühlgerätemodelle zu garantieren. Gleichzeitig müssen die technologisch erweiterten Anlagen wirtschaftlich betrieben werden können, um Arbeitsplätze in der Entsorgungsindustrie zu sichern.

© IPS​/​TU Dortmund

Vorgehensweise und Arbeitsteilung

Das Forschungsprojekt ist auf eine Laufzeit von 24 Monaten ausgelegt. Zu Beginn der Forschungsarbeiten wird die Datenbasis geschaffen, indem Messkampangen zur Zusammensetzung des Abfallstroms durchgeführt werden. Zudem wird der Ist-Zustand der Verwertungsanlagen in Form von Wertstromanalyse aufgenommen, um die möglichen Ansatzpunkte für geeignete Erweiterung durch Sensorik und intelligente Steuerung aufzudecken. Danach wird auf Basis der erhobenen Daten ein Datenmodell der digitalen Zwillinge für die Kühlgeräte, Anlagen und Stoffströme erstellt.

In den nächsten Arbeitsabschnitten wird eine technische Umsetzung der Datenerhebung und intelligenter Steuerung an den Praxisanlagen angestrebt. Die in digitale Zwillinge fließende Daten sollen mithilfe vom Maschinellen Lernen (ML) analysieren werden, um  Prognosen zu treffen und daraus konkrete Handlungsempfehlungen in relevanten Teilprozessen abzuleiten. Neben der wirkungsgradsteigernden Datenerfassung und -nutzung muss eine anschauliche Darstellungsform der Anlagenzustände, der historischen Daten sowie Datenzugriffskonzept für die Stakeholder geschaffen werden. Die Möglichkeiten zukünftiger Gerätekennzeichnungen durch die Kühlgerätehersteller sind zu untersuchen. Die in den beschriebenen Arbeitspaketen entwickelten Lösungen unterliegen der Validierung und Optimierung mit starkem Bezug auf das Know-How des vor Ort beschäftigten Personals und unter Beachtung ökonomischer und ökologischer Aspekte.

Forschungs-, Entwicklungs- und Anwendungspartner

Förderhinweis

Das Vorhaben (Förderkennzeichen: 02WDG016D) wird im Rah­men des Aktionsplans "Natürlich.Digital.Nachhaltig" vom Bun­des­mi­nis­te­ri­um für Bildung und For­schung (BMBF) ge­för­dert und vom Projektträger Karlsruhe (PTKA) betreut. 

Anfahrt & Lageplan

Der Campus der Technischen Universität Dortmund liegt in der Nähe des Autobahnkreuzes Dortmund West, wo die Sauerlandlinie A45 den Ruhrschnellweg B1/A40 kreuzt. Die Abfahrt Dortmund-Eichlinghofen auf der A45 führt zum Campus Süd, die Abfahrt Dortmund-Dorstfeld auf der A40 zum Campus-Nord. An beiden Ausfahrten ist die Universität ausgeschildert.

Direkt auf dem Campus Nord befindet sich die S-Bahn-Station „Dortmund Universität“. Von dort fährt die S-Bahn-Linie S1 im 20- oder 30-Minuten-Takt zum Hauptbahnhof Dortmund und in der Gegenrichtung zum Hauptbahnhof Düsseldorf über Bochum, Essen und Duisburg. Außerdem ist die Universität mit den Buslinien 445, 447 und 462 zu erreichen. Eine Fahrplanauskunft findet sich auf der Homepage des Verkehrsverbundes Rhein-Ruhr, außerdem bieten die DSW21 einen interaktiven Liniennetzplan an.
 

Zu den Wahrzeichen der TU Dortmund gehört die H-Bahn. Linie 1 verkehrt im 10-Minuten-Takt zwischen Dortmund Eichlinghofen und dem Technologiezentrum über Campus Süd und Dortmund Universität S, Linie 2 pendelt im 5-Minuten-Takt zwischen Campus Nord und Campus Süd. Diese Strecke legt sie in zwei Minuten zurück.

Vom Flughafen Dortmund aus gelangt man mit dem AirportExpress innerhalb von gut 20 Minuten zum Dortmunder Hauptbahnhof und von dort mit der S-Bahn zur Universität. Ein größeres Angebot an internationalen Flugverbindungen bietet der etwa 60 Kilometer entfernte Flughafen Düsseldorf, der direkt mit der S-Bahn vom Bahnhof der Universität zu erreichen ist.

Die Einrichtungen der Technischen Universität Dortmund verteilen sich auf den größeren Campus Nord und den kleineren Campus Süd. Zudem befinden sich einige Bereiche der Hochschule im angrenzenden Technologiepark. Genauere Informationen können Sie den Lageplänen entnehmen.

Interaktive Karte

Die Einrichtungen der Technischen Universität Dortmund verteilen sich auf den größeren Campus Nord und den kleineren Campus Süd. Zudem befinden sich einige Bereiche der Hochschule im angrenzenden Technologiepark.

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