Technische vergelijking van de voornaamste materialen in warmte-accumulerende houtkachels.
Dossier opgemaakt door : Marchand, P - Geagr. Industriële Milieuzorg Eco-Logic Unlimited CVBA Jeroom Duquesnoylaan 8 9051 Sint-Denijs Westrem In opdracht van : Dutry & Co NV Jagershoek 10 8570 Vichte
© 2008 Dutry & Co
Technische vergelijking van de voornaamste materialen in warmte-accumulerende houtkachels.
INHOUD
DEEL 1 : Definiëring van warmte-accumulerende houtkachels DEEL 2 : De voornaamste materialen 2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 2.5. Speksteen Chamotte Vuurbeton Gietijzer Andere materialen
DEEL 3 : Algemene technische eigenschappen DEEL 4 : De accumulatie van warmte 4.1. 4.2. 4.3. 4.4. Het gewicht van de kachel Het volume van de kachel De lengte van de rookgaskanalen Warmte-opslag en de snelheid van afkoeling.
DEEL 5 : De snelheid van opwarming DEEL 6 : De kwaliteit van de geleverde warmte DEEL 7 : De ecologische kwaliteit van de verbranding DEEL 8 : De levenscyclus van de materialen
_________________________________________________________________
© Dutry & Co Jagershoek 10 8570 Vichte Tel 056/77.60.90 www.dutry.com
Door : Eco-Logic Unlimited Jeroom Duquesnoylaan 8 9051 Sint-Denijs Westrem Tel 09/245.18.94
2
Technische vergelijking van de voornaamste materialen in warmte-accumulerende houtkachels.
DEEL 1 : Definiëring van warmte-accumulerende houtkachels
Het belang van warmte-accumulerende houtkachels is dat de verbranding er bijzonder schoon en efficiënt in gebeurt. Maar wat zijn nu precies warmteaccumulerende houtkachels ? Elke kachel slaat wel wat warmte op in zijn massa, maar dat maakt niet van elke houtkachel een warmte-accumulerende houtkachel. Een warmte-accumulerende houtkachel heeft zoveel massa dat een paar uur stoken volstaat voor minimaal 24 uur warmte-opslag. Kachels die dat niet kunnen hebben misschien door een zekere massa wel een redelijk lang nastraaleffect, maar zijn geen echte warmteaccumulerende houtkachels. De typische richtwaarde voor het minimale gewicht van een warmte-accumulerende houtkachel is 1000 Kg. Die richtwaarde is uiteraard wel nog afhankelijk van de isolatiegraad en de grootte van de woning. Voor middelmatig grote en gemiddeld geïsoleerde ruimten is die 1000 Kg toch wel een minimum. Indien je bijvoorbeeld maar over 600 Kg beschikt, zal er 's winters meerdere malen per dag moeten gestookt worden, wat niet overeenstemt met het gebruikscomfort van een echte warmte-accumulerende houtkachel. Theoretisch hangt deze richtwaarde ook nog af van het rendement van het toestel, de mate waarin de warmte ook echt wordt opgeslagen in de kachel en niet door de schoorsteen verdwijnt. Dat hangt van vele factoren af. In de praktijk worden echte warmte-accumulerende houtkachels evenwel steeds zo gebouwd dat ze alleen de warmte die nodig is voor de schoorsteentrek in de rookgassen achterlaten. De rest wordt opgeslagen (zie 4.1.). Een extra voorwaarde die meestal aan warmte-accumulerende houtkachels wordt gesteld, is dat er geen aparte kanalen aanwezig zijn voor de opwarming van kamerlucht. Dat is bijvoorbeeld het geval in de basiskriteria voor het VIBE-label, het eco-label van het Vlaams Instituut voor Bio-Ecologisch Bouwen en Wonen. Een bijkomend voordeel van warmte-accumulerende houtkachels is immers dat ze een zeer behaaglijk en gezond stralingswarmte-klimaat produceren. De aparte opwarming van kamerlucht doet dit teniet. Zogenaamde warmelucht-tegelkachels of convecterende spekteenkachels zijn dus geen echte warmte-accumulerende houtkachels, al slaan ze wel wat warmte op. Het zijn metalen branders met een steenlaag er omheen, die evenmin de schone en efficiënte verbranding hebben van echte warmte-accumulerende houtkachels.
_________________________________________________________________
© Dutry & Co Jagershoek 10 8570 Vichte Tel 056/77.60.90 www.dutry.com
Door : Eco-Logic Unlimited Jeroom Duquesnoylaan 8 9051 Sint-Denijs Westrem Tel 09/245.18.94
3
Technische vergelijking van de voornaamste materialen in warmte-accumulerende houtkachels.
DEEL 2 : De voornaamste materialen
2.1. Speksteen Speksteen is een natuursteen. Ze kenmerkt zich vooral door een hoog gehalte aan talk. De speksteen die gebruikt wordt in warmte-accumulerende houtkachels kenmerkt zich door een hoog natuurlijk gehalte aan magnesiet, die ondermeer zorgt voor een hoge hittebestendigheid (zie Deel 8). Deze unieke soort speksteen wordt enkel in Finland gewonnen. Andere speksteensoorten uit ondermeer Brazilië, Marokko en India worden wel eens gebruikt als bekleding van metalen houtkachels, waar ze voor decoratie en een zeker nastraal-effect zorgen. Voor gebruik in warmte-accumulerende houtkachels zijn ze evenwel totaal niet geschikt. Het te lage magnesietgehalte zorgt ervoor dat ze de extreem hoge verbrandingstemperaturen van warmte-accumulerende houtkachels op de lange duur niet aankunnen. Ze kunnen dikwijls maar 350 500 °C verdragen, terwijl in een warmte-accumulerende houtkachel de temperaturen tot boven de 1000 °C uitstijgen. Wanneer we verder in dit dossier het over speksteen hebben, bedoelen we dan ook uitsluitend de speksteen met een hoog magnesietgehalte, dat wil zeggen : de Finse speksteen. Uit deze speksteen worden de zogenaamde massieve speksteenkachels vervaardigd. 2.2. Chamotte (vuurvaste kleisteen) Chamotte is een vuurvaste kleisteen die gebakken wordt uit een mengsel van klei en vooraf gebrande kleikorrels (chamotte). Voor een goede kwaliteit chamotte moeten zoveel mogelijk onzuiverheden uit de klei verwijderd worden, waaronder alle ijzersporen. Dat laatste gebeurt met elektromagneten. Uit chamotte worden de zogenaamde tegelkachels vervaardigd. Deze naam komt voort uit het gebruik om de buitenzijde met geglazuurde tegels af te werken. Soms worden tegelkachels ook met leem of een andere mortel afgewerkt. In laboratoria werden speciale chamotte soorten ontwikkeld door toevoeging van diverse chemicaliën. Deze hebben dikwijls betere eigenschappen dan klassieke chamotte. Ze werden evenwel omwille van de hoge kostprijs nooit echt in kachels toegepast, zodat we ze in dit dossier dan ook niet verder bespreken. 2.3. Vuurvast beton Vuurvast beton is beton dat meestal door toevoeging van chamotte vuurbestendig wordt gemaakt. In tegenstelling tot chamotte stenen die in een vorm geperst worden, kan vuurvast beton in een vorm gegoten worden. Naast de chamotte bevat vuurvast beton ook nog vuurvaste cement, zand en diverse toevoegsels.
_________________________________________________________________
© Dutry & Co Jagershoek 10 8570 Vichte Tel 056/77.60.90 www.dutry.com
Door : Eco-Logic Unlimited Jeroom Duquesnoylaan 8 9051 Sint-Denijs Westrem Tel 09/245.18.94
4
Technische vergelijking van de voornaamste materialen in warmte-accumulerende houtkachels.
Kachels uit vuurvaste beton worden algemeen betonkachels genoemd, onafhankelijk van de hoeveelheid toegevoegde chamotte. Dikwijls wordt vuurvast beton ook in tegelkachels gebruikt en ook voor het binnenwerk van sommige metalen kachels. 2.4. Gietijzer Gietijzer wordt eigenlijk nergens gebruikt als basismateriaal voor echte warmteaccumulerende houtkachels, wel voor deuren, spoilers, roosters, e.d. Toch nemen we het op in dit overzicht, omdat er heel wat te leren valt uit de specifieke eigenschappen van gietijzer, wat dan weer voor het vergelijken van de andere materialen interessant is. 2.5. Andere materialen Vroeger werden ook andere steensoorten, leem, e.d. gebruikt voor het maken van warmte-accumulerende houtkachels. Ze zijn evenwel minder hittebestendig en niet zo sterk warmte-accumulerend. Er worden vandaag nog nauwelijks kachels mee gemaakt en er zijn ook erg weinig gegevens van voorhanden. Vandaar dat we ze niet in dit overzicht opgenomen hebben.
_________________________________________________________________
© Dutry & Co Jagershoek 10 8570 Vichte Tel 056/77.60.90 www.dutry.com
