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.

 

Wat is een pelletketel?

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 kiezen voor een buffervat?

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.

Het vermogen
Bij de keuze van een biomassaketel (of eender welke cv-ketel) moet je rekening houden met het benodigde vermogen (in kW). Een te groot vermogen betekent verspilling van geld, terwijl een te klein vermogen dat constant op volle toeren moet draaien, na verloop van tijd problemen veroorzaakt. Hoeveel vermogen je precies nodig hebt, hangt vooral af van de oppervlakte en het volume van je woning, en van de kwaliteit van de isolatie. Om dit correct te bepalen, doe je 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 van een ketel geeft aan welk percentage van de opgewekte warmte effectief wordt gebruikt om de woning te verwarmen. Hoe kleiner de warmteverliezen, hoe hoger het uiteindelijke rendement. 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.

Het rendement van een pelletketel hangt af van de sturing en de verbranding

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 dosering 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.

Onderhoud van een pelletketel

Een pelletketel vraagt, net zoals andere verwarmingsinstallaties, regelmatig onderhoud om veilig en efficiënt te blijven werken. Bovendien is het wettelijk verplicht om de ketel minstens één keer per jaar te laten onderhouden door een erkend technicus. Tijdens zo’n onderhoudsbeurt worden onder andere de brandkamer, de vuurkorf en de rookgasafvoer grondig gereinigd. Dit is belangrijk om ophoping van vuil of roet te vermijden, wat de werking van de ketel kan belemmeren en zelfs gevaarlijke situaties kan veroorzaken.

Asvorming

Bij de verbranding van houtpellets ontstaat as, dat zich na verloop van tijd kan afzetten in de ketel en op de warmtewisselaar. Dit dunne aslaagje lijkt misschien onschuldig, maar kan het rendement van de ketel merkbaar doen dalen. Daarom is het cruciaal dat deze onderdelen regelmatig worden schoongemaakt.

Bij sommige modellen moet je zelf de warmtewisselaar handmatig reinigen, wat vaak neerkomt op het leegmaken van de aslade en het borstelen van bepaalde onderdelen. Andere systemen beschikken over een automatische reinigingsfunctie die de warmtewisselaar periodiek schoonmaakt op basis van het aantal branduren of volgens een vast tijdschema.

Een goed onderhouden pelletketel gaat niet alleen langer mee, maar verbruikt ook minder pellets en levert stabielere prestaties. Het loont dus de moeite om de jaarlijkse onderhoudsbeurt strikt op te volgen en daarnaast regelmatig kleine controles uit te voeren, zoals het nakijken van de aslade en het bijvullen van de pelletsilo. 

Pelletketel aansturen

Waar vroeger een klassieke thermostaat de enige regelaar was, zijn er nu heel wat mogelijkheden om de ketel te koppelen aan slimme thermostaten of domoticasystemen. Zo kan de ketel bijvoorbeeld reageren op ingestelde tijdschema’s, aanwezigheidssensoren of weersafhankelijke regelingen. Daardoor wordt enkel warmte geleverd wanneer ze echt nodig is, wat niet alleen het comfort verhoogt maar ook het energieverbruik en de pelletkosten verlaagt.

Daarnaast bestaan er pelletketels die standaard zijn uitgerust met een internetmodule of uitbreidbare besturing. Hiermee kan je via een app de ketel op afstand bedienen, storingsmeldingen ontvangen of het verbruik monitoren. In combinatie met andere slimme toestellen in huis, zoals slimme radiatorkranen of zoneregelingen, kan de warmteafgifte nog nauwkeuriger afgestemd worden op de verschillende ruimtes. 

Andere biomassaketels

Er bestaan naast pelletketels nog andere centrale verwarmingssystemen op biomassa die ook geschikt zijn voor particuliere woningen. Tegelijkertijd kunnen deze alternatieven ook sanitair warm water leveren.

Houtvergassingsketels (houtblokkenketels)

Deze werken op klassieke houtblokken, maar gebruiken een verbrandingsprincipe waarbij het hout eerst wordt vergast. Het houtgas dat daarbij vrijkomt, wordt in een tweede verbrandingskamer op hoge temperatuur verbrand. Dit systeem haalt een veel hoger rendement dan traditionele houtkachels en zorgt voor een schonere verbranding. Het vraagt wel om voldoende opslagruimte voor houtblokken en meestal een buffervat (boiler) om de warmte te stockeren.

Houtsnipperketels (snippers, pellets, briketten en miscanthus)

Houtsnippers zijn een goedkoper brandstofalternatief ten opzichte van pellets. Ze worden meestal in bulk geleverd en in een voorraadruimte of silo opgeslagen. De ketel voert de snippers automatisch aan en kan grote vermogens leveren. Voor particulieren is dit vooral interessant bij grotere woningen of bij huizen met een hoog warmteverbruik, aangezien de investering en de benodigde opslagruimte aanzienlijk groter zijn.

Hybride systemen met biomassaketel

Je kan een biomassa-installatie ook combineren met een ander verwarmingssysteem, zoals een zonneboiler of een warmtepomp. De biomassa-installatie (pellets, hout of snippers) dient dan vooral als baseload- of piekvoorziening, terwijl de andere systemen voor extra efficiëntie of duurzaamheid zorgen.

Traditionele houtkachels met cv-koppeling

Hoewel het minder courant is, bestaan er ook hout- of pelletkachels die kunnen worden aangesloten op het centrale verwarmingssysteem via een warmtewisselaar. Zo verwarmt de kachel niet alleen de leefruimte waar hij staat, maar levert hij ook warmte aan de radiatoren of vloerverwarming in de rest van de woning.

 

Bron: Sanilec