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PROJEKT DES KOOPERATIONSPARTNERS RIF E.V.

DiKueRec

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 und Motivation

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.

 

Wechselwirkungen digitaler Abbilder zur effizienten Steuerung von Aufbereitungsprozessen der Kreislaufwirtschaft am Beispiel von Kühlgeräterecyclinganlagen © IPS​/​TU Dort­mund
Wechsel­wir­kungen digitaler Abbilder zur effizienten Steuerung von Aufbereitungsprozessen der Kreislaufwirtschaft am Beispiel von Kühlgeräterecyclinganlagen

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.

Förderhinweis

Das Vorhaben (Förderkennzeichen: 033D016D) wird im Rah­men des Aktionsplans "Natürlich.Digital.Nachhaltig" vom Bun­des­mi­nis­te­ri­um für Bil­dung und For­schung (BMBF) ge­för­dert und vom Projektträger Jülich (PTJ) betreut. 

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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.

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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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