Biomassa voor centrale verwarming: de pelletketel

Je kan de verwarming in je woning laten draaien op biomassa middels een biomassaketel. In de meeste gevallen is dat met een pelletketel. We gaan even dieper in op de werking van deze toestellen.

 

Hoe werkt een pelletketel?

Verwarmen met biomassa gebeurt met een verwarmingsketel. Een pelletketel is een centraal verwarmingssysteem dat volgens hetzelfde principe werkt als een installatie op gas of stookolie. De pellets worden van het opslagvat naar de verbrandingskamer van de installatie gebracht. Daarin wordt er warme lucht op de pellets geblazen, waardoor er ontbranding optreedt. De installatie verdeelt de gegenereerde warmte dan in het water of de lucht naar de verwarmingselementen, of naar de sanitaire voorzieningen.

In vergelijking met een stookolie- of gasketel start een pelletketel wel een stuk langzamer op. Bij een koude ketel gaat er, afhankelijk van de fabrikant, al snel 5 tot 20 minuten over vooraleer de eerste warmte naar de verwarming vertrekt. Die vertraging kan eventueel worden gecompenseerd door de regeling. Het grote voordeel is dan weer dat een pelletketel zijn vermogen kan aanpassen aan de belasting.

Met of zonder buffervat?

Een pelletketel kan met of zonder buffervat worden geïnstalleerd. Een buffervat is een vat waarin het water via de ketel wordt verwarmd en later terug kan worden afgegeven naar de cv- of sanitaire leidingen. Dankzij de capaciteit van pelletketels om het vermogen aan te passen, is een buffervat niet strikt noodzakelijk, hoewel dit door sommigen wel wordt geadviseerd omwille van minder start en stops en het kleinere waterverbruik. Een buffervat fungeert bovendien als turbo bij tijdelijke piekvragen. 

Wanneer je met een beperkt vermogen zit (bijvoorbeeld in laagenergiewoningen of passiefhuizen), is zo'n buffervat een goede optie. Door het plaatsen van een buffervat wordt het sanitair comfort gegarandeerd. In dergelijke woningen kan eveneens met de zon verwarmingsondersteunend gewerkt worden. Heb je zonnepanelen, dan is een buffervat ook geen slecht idee: hoe meer energie je uit de panelen kan halen, hoe beter uiteindelijk..

Bij het gebruik van vloerverwarming is een buffervat eveneens handig. Het buffervat zorgt altijd voor een perfect hydraulisch evenwicht in de installatie. Bij een beperkt ketelvermogen. 

HET VERMOGEN
Bij het kiezen van een biomassaketel (bij uitbreiding: elke cv-ketel) moet je ook rekening houden met het vermogen (in kW) dat die moet leveren. Een te groot vermogen is geld door het raam gooien en een te klein vermogen dat te hard moet werken, zal op termijn ook problemen geven. Hoeveel vermogen je nodig hebt is in de eerste plaats afhankelijk van de oppervlakte en het volume van je woning en hoe goed die is geïsoleerd. Verder doet het er ook toe of je de ketel enkel gebruikt voor centrale verwarming, of ook voor sanitair warm water.
Het type woning doet er ook toe. Globaal gezien voldoet voor een appartement een installatie met een vermogen van 11 - 23 kW. Bij een rij- of hoekwoning heb je een vermogen van 16 - 30 kW nodig. Bij een vrijstaande woning is vaak een vermogen boven de 30 kW aangewezen.
Deze cijfers zijn slechts een leidraad, om het benodigde vermogen van je cv-ketel te bepalen doe je uiteindelijk best een beroep op een professional. 

Rookgasafvoer of condensatie?

Rookgassen worden afgevoerd via een dakdoorvoer in de schoorsteen. Er bestaan echter ook condenserende pelletketels waarbij de restwarmte uit de rookgassen wordt gerecupereerd. De waterdamp wordt afgekoeld waardoor er condensatie optreedt. In dat condensatieproces wordt er warmte afgegeven die aan het verwarmingssysteem wordt overgedragen. Het warmteverlies wordt zo tot een minimum beperkt, waardoor het rendement van de installatie stijgt.

FIJNSTOFFILTERS
De emissie van fijnstof wordt nogal eens aangehaald als negatief punt bij pelletverbranding. Fijnstoffilters moeten die uitstoot tot een minimum beperken. Alleen kosten die wel wat en ze zijn ook niet onderhoudsvrij. Er zijn evenwel ketels die, dankzij een nieuwe, aangepaste verbrandingstechnologie, het gebruik van filters overbodig maakt. De bijzondere luchttoevoer in combinatie met het speciale ontwerp van de verbrandingskamer zorgt ervoor dat de vlam bijna volledig verdwijnt en de uitstoot van fijnstof gevoelig vermindert.

Rendement van een pelletketel

Het rendement of deellastrendement van een ketel slaat op het percentage van de geproduceerde warmte dat wordt meegenomen in de verwarming van de woning. Voor een zo hoog mogelijk rendement moeten de warmteverliezen zo gering mogelijk zijn. Die warmteverliezen kunnen optreden door warmte die via de rookgassen de schoorsteen uitvliegt, een onvolledige pelletverbranding of warmte die via de ketelmantel verloren gaat.

Condenserende biomassaketels behalen tegenwoordig een rendement van om en bij de 90 tot zelfs 96%, wat het een goede manier maakt om je woning energieneutraal te verwarmen.

Sturing

Het rendement van een pelletketel hangt af van de sturing. Die zorgt ervoor dat de opgewekte energie op het juiste moment en met een correcte dossering tot bij de verbruikers komt. Moderne sturingen zijn compatibel met zowel domotica, IP- als gsm-verbindingen. De sturing staat tegenwoordig in verbinding met verschillende sensoren: 

• de buitenvoeler (meet de buitentemperatuur);
• de binnenvoeler (meet de binnentemperatuur);
• de kringvoelers (registreren de vertrektemperatuur van het water om temperatuur te beïnvloeden door retourwater toe te voegen).

Op basis van de gegevens van die sensoren, wordt het benodigde vermogen becijferd en bepaald naar welke temperatuur het stookregime moet worden gebracht. 

Verbranding

Het tweede cruciale element voor het rendement van de installatie is de verbranding. Dit is deels afhankelijk van het verbrandingstype. De meeste pelletkachels werken met een valschachtbrander, waarbij de pellets van bovenaf in de brandkorf glijden. Bij pelletketels komt dit echter minder voor, daar de vallende pellets zorgen voor een verstoring van de vlam en een daling van het rendement. 

Voor ketels wordt daarom met een onderschuifbrander gewerkt. Hier verloopt het transport van pellets tot vlak onder de brandschaal, waar ze op komen te liggen en opbranden als een fakkel. Tijdens de verbranding worden de pellets voortgeduwd, zodat ze van de brandschaal vallen en met de hulp van een extra arm in de asbak terechtkomen op het moment dat ze tot as zijn gereduceerd.  Dit alles uiteraard met een ingebouwde brandbeveiliging. De verbranding verloopt hierbij vlotter, doordat de vlam nooit wordt verstoord.

Diverse metingen in de ketel komen daar nog bovenop:

• de rookgastemperatuursonde (meet de temperatuur van de rookgassen);
• de vlamtemperatuursonde (meet de temperatuur van de vlam);
• de lambdasonde (meet het zuurstofoverschot van de rookgassen en leidt daaruit af of het brandstof- en zuurstofpeil moet worden aangepast).

De sondes helpen onder andere de pellet- en luchttoevoer te coördineren.

Pellets aanvullen: manueel of automatisch?

De pellets kan je manueel aanvullen in de pelletketel, al zijn er tegenwoordig ook modellen op de markt waarvan de ketel automatisch wordt aangevuld vanuit de opslagtank – het evidente voordeel is dat dit je heel wat werk uitspaart, het nadeel van zo’n automatisch aanvulsysteem is dat je er flink voor mag opleggen, ook voor de installatie ervan.

Het gebruiksgemak en de grote autonomie zorgen er evenwel voor dat er toch vaak voor een geautomatiseerde pelletketel wordt gekozen, waarbij de pellets in bulk worden ingeblazen vanuit een opslagtank. Bijkomend voordeel voor woningen die van een mazoutketel overstappen op een pelletketel: vaak is er reeds genoeg plaats om een pelletsilo kwijt te kunnen. 

Opslag van pellets

Fabrikanten hebben qua opslagsystemen overigens voor elke vorm en plaats wel een aangepast systeem. Klassiek is het systeem van een omgekeerde piramide met motor. De grootte daarvan is natuurlijk afhankelijk van de warmtevraag en de plaats die je hebt, maar groter dan 2,5 x 2,5 x 2,5 m wordt hij normaal niet.

Om diezelfde ruimte nog beter te benutten zijn er silo's op de markt die beschikken over een elastisch bodemelement met trekveren. Volledig gevuld, zakt de bodemophanging tot op het niveau van de grond. Daarna trekken de veren de bodem beetje bij beetje omhoog, tot er op het einde een 4-zijdig hellend vlak overblijft en de lediging compleet is.

Transport van pellets

In een volgende stap moeten de pellets automatisch naar de ketel worden getransporteerd voor verbranding. Vandaag gebeurt dat meestal via vacuümzuigsystemen. Die hebben het voordeel dat ze afstanden tot wel 20 m en meer kunnen overbruggen, terwijl de opslag zich bij een schroefvoeding - een andere mogelijkheid - vlak naast de ketel moet bevinden. Het vacüumsysteem transporteert de pellets ook één tot meerdere malen per dag, afhankelijk van de warmtevraag. Een schroefvoeding doet dat continu.

Andere biomassa zoals houtblokken worden wel enkel manueel aangevuld.

Onderhoud van een pelletketel

Het is wettelijk verplicht om een pelletketel jaarlijks te onderhouden. Daarbij moeten de brandkamer, vuurkorf en rookgasafvoer worden gereinigd. Dat laat je over aan een professional.

Pelletverbranding zorgt ook voor asvorming, dat kan voor een dun aslaagje zorgen die zich vastzet in de ketel zelf en op de warmtewisselaar, wat het rendement op termijn kan doen dalen. Bij sommige ketels moet je die warmtewisselaar regelmatig handmatig reinigen, al bestaan er ook systemen waar die reiniging volledig automatisch gebeurt – tijdgestuurd volgens het aantal branduren.

 

Met dank aan: Sanilec