Duurzaam zomercomfort bij Zuyderland met een PCM luchtbehandelingskast van Orange Climate

Hoe houd je een woonzorgcentrum comfortabel tijdens warme zomers, terwijl je het energiegebruik voor koeling beperkt? Bij woonzorgcentrum Hoogstaete van Zuyderland in Sittard komen twee technieken samen: PCM en indirecte adiabatische koeling. Orange Climate leverde de luchtbehandelingskast waarin deze combinatie wordt toegepast. Daarmee helpen we beschikbare koelte te benutten op het moment dat het gebouw die nodig heeft.

Warme zomerdagen stellen zorggebouwen voor een bijzondere uitdaging. Bewoners brengen veel tijd rustend door en hebben vaak behoefte aan een hogere temperatuur dan medewerkers, die fysiek actief zijn. Een comfortabel binnenklimaat vraagt daarom om een zorgvuldige balans.

Zuyderland wilde bij de renovatie van Hoogstaete het zomercomfort verbeteren én het energiegebruik en de CO₂-uitstoot beperken. Binnen het Interreg-project Duurzaam Zomercomfort werd onderzocht welke oplossing bij het bestaande gebouw past. Vanuit Orange Climate leverden we de PCM-luchtbehandelingskast en ondersteunden we de integratie van de PCM-modules en de uitwerking van de regelstrategie.

Van bodemenergie naar een combinatie van technieken

In het voortraject werd warmte-koudeopslag in de bodem onderzocht. De plaatselijke bodemopbouw en beperkingen aan de boordiepte maakten deze oplossing voor Hoogstaete echter onvoldoende geschikt.

Het projectteam onderzocht vervolgens PCM en indirecte adiabatische koeling. Afzonderlijk boden deze technieken onvoldoende zekerheid om onder alle onderzochte omstandigheden het gewenste comfort te realiseren. Samen konden ze elkaar versterken: PCM buffert warmte en koude, terwijl indirecte adiabatische koeling aanvullende koeling levert wanneer dat nodig is.

Die combinatie werd onderdeel van een bredere renovatie, met onder meer gebalanceerde ventilatie met warmteterugwinning, energiezuinige ventilatoren en aangepaste regeltechniek. Zo sluit de koeloplossing aan op de verduurzaming van het hele gebouw.

PCM werkt als een thermische batterij

PCM staat voor Phase Change Materials: materialen die bij een bepaalde temperatuur smelten en stollen. Tijdens die faseovergang kunnen ze veel warmte opnemen of afgeven, terwijl hun eigen temperatuur relatief weinig verandert.

In Hoogstaete wordt een PCM op basis van een zouthydraat met calciumchloride toegepast. De ventilatielucht stroomt langs de PCM-elementen in de luchtbehandelingskast. Wanneer die lucht warmer is dan de faseovergangstemperatuur, neemt het materiaal warmte op en begint het te smelten. De lucht koelt daardoor af voordat deze naar de verblijfsruimten wordt gevoerd.

Wanneer het PCM volledig is gesmolten, is de beschikbare buffer grotendeels benut. Het materiaal moet dan weer afkoelen en stollen om opnieuw warmte te kunnen opnemen. Dat noemen we regeneratie.

Daarvoor wordt waar mogelijk koelere buitenlucht gebruikt, bijvoorbeeld gedurende de nacht. Het principe is eenvoudig: de koelte die ’s nachts beschikbaar is, helpt de thermische batterij voor te bereiden op de volgende warme dag.

Ondersteuning wanneer ook de nachten warm blijven

Tijdens langdurige hitte is de buitenlucht ’s nachts niet altijd koel genoeg om het PCM voldoende te regenereren. Daarom is de luchtbehandelingskast in Hoogstaete ook voorzien van indirecte adiabatische koeling.

Bij deze techniek verdampt water in de afvoerluchtstroom. De verdamping onttrekt warmte aan de lucht, waardoor deze afkoelt. Via een warmtewisselaar wordt vervolgens de gescheiden toevoerlucht gekoeld. Het water wordt dus niet aan de lucht toegevoegd die het gebouw in gaat.

De regeling benut eerst de beschikbare PCM-capaciteit. Wanneer deze onvoldoende is om de gewenste inblaastemperatuur te bereiken, ondersteunt de indirecte adiabatische koeling het systeem. Ook tijdens warme nachten kan deze techniek helpen om het PCM opnieuw te laten stollen.

Zo worden warmteopslag en aanvullende koeling op elkaar afgestemd, zonder inzet van een traditionele koelmachine. Ventilatoren en pompen gebruiken wel elektriciteit; daarnaast vraagt de adiabatische koeling om water.

Afgestemd op een gebouw dat continu in gebruik is

Een woonzorgcentrum blijft ook ’s nachts bewoond. Het regenereren van de thermische batterij mag daarom niet betekenen dat de opgenomen warmte weer het gebouw in wordt geblazen.

De installatie beschikt hiervoor over bypassvoorzieningen en een afblaasklep na de PCM-sectie. Daarmee kan lucht die tijdens de regeneratie warmte opneemt naar buiten worden afgevoerd. Tegelijkertijd kan lucht langs de PCM-sectie worden geleid en waar nodig gecontroleerd worden gemengd om de gewenste inblaastemperatuur te bereiken.

Ook de PCM-keuze is afgestemd op verschillende weersomstandigheden. In Hoogstaete zijn elementen met faseovergangstemperaturen van 20 en 23 °C toegepast. De variant van 23 °C kan bij hogere nachttemperaturen regenereren en daardoor langer ondersteuning bieden tijdens warme perioden. Daar staat een hogere haalbare toevoerluchttemperatuur tegenover.

Het ontwerp houdt daarmee rekening met zowel de koelbehoefte als de omstandigheden waaronder de buffer opnieuw beschikbaar kan worden gemaakt.

Berekende energiebesparing van circa 50 procent

De scenarioanalyse laten een berekende vermindering van het energiegebruik van 48 tot 52 procent zien ten opzichte van een vergelijkbaar luchtbehandelingssysteem met een traditionele koelmachine.

Dat percentage betreft de onderzochte scenario’s voor het luchtbehandelingssysteem. Het is geen vastgestelde besparing op het totale energiegebruik van Hoogstaete. De definitieve energieresultaten uit de praktijk moeten nog worden bepaald.

De eerste praktijkervaringen geven wel een positief beeld. De binnentemperatuur tijdens warme dagen kon ongeveer 10 tot 12 graden lager liggen dan buiten.

De verdere monitoring door de TU Eindhoven kijkt naar meer dan temperatuur alleen. Ook luchtvochtigheid, luchtkwaliteit en de ervaringen van bewoners worden meegenomen. Want een gemeten temperatuur en ervaren comfort zijn niet hetzelfde.

Het gebouw en zijn gebruikers tellen mee

De ervaringen bij Hoogstaete onderstrepen dat zomercomfort een samenspel is van techniek, gebouw en gebruik. Zonwering beperkt de warmte die binnenkomt. Ramen openen kan helpen wanneer het buiten koeler is, maar juist extra warmte binnenbrengen tijdens hete uren.

Ook de verschillende behoeften van bewoners en medewerkers blijven een aandachtspunt. Het voorkomen van oververhitting betekent niet automatisch dat iedereen een duidelijk verkoelend effect ervaart. De installatie wordt daarom beoordeeld op zowel temperatuurbeheersing als comfortbeleving.

Voor ons bevestigt dit het belang van een integrale aanpak: een PCM-luchtbehandelingskast presteert het best wanneer de capaciteit, luchtstromen, regelstrategie en gebouwmaatregelen op elkaar aansluiten.

PCM in luchtbehandeling ook buiten Hoogstaete

Het principe van thermische opslag passen we ook toe in onze BASIC+-oplossing. Daarbij wordt een BASIC-luchtbehandelingskast uitgebreid met een PCM-sectie. Deze buffer kan bijdragen aan het koelen, verwarmen en stabiliseren van de toevoerlucht.

De regeling bepaalt wanneer de lucht door de PCM-sectie stroomt en wanneer de buffer via een bypass wordt overgeslagen. Regeneratie gebeurt waar mogelijk met vrije koeling. Afhankelijk van het ontwerp en de omstandigheden kan aanvullende koeling nodig zijn.

Wanneer een systeem daarvoor is ingericht, kan het laden van de buffer bovendien worden afgestemd op gunstige elektriciteitstarieven of beschikbare eigen energie. De mogelijkheden worden steeds bepaald door het gebouw, de installatie en het gekozen temperatuurtraject.

Onderzoek helpt ons verder ontwikkelen

Naast de praktijktoepassing in Hoogstaete werken we aan kennisontwikkeling rondom PCM. In de publicatie Air and Water to PCM Batteries in Buildings onderzoeken auteurs van de TU Delft en Orange Climate lucht- en watergekoppelde PCM-buffers bij The Green Village in Delft.

Het onderzoek laat zien hoe thermische buffers kunnen helpen om de beschikbaarheid van warmte en koude in de tijd te verschuiven. Daarmee ontstaan mogelijkheden om het gebruik van elektriciteit tijdens piekuren te beperken.

Een belangrijke les is dat de prestaties sterk afhangen van het gebouw en de regeling. Ook de luchtweerstand en het elektriciteitsgebruik van ventilatoren tellen mee, zeker tijdens nachtelijke regeneratie. Opgeslagen thermische energie staat daarom niet automatisch gelijk aan bespaarde elektriciteit.

Deze inzichten helpen ons om PCM-oplossingen zorgvuldig te ontwerpen en verder te verbeteren. Hoogstaete en The Green Village zijn verschillende projecten, maar leveren beide waardevolle kennis over de toepassing van thermische opslag.

Samen bouwen aan duurzaam zomercomfort

Hoogstaete is gerealiseerd in samenwerking met Zuyderland, Exeades, Sweco, Equans, Orange Climate en de TU Eindhoven. De renovatie vond plaats terwijl het gebouw bewoond bleef. Dat vroeg om een gefaseerde uitvoering en voortdurende afstemming met de zorgorganisatie.

Tijdens de excursie en workshop op 24 september 2026 werden de installatie, eerste ervaringen en ontwerpkeuzes gedeeld met andere professionals. Namens Orange Climate lichtte Koen Hamers de toepassing van PCM toe.

We zijn trots op onze bijdrage aan dit project. Het laat zien hoe we met thermische opslag en een zorgvuldig afgestemde luchtbehandeling kunnen werken aan comfortabelere gebouwen met een lagere energievraag voor koeling.

Benieuwd hoe PCM kan bijdragen aan het binnenklimaat en de verduurzaming van jouw gebouw? Neem contact op met Orange Climate. Samen onderzoeken we welke oplossing past bij jouw gebouw en zijn gebruikers.