Koken of verwarmen met hout maakt je onafhankelijk en zelfvoorzienend. Het is een energiebron die je van A tot Z zelf kan beheren. Met eenvoudige middelen kan je een bewaarbare voorraad aanleggen. Het Noorse Directoraat voor Burgerbescherming en Noodplanning verplicht dat alle huizen vanaf een bepaalde grootte een alternatieve warmtebron moeten hebben, in de praktijk een houtkachel. De man & het hout, van de Noor Lars Mytting beschrijft prachtig feeling en band van gebruikers met brandhout.

In 1742 ontwierp Benjamin Franklin (van de bliksemafleider) uit veiligheidsoverwegingen een metalen kachel. Dat was een hele verbetering t.o.v. de tot dan gebruikte gewone haard. Zijn vriend Robert Grace produceerde ze. Franklin wou ze niet patenteren. Hij wou dat de technologie vrij beschikbaar was. Dit wordt wel eens aangehaald als het eerste voorbeeld van het ‘open-bronprincipe’.

Een met (spek)steen bekleedde kachel slaat meer warmte op dan een (giet)ijzeren. Door die daarna langzaam terug af te geven blijft de ruimte langer warm. Afhankelijk van de isolatie van de woning is dit een belangrijke overweging bij de aanschaf.
Ook als je geen (spek)steenkachel hebt kan je warmte in stenen opslaan. Je kan een dubbele kooi van gaas (betonnetten, Amerikaanse draad) rond en tegen (een gedeelte van) de kachel maken, en die vullen met (decoratieve) droge keien. In tuincentra vind je er ook mooie schanskorven (en stenen) voor. Warme lucht kan er tussen circuleren naar de kamer. De verwarmde stenen houden de hitte langer vast dan de ijzeren kachel.

FornuisKachelbuizen geven ook veel warmte. Het is dus niet nodig ze binnen weg te stoppen achter baksteen.
In het Chinese Zhejiang zag King de kang: een lage kachel waarvan de restwarmte van de platte horizontale schoorsteen werd benut. Het waren 2m2 grote, lage, platte zitbanken overdag waarop ’s nachts een slaapmatras werd gelegd. Wegens slijtage en lekken moesten deze constructies van klei, stro en leem om de 3 à 4 jaar opnieuw gemaakt worden. De oude werd verpulverd (bevatte veel mineralen) voor de composthoop.

Er bestaan ook prachtige fornuizen die naast de stookruimte een oven hebben, soms ook nog een boiler (heetwater reservoir). De kookplaat heeft met ringen verkleinbare openingen om passende pannen, ketels en wafelijzers op te zetten. Er kan ook nog een rookkast opgebouwd zijn. Ons moeder heeft nog taart gebakken in de ‘Leuvense stoof’ door metalen bandring, met twee handvatten, en gevuld met gebakken klei, langs 2 kanten op de kachel op te warmen. De geaccumuleerde warmte volstond om er taart op te zetten in de oven, en ze zo te laten bakken.

Eeuwen geleden waren er al woningen met verwarming: een stookplaats en luchtkanalen onder (2 kamers van) een huis. De invoerstond aan een (buiten)kant, de schoorsteen aan de andere kant. In Spanje is het system nog gekend als de ‘gloria’, in Korea als ‘ondol’ en in America als “crimean oven“. (hospitaaltent met er dwars onder een met metalen platen afgedekt rookkanaal).


Houtkachel, kolenkachel allesbrander

Kan je kolen stoken in een houtkachel? Of andersom.

Een kolenvuur wordt in regel veel heter dan een houtvuur. En kan te heet worden voor een houtkachel. Hout stoken in een kolenkachel kan dus probleemloos. Andersom niet. IJzeren roosters, de kookplaat of onderdelen kunnen krom trekken.

kachel1Een kolenkachel is van gietijzer, een houtkachel kan van staal (en/of steen) zijn.
Een kolenhaard heeft meestal maar een kleine vulopening, voor houtblokken heb je een grotere (deur) nodig.
Kolen stook je op een zware, gietijzeren rooster met bredere gleuven, hout kan op een lichter rooster, en met smallere gleuven.
Om kolen te stoken zijn de wanden best ook van gietijzer, of behangen met gietijzeren platen, of er staat een zware korf of gietijzeren kolenbunker in de kachel.

Een kolenkachel kan je makkelijk een hele nacht laten branden met weinig luchttoevoer. ’s Morgens terug wat openzetten, later wat oprakelen en bijvullen en je kan weer uren verder.
Een houtkachel kan je meestal ook wel, maar minder goed en met minder warmteproductie, aanhouden met bruinkoolbriketten. Die mogen er dus wel in, maar geen steenkool. Ganse panelen zouden definitief kunnen kromtrekken en scheuren.

Bij een allesbrander kan via een switch meestal geschakeld worden naar een ander (schud)rooster met bijhorende luchttoevoer. De term betekent niet dat je er alles in kan (of mag) stoken, je kan kiezen tussen hout of kolen.

1000 kg kolen van goede kwaliteit zou na verbranding ongeveer 30 tot 50 kg as geven.

Tussen 0,43 en 1,82% van de opgebrande houtmassa blijft over als as (dus 4,3 tot 18;2 kg op 1.000 kg hout).De samenstelling hangt af van de houtsoort, ondergrond, verdampte en door de lucht afgevoerde stoffen, verbrandingstemperatuur en chemische processen. Zowat 25 tot 45% kan calcium carbonaat zijn, minder dan 1% fosfaat en minder dan 10% potas.

Je kan ketels, potten of pannen warm houden op de kachel zonder dat ze aanbranden of blijven koken als je er een metalen onderlegger (tafelbeschermer) onder zet. Of eventueel 2 op elkaar. Bij gebrek daaraan kan je ook 2 stalen latjes nemen. En eventueel nog 2 kruislings daar over. Houd het (torentje) wel stabiel.
Je kan hier ook kleitegels voor gebruiken.

Zorg dat je een (barbecue)tang bij de hand hebt om de hete onderleggers of stroken te manipuleren!

Geïmproviseerde kacheloven

Als je een grote (koperen, rvs…) teil of ketel omgekeerd op de kachel zet is de ruimte daaronder je oven. Je kan er pizza, taart… in bakken. Wel opletten dat alles stabiel staat, de oren van de ketel niet op de kachelplaat rusten, en je dikke ovenwanten bij de hand hebt.
Of gebruik gewoon een grote ketel met een goed passende deksel.


Zeer belangrijk bij het gebruik van een (kolen- , hout, e.a.)kachel is een goede, regelmatig geveegde schoorsteen, en voldoende ventilatie. (Zie ook CO vergiftiging.)

brandhoutBrandhout moet je ongeveer een jaar laten drogen voor je het gebruikt. Snoeihout (ook van rozen, lavendel enz.) is prima aanmaakmateriaal. Knip het op maat en laat het in een kratje drogen.

Als je het vuur goed opbouwt (zie vuur maken) kan je de kachel met 1 lucifer aanmaken. Uiteraard staan de luchttoevoer en de rookafvoer dan helemaal open.
(Kranten)papier is bruikbaar om de kachel aan te maken. Maar leg niet zomaar wat vellen op elkaar. Die sluiten alle luchtcirculatie af, waardoor de vlammetjes er onder verstikken. Verfrommel de kranten eerst. En nog beter: scheur ze in stukjes, zodat de lucht er door kan.

Een enkel houtblok brandt niet, dat dooft. Je hebt 2 of meer blokken nodig die elkaar aanhouden. Zwaar en hard hout brandt langer dan licht en klein hout. Probeer niet het houtvuur een hele nacht aan te houden met weinig luchttoevoer en rookafvoer, je vergroot het risico op CO vergiftiging. Laat het liever uitbranden, en doe de kachel ’s morgens opnieuw aan.
Veiliger is het om een aanmaakpakketje met klein hout, bijvoorbeeld in krantenpapier gewikkeld, klaar te leggen. Je kan dan moeiteloos en snel ’s morgens de kachel terug aanmaken. Als er nog gloed in zit, zal het pakketje trouwens na wat poken wel vanzelf weer ontvlammen.

Dat risico bestaat ook als je de kachel te vol propt (+60%). Dan komt er te weinig lucht bij het vuur. Bij het 'smoren' (verbranden met weinig lucht)krijg je een te trage, ‘koude’ en onvolledige verbranding met veel fijnstof, risico op schoorsteenbrand en CO vergiftiging. Kachelglas, -wand en schoorsteen krijgen een flinke laag warmte tegenhoudende roet: 3 mm roet zorgt voor een warmteverlies van 10%. De binnenkant van de kachel reinigen kan tot 30% warmtewinst opleveren!

Bovendien verspil je de meeste energie: rookgassen worden niet verbrand maar door de schoorsteen geloosd.

Je kan beter flink doorstoken zodat de energie als warmte in de (liefst goed geïsoleerde) woning wordt opgeslagen.

Als er geen vuur meer in de kachel is, maar wel nog hete brandstof, kan die terug ontvlammen door de luchttoevoer te vergroten. Als dat niet lukt kan je proberen een prop krantenpapier in de asla te leggen die aan te steken. Dan hoef je de kachel niet open te maken en komt er dus ook geen rook uit. Als dat ook niet lukt kan je een brandende prop, eventueel met wat houtjes erin gewikkeld, in de kachel werpen.

Wacht niet met bijvullen totdat er enkel nog wat gloeiende kolen zijn, maar doe dat terwijl de vlam nog goed brandt. Idealiter als je haard nog voor een derde vol ligt met hout.

Als je geen hond of varken hebt om beentjes op te peuzelen kunnen die van pluimvee en konijn ook in de kachel. Assen kan je (eerst laten natregenen tegen het stoffen en dan) uitzeven en op de composthoop doen. De houtskoolbrokken kunnen terug in de kachel.

In mijn kinderjaren strooide iedereen zijn assen in de winter op straat, zodat er altijd een smal paadje begaanbaar bleef. Iedereen deed dat voor zijn eigendom, tot aan de volgende strooier (of zover er voorraad was). Het was geen verplichting, geen wet, geen gemeentelijke strooidienst, maar gewoon: solidariteit en burenzorg voor elkaar. Dergelijk spontaan sociaal gedrag zou je tegenwoordig ongetwijfeld een bekeuring opleveren.

As uit de kachel bevat alles wat bomen nodig hebben. Je kan het dus prima in het bos op de sneeuw uitstrooien.

Rocket stove

Met zeer weinig hout een intensief vuur met weinig rook maken kan in de Rocket stove. Leg 4 bakstenen in vierkantvorm met een opening in het midden, 3 à 4 lagen hoog. Neem onder een 1 steen weg zodat je een stookopening krijgt. Klaar. Het is nog beter als je dit stooktorentje isoleert.
Isolerende vuurvaste stenen kan je maken door klei met veel zaagmeel te mengen. Dat zal achteraf grotendeels verbranden, maar er blijven dan wel isolerende cellen in de (veel lichtere) stenen over.
Je kan de stoof ook maken met een metalen (blikken) buis. Zet er een ruimere buis rond en isoleer de tussenwand. De opening tussen de ketel en de buitenrand van de kachel is best klein: ca. 15mm (om weinig warmte onbenut te laten ontsnappen). Als je nog een ring (buis) rond de kookpot kan zetten, dan zal deze schouw ook nog de zijkant van de ketel verhitten. In de zomer is dit buiten goed bruikbaar.
CO is een giftig, brandbaar gas dat ontstaat door onvolledige verbranding.
CO2 (ook door ons uitgeademd) is niet brandbaar en wordt zelfs als blusmiddel gebruikt.
Hout bestaat voor 49% uit koolstof, 6% waterstof en 45% zuur- en stikstof.
Turf uit 52% koolstof, 6% waterstof en 41% zuur- en stikstof.
Bruinkool tot antraciet 66-94 % koolstof, van 5 tot 2% waterstof en van 28 tot 3% stikstof en zuurstof.
De verbrandingsproducten zijn dan koolzuur (CO2) en water.
Als er niet genoeg lucht wordt toegevoerd, blijven kooldeeltjes onverbrand over als roet.
Onverbrande stoffen, zoals minerale zouten, blijven als as achter.
Vuur verbruikt veel zuurstof: een gesloten houtkachel heeft per uur 35 à 50 kubieke meter lucht nodig, een open haard tot 250 kubieke meter. (Een kamer van 7 x 4 m, x 2,5m hoog is 70m3). Dus in ieder geval altijd voor verluchting zorgen!

Het vermogen is de hoeveelheid brandstof (energie) die nodig is om de ruimte waarin de kachel staat te verwarmen. Deze parameter wordt uitgedrukt in kW en geeft aan welke kachel geschikt is voor het volume (m³) dat je wilt verwarmen. Met een te klein vermogen wordt de ruimte onvoldoende verwarmd. Met een te groot vermogen wordt het té warm en bestaat de neiging om de kachel minder hard te laten branden waardoor onder meer een onvolledige verbranding en roetafzetting op de ruit en in de verbrandingskamer ontstaan.

Verbrandingsrendement van verwarmingstoestellen
Leuvense stoofEen haard met een rendement van 80 % benut 80 % van de energie van het hout voor de verwarming van de woning. Rendement vermindert als de haard minder hard brandt waardoor de verbranding ook minder compleet is.

Warmteverlies ontstaan door:

  • Onvolledig verbrande deeltjes die in de as achterblijven.
  • Onvolledig verbrande deeltjes die met de rookgassen door de schoorsteen verdwijnen.
  • Restwarmte van de rookgassen die door de schoorsteen stijgen.

Een open haard heeft een gemiddeld verbrandingsrendement van 10 à 15%, een klassieke houtkachel haalt 45%. Moderne inbouwhaarden op hout halen 60-65%, en een moderne houtkachel heeft, vergelijkbaar met een klassieke CV op gas, een rendement van 75%. Dus 3 houtblokken in je kachel geven evenveel warmte als 12 blokken in de haard.
Moderne kolen en gaskachels halen 80 en 85%, en een top van (80 tot) 90% is er voor hoogrendementsketels op gas en warmte accumulerende speksteen of tegelhoutkachels.
Zij verliezen gemiddeld 8,5 % rendement aan restwarmte in de schoorsteen. Het kan moeilijk lager, omdat anders de rookgassnelheid te laag wordt en rookinslag kan voorkomen. Onvolledig verbrande deeltjes laten gemiddeld 0,75 % warmte verloren gaan door in de rookgassen en ongeveer 0,75 % in de as.

Flamme Verte –  ‘Groene Vlam’
Voor met hout gestookte verwarmingstoestellen bestaat er in Frankrijk een kwaliteitslabel zoals voor hotels, met sterren. De beste toestellen kunnen nu al 7* hebben. «Flamme Verte» houdt rekening met energie-efficiëntie (groter dan of gelijk aan 70%), koolmonoxide-uitstoot op of onder 0,3%, en de uitstoot van fijn stof. Door deze energie en milieunormen  steeg sinds 2010 het rendement van 40 tot 80% (zelfs 90% voor pellets) , CO daalde van 1 naar 0,06%, fijn stof van 500 mg/Nm3 à 13% O2 naar 90 mg/Nm3 à 13 % O2.

Oude kachels gaven 40 a 50 gram uitstoot per kilo verbrand hout. Een goede nieuwe kachel minder dan 5 gram. De beste slechts 1,25 gram fijnstof, met een benutting van 92% van de energie uit het brandhout!

Anders berekend stoten oude kachels gemiddeld zo’n 800 milligram fijnstof per normaal kubieke meter (mg/Nm³) uit. De nieuwste toestellen mogen maximaal 40 mg/Nm³ uitstoten. Vooral massakachels (speksteenkachel ed) scoren hier heel goed. Aan het andere uiterste halen smoorkachels fijnstofwaarden van 3.000 tot 5.000 mg/Nm³.

Topvuur

Rookgassen verbranden vanaf 350C met veel luchttoevoer. Ze ontsnappen al bij 100-150C uit het hout, maar dan zonder te verbranden. Zonde van de energieverspilling. Dit kan je beperken door ‘omgekeerd’ te stoken (top-down vuur).

Bij de klassieke opbouw gaan de grootste blokken bovenaan te langzaam warmen. Ze roken vooraleer ze ontbranden. Die energie ben je kwijt, en je produceert veel meer fijnstof.

Een goede verbranding is een propere verbranding. Hoe fijner je hout, hoe beter de verbranding.

Zwarte glasramen zijn een gevolg van slecht stoken.

Zwarte kachelruiten kan je reinigen met een natte prop krantenpapier en wat assen.

Een topvuur zou gezonder branden. Het brandt van boven naar onder. Je stapelt blokken hout dicht op elkaar en maakt daarop een klein vuurtje. Voordeel zou zijn dat de verbrandingskamer sneller op temperatuur is, de gassen beter verbranden en het hout een langere brandduur heeft.
Vaste brandstof brandt niet (rechtstreeks), het materiaal vergast eerst door de hitte, waarna het gas verbrandt. Bij een onderliggend vuur worden veel gassen uit de bovenliggende brandstof gedreven, om onverbrand in de schoorsteen als creosoot neer te slaan. Bij een topvuur zouden die gassen in het vuur verbranden. Dat zou zorgen voor minder creosoot, betere verbranding, en dus ook meer warmte met minder brandstof. En een veiliger vuur, en minder rook en milieuvervuiling. Creosoot brandt even hevig als kool. Het kan dus beter in de stookruimte verbranden en nuttige hitte leveren, dan als energie vervuilend verloren te gaan.
Mijn stookkamer is te klein om dit toe te passen en te testen, maar de uitleg klinkt wel aannemelijk.
Ik kende iemand die zijn verwarmingsketel met zaagmeel stookte. Hij plaatste 4 hoekbuizen in de koelkast-grote verbrandingskamer, vulde alles met stevig aangedrukt zaagsel, en verwijderde dan de buizen om voldoende luchttoevoer in de brandstof te krijgen. Het zaagmeel liet ie ook van boven naar beneden uitbranden. Dat duurde ca. 24 uur.


Eco-ventilator (Ecofan): warme lucht zonder stroomverbruik

De EcoFan is een ventilator die de warmte van een kachel helpt verspreiden in de kamer. Een houtkachel geeft vooral dichtbij stralingswarmte. De koude lucht die aangezogen wordt kan een onaangename koude luchtstroming naar de kachel doen voelen. De warme lucht stijgt boven de kachel en verwarmt vooral het plafond. Een ventilator doorbreekt deze natuurlijke stroming en blaast een groot deel van de warme lucht de kamer in.
EcoFan is gebaseerd op een thermo-elektrisch element en verbruikt dus geen batterijen of netstroom.

Seebeck ontdekte in 1821 de directe omzetting van een temperatuursverschil in een elektrische spanning op het grensvlak tussen twee verschillende metalen of halfgeleiders.
De Franse horlogemaker Jean Peltier ontdekte het omgekeerde effect in 1834: de omzetting van een elektrische stroom naar een temperatuursverschil.
Het zijn eigenlijk twee hetzelfde processen die in omgekeerde richting verlopen. Zij worden het Peltier-Seebeck effect of thermo-elektrisch effect genoemd.

De perfectionering en massaproductie van hierop gebaseerde koelelementen kreeg een sterke groei als koelmiddel voor de processor van de meeste personal computers.

Ook een EcoFan gebruikt dit principe. De (aluminium) voet van de ventilator staat op de warme kachel en transporteert de warmte naar het Peltier element in het midden van de ventilator. De bovenkant van het thermo-elektrisch element staat los van de warmtebron en is voorzien van een koelvin. Het temperatuurverschil tussen bovenkant en onderkant wordt omgezet in elektrische stroom die een kleine gelijkstroom motor en de ventilatorbladen laat draaien. De ventilator zuigt lucht aan door de koelvinnen waardoor het temperatuurverschil behouden blijft.

Als de kachel een temperatuur van 65 graden bereikt begint de ventilator spontaan, en tot 300 graden steeds sneller te draaien. De luchtstroom varieert per model tussen de 3 en 5 kubieke meter lucht per minuut. Door een betere warmteverspreiding is hiermee zonder extra energie te verbruiken 14% tot 19% minder hout nodig om dezelfde warmte te krijgen.

Vulcan Sterling kachelventilator

Volledig mechanische kachelventilator die niet oververhit kan raken. Hoe warmer de kachel des te harder hij draait.Deze ventilator start meestal niet vanzelf maar heeft een duwtje nodig om de zuiger op gang te brengen. Het is een Stirling-motor aangedreven ventilator die stil en efficiënt warme lucht boven de kachel de kamer rond blaast en zo de effectiviteit van het verwarmingstoestel drastisch verhogen.

De Stirling motor krijgt energie door het snel verwarmen en koelen van hetzelfde volume lucht in de zuiger. Warme lucht zet het uit en duwt de zuiger naar boven; als dezelfde hoeveelheid lucht snel wordt afgekoeld, trekt hij samen en gaat de zuiger naar beneden trekken. Die actie het ventilatorblad draaien. (Duur, maar mooi.)


Hoe vermijd je rook in de kamer

Zorg dat de kachel met een open vlam brandt voor je ze bijvult. (lees ook <Schoorsteen>):
Dek nooit het hele vuur af met nieuwe brandstof, laat aan minstens één kant een brandende vlam met voeding vrij.
Zo kan vrijkomend CO gas geleidelijk verbranden. Anders stapelt het zich op in de kachel, en kan het –als er een vlam vrijkomt- ploffen.
Hoe beter de verbranding, hoe minder CO er is.
Dus ruim vóór het bijvullen (1 à 2 minuten) de luchttoevoer en afvoer openzetten, en ook na het vullen nog een tijdje open laten. Open de deur niet met een ruk, eerst een beetje, en dan langzaam verder (eventueel andere luchttoevoer op dat moment afsluiten zodat er geen ‘valse trek’ ontstaat).

Vochtig hout moet eerst drogen in de kachel (energieverspilling). De hierbij ontstane rookgassen kunnen ontploffen.
Andere oorzaken van onvoldoende trek: schoorsteen te kort, te lang, te klein, te veel bochten, niet (tijdig) geveegd, te koud (niet geïsoleerd).
Een ventilator of afzuigkap zuigt teveel lucht weg en veroorzaakt onderdruk. Dit kan leiden tot terugslag en rook in de kamer.

Onze Leuvense stoof stond vroeger op blauwachtige, glazen voetjes, een soort schaaltjes. Dat had vooral een praktische reden: bij het poetsen werden de ijzeren kachelpoten niet nat, en zo kwamen er ook geen roestvlekken op de vloer. Ik leg nog altijd steen of keramiek (vb. een klein, rond mozaïektegeltje voor badkamer) onder de kachelpootjes.

Bij gebrek aan benzine werden tijdens WO II veel wagens omgebouwd. Hout wordt zonder zuurstof tot 700-800 °C verhit, waardoor houtgas ontstaat. Water, teer en andere vaste bestanddelen worden er uit gefilterd. Dit rookgas wordt gemengd met lucht via een ventiel ipv carburator en in de motor verbrand. Aanpassingen aan de motor zijn hiervoor niet nodig, het vermogen neemt wel met zo'n 20% af. 100 kilogram hout levert evenveel energie als 36,5 liter benzine.

Ga bij felle kou in de hoek staan. Die is 90 graden.