Installation

Viele kleine Teile – große Wirkung

Ressourceneffizienz durch smarte Umwälzpumpen

Dienstag, 27.09.2022

Stichworte wie Smart Home, intelligente Vernetzung und künstliche Intelligenz gehören heute fast schon zum privaten und beruflichen Alltag.

Das Bild zeigt Altpumpen.
Quelle: Winter GmbH, Frankfurt/M.
Wertvolle Altpumpen: Es ist möglich, alle Unternehmen der gesamten Wertschöpfungskette zu vernetzen. Dadurch wird eine Rückholung von Umwälzpumpen aus dem Markt und somit eine Kreislaufschließung realisierbar.

Mit dem Fokus auf die Haustechnik sollen diese cleveren Systeme und Produkte das Leben des Betreibers und den Praxisalltag des Fachhandwerkers verbessern – und das alles bei kinderleichter und sicherer Handhabung. Funktionsweisen zum Komfort und zur Sicherheit smarter Produkte und Systeme wurden bereits hinreichend in vielen Bereichen untersucht. Welche Rolle übernehmen aber speziell moderne Umwälzpumpen bei der Ressourcenschonung? Der folgende Beitrag gibt einen Überblick.

Genau mit dieser Frage beschäftigte sich das Forschungsprojekt „ResmaP“ („Ressourceneffizienz durch smarte Pumpen“). Gemeinsam untersuchten die Projektpartner im Rahmen des mehrjährigen Forschungsprojektes (Juli 2019 bis Dezember 2021), welche Auswirkungen der Einsatz smarter Pumpen auf die lebenszyklusweite Ressourceneffizienz hat. Die untersuchten Pumpen verfügen über zahlreiche elektronische Ausstattungsmerkmale, die im Betrieb die Energieeffizienz und Funktionalität der Systeme erhöhen. Dazu wurde erforscht, wie diese intelligenten Funktionalitäten in den Bereichen Service und Kreislaufführung zur Steigerung der Ressourceneffizienz über das gesamte Produktleben hinweg beitragen können.

Mit dem Dortmunder Pumpenhersteller Wilo SE, dem Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IML sowie der TH Köln waren erfahrene Partner im Team. Als übergeordnete Ziele wurden die Verlängerung der Lebensdauer der verbauten Pumpen und der verwendeten Bauteile sowie deren Wiederverwendbarkeit definiert. Dazu untersuchte das Forschungsteam den Einfluss eines Remote-Services auf die Ressourceneffizienz sowie den Nutzen für die Umwelt und für das Fachhandwerk.

Das Bild zeigt die Umwälzpumpe.
Quelle: Wilo SE, Dortmund
Die Umwälzpumpe Wilo-„Stratos Maxo“ zerlegt in 67 Einzelteile.

Ausgangslage im Projekt

Moderne Hocheffizienzpumpen liefern während ihres Lebenszyklus und darüber hinaus wertvolle Daten. Während der Betriebszeit dokumentiert die integrierte Datenaufzeichnung alle Informationen über die Betriebsstunden und die unterschiedlichen Betriebszustände. Bei Eintreten eines Ausfalls lassen sich Anlagenfehler leicht erkennen und gezielte Reparaturen ohne eine lange Fehlersuche durchführen. Das Auslesen der Daten erfolgt durch das Fachhandwerk entweder vor Ort oder aus der Ferne über die Remote-Anbindung. Neben der schnellen Fehlererkennung bei einem Pumpenausfall bietet die dauerhafte Aufzeichnung während der Betriebszeit wichtige Hinweise zum System und ermöglicht dem Fachhandwerk, zukünftige Systemausfälle zu vermeiden. Die spätere Auswertung der Daten durch den Hersteller nach dem Ende des Lebenszyklus liefert des Weiteren wichtige Hinweise für die Produktweiterentwicklung.

Im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projektes wurden die Potentiale der Ressourceneinsparung und Effizienzerhöhung untersucht und zusätzlich auch die Möglichkeiten zur Verbesserung der Kreislaufführung von Pumpenbauteilen und zur damit einhergehenden Erhöhung der Materialeffizienz ausgewertet.

Das Bild zeigt eine Grafik.
Quelle: TH Köln
Materialzusammensetzung der Umwälzpumpe Wilo-„Stratos Maxo“.

Klimaschutz durch Kreislaufführung

Im Rahmen der Jahrestagung des bvse-Bundesverband Sekundärrohstoffe und Entsorgung e.V. erklärte Dr.-Ing. Alexander Janz vom Bundesministerium für Umwelt (BMU) im vergangenen Jahr: „Auf jeden Fall kann man sagen, dass das Recycling erheblich zur CO2-Einsparung beiträgt.” Der zusätzliche Blick auf die CO2-Belastung aus der Rohstoffgewinnung und -verarbeitung macht deutlich: Heute verbaute Pumpen sind das Materialdepot von morgen. Ohne eine optimierte Kreislaufführung dieser wertvollen Rohstoffe entsteht in der Welt demnächst ein Versorgungsproblem.

Der mehrstufige Projektplan hat von Anfang an eine umfangreiche Datenerhebung und Analyse aller Parameter vorgesehen. Dazu wurden die aktuellen Prozesse des Herstellers im Detail analysiert und als Grundlage für einen Versuchsbetrieb ausgewertet. Im praktischen Versuchsbetrieb wurden Bestandteile rückgeführter Pumpen auf ihren Zustand untersucht. Dabei wurden die Fragen danach beantwortet, ob eine softwareseitige Reparatur in Form eines Updates die Behebung von Problemen ermöglichen kann und in welcher Form reparierte Pumpen oder Bauteile den Weg zurück an den Markt finden können.

Galerie

  • Wertvolle Altpumpen: Es ist möglich, alle Unternehmen der gesamten Wertschöpfungskette zu vernetzen. Dadurch wird eine Rückholung von Umwälzpumpen aus dem Markt und somit eine Kreislaufschließung realisierbar.
  • Die Umwälzpumpe Wilo-„Stratos Maxo“ zerlegt in 67 Einzelteile.
  • Materialzusammensetzung der Umwälzpumpe Wilo-„Stratos Maxo“.
  • „Wir müssen viel aufmerksamer werden – und einfach mehr recyceln! Es ist fünf vor zwölf! Gerade, was Seltene Erden angeht, müssen wir den Ressourcenabbau verlangsamen und mehr und mehr zu einer sogenannten Kreislaufwirtschaft kommen“, betont Thomas Fetting, Group Director Analysis, Repair & Recycling bei der Wilo SE.
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