Factoren die de verbrandingskwaliteit en de emissies beïnvloeden

De factoren die de verbrandingskwaliteit en daardoor de emissies beïnvloeden kunnen globaal opgedeeld worden in 5 groepen:

• Toestelontwerp
• Kwaliteit (vochtgehalte, samenstelling, afmetingen, …) van de gebruikte houtbrandstof
• Installatie van het toestel
• Gedrag van de gebruiker
• Onderhoud van toestel en rookgaskanaal

Naast deze factoren spelen ook weersomstandigheden een belangrijke rol in de impact van huishoudelijke houtverwarming op de luchtkwaliteit. Zo zullen windstil weer en temperatuursinversie ervoor zorgen dat de dispersie van de stofemissies belemmerd wordt, met negatieve invloed op de luchtkwaliteit tot gevolg.

Toestelontwerp

Het toestelontwerp bepaalt in belangrijke mate de verbrandingscondities (temperatuur, turbulentie, tijd – zie paragraaf Voorwaarden voor volledige verbranding) en daarmee ook de emissies en het energetisch rendement. Voor meer informatie over het toestelontwerp en emissiebeperkende maatregelen, wordt verwezen naar paragrafen Ontwerp van nieuwe toestellen - primaire maatregelen en Ontwerp van nieuwe toestellen - secundaire maatregelen.

Bij toestellen voor continu gebruik zijn de emissies tijdens de fase van effectieve verbranding gelijkaardig aan andere systemen. Bij continue toestellen wordt de laatste fase zonder vlam (smeulen) echter zo lang mogelijk aangehouden en dit heeft een negatieve invloed op de emissies. Continue systemen zijn bijgevolg veel complexer om de emissies onder controle te houden.

Kwaliteit van de gebruikte houtbrandstof

Ook de kwaliteit (vochtgehalte, chemische samenstelling, hardheid, afmetingen, aandeel schors, …) van de gebruikte houtbrandstof kan in belangrijke mate de verbrandingskwaliteit en daardoor ook de emissies, met inbegrip van geur, beïnvloeden. Elk type toestel is in principe ontworpen om een bepaalde kwaliteit hout te verbranden. Pelletkachels of -ketels bijvoorbeeld zijn ontworpen op houtpellets met een specifieke technische kwaliteit, bv. ENplus A1. Toestellen die met stukhout gestookt worden, zijn vaak geoptimaliseerd voor houtblokken met bepaalde afmetingen. Wanneer hout van afwijkende kwaliteit gestookt wordt, zal het proces niet optimaal verlopen, en zullen emissies toenemen.

Voor stukhoutgestookte kachels is met name het vochtgehalte van het hout een belangrijke parameter. Het optimale vochtgehalte voor stukhout ligt tussen 10% en 20%. Bij te nat hout duurt de droogfase te lang, waardoor de verbranding moeilijk op gang komt en de temperatuur te laag blijft, wat resulteert in een lagere energieopbrengst en hogere emissies. Bovendien neemt de waterdamp een zeer groot volume in de verbrandingsruimte in. Het verdringt hierbij verbrandingslucht waardoor te weinig zuurstof beschikbaar is voor een goede verbranding. Te droog hout is echter ook niet goed, omdat de plotselinge grote hoeveelheid vrijkomende gassen kan leiden tot zuurstofgebrek en roetvorming. Er is dus sprake van een optimaal vochtgehalte. Pellets die het ENplus certificaat dragen, hebben een maximale vochtigheidsgraad van 10%.

Ook de chemische samenstelling van het hout is van belang. Zoals eerder aangegeven leidt de aanwezigheid van anorganische componenten in het hout tot emissies van fijn stof. Dit soort emissies is vooral bij goede verbrandingscondities (bv. in pelletkachels of -ketels) bepalend voor de totale stofuitstoot. Uit onderzoek op pellets van 42 verschillende leveranciers, die allen voldeden aan de ENplus A1 standaard, bleek dat het type pellets de emissies van fijn stof met een factor 5 kan beïnvloeden. Ook bij houtblokken kan de hoeveelheid anorganische componenten variëren. Zo kan de stofuitstoot bij verbranding van hout met veel bast (bv. takhout) hoger uitvallen dan bij verbranding van hout zonder schors. Bij minder goede verbrandingscondities is de invloed van de chemische samenstelling op de emissies doorgaans minder doorslaggevend, omdat emissies door onvolledige verbranding hier relatief belangrijker zijn. Hout met hars (bv. dennen- en sparrenhout) geeft aanleiding tot meer roetvorming, en zal hierdoor het rookgaskanaalsneller vervuilen, waardoor de kans op schoorsteenbranden toeneemt.

Ook de afmetingen en vorm (lengte en dikte) van de brandstof bepalen de verbrandingscondities. Kleine stukken hout hebben een grotere oppervlakte/volume verhouding en branden hierdoor sneller dan grotere stukken hout. Bij gebruik van te lange stukken hout is er onvoldoende ruimte tussen de wanden van de verbrandingskamer en de houtblokken, wat nadelig is. De optimale grootte van houtblokken (lengte en dikte) varieert van toestel tot toestel, afhankelijk van het toestelontwerp en bedraagt doorgaans max. 25-30 cm. Bij een gemiddelde kachel moet de dikte van een blok hout tussen 6 en 12 cm bedragen (omtrek ca 20-30 cm). Voor het aansteken van de kachels is het van belang dat het verbrandingsproces snel op gang komt, hiervoor zijn kleinere stukken hout nodig. Pellets die het ENplus certificaat dragen, hebben een doorsnede van 6 mm (+/- 1) en een lengte tussen 3,15 en 40 mm.

Installatie van het toestel

De manier waarop het toestel geïnstalleerd wordt, beïnvloedt de prestaties. Zo zal een toestel met een vermogen dat te groot is voor de ruimte waarin het geplaatst wordt, niet kunnen werken onder optimale condities, bv. doordat gebruikers de neiging zullen hebben de luchttoevoer te beperken om de warmteproductie te verminderen. Ook de uitvoering van het rookgaskanaal (oa voldoende lang, dubbelwandig) is van belang om voldoende trek te garanderen, condensatie van de gassen in het rookgaskanaal te vermijden en de rookgassen voldoende hoog te emitteren.

Gedrag van de gebruiker

Ook het gedrag van de gebruiker is van belang: de wijze van aansteken, het bijvoeden, en de regeling van de luchttoevoer zijn voorbeelden van factoren die van grote invloed kunnen zijn op de verbrandingskwaliteit en dus op de emissies. Naarmater toestellen meer automatisch in plaats van manueel gevoed en geregeld worden, wordt de invloed van de gebruiker beperkter.

Onderhoud van toestellen en rookgaskanaal

Tot slot is ook onderhoud belangrijk voor een behoud van de optimale werking van een toestel. Het gaat hier niet alleen over het onderhoud van het toestel zelf, maar ook van het rookgaskanaal.