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Holzverbrennung, Holz Verbrennung

Physikalische Prozesse bei der Holzverbrennug

Physikalische Prozesse bei der Holzverbrennug
Holzverbrennung | Holzkohle | Verbrennung (Quelle: © pit24 -Fotolia.com)

Um Brennholz effizient zu nutzen, sollten Sie wissen was genau bei der Verbrennung passiert.
Wir erläutern Ihnen was in den drei Phasen der Holzverbrennung geschieht und zeigen auf, wann die meiste Wärme entsteht.


Trocknung


Bei der ersten Phase der Holzverbrennung wird das gebundene Wasser im lufttrockenem Holz erhitzt und verdampft.
Diese Phase wird bei einer Temperatur zwischen 100 und 150°C erreicht.
Die Restfeuchte liegt bei gut gelagertem Holz zwischen 15 und 20 Prozent.
Bei feuchten Holz wird in dieser Phase viel Energie darauf angewendet, die Wassereinlagerung zu verdampfen, was zu erhöhter Rauchproduktion und Rußbildung führt. Dies behindert die Holzverbrennung und kann zur Verschmutzung Ihres Ofens führen.
Hierbei wird noch kaum Wärme freigesetzt, da der Großteil der Energie darauf verwendet wird Wasser zu verdampfen. Diese Phase ist eher als Vorbereitung auf die Verbrennungsphase "Pyrolyse" zu sehen. Wenn bei der Trocknung zu viel Energie verbraucht wird, kann in den nächsten Phasen nicht die volle Wärmeleistung erzielt werden.

Entgasung / Pyrolyse


Die zweite Phase der Holzverbrennung erfolgt bei einer Temperatur zwischen 150°C und 550°C und wird Pyrolyse genannt.
Hier werden die absolut trockenen Holzbestandteile zersetzt. Holz besteht aus Cellulose, Lignin und Hemicellulose.
In dieser Verbrennungsphase werden diese Stoffe in Wasser, CO2 und weitere Gase zersetzt und 85% der Holzmasse gehen dabei verloren.
Bei der Pyrolyse wird 70% der Wärme freigesetzt.
Es ist wichtig den Verbrennungsvorgang an dieser Stelle nicht durch Luftdrosselung oder ähnliches zu stören, damit die Entgasung erfolgen kann.
Sonst kann es auch in dieser Brennphase zu Rußbildung und erhöhter Emission kommen.
Am Ende der Entgasung entstehen Kohlenstoffdioxid und Wasserstoff. Es verbleiben 14% der Holzmasse in Form von Holzkohle.

Oxidation


In der letzten Phase der Holzverbrennung reagieren die brennbaren Gase des Holzes mit Sauerstoff.
Die Holzkohle, die in der zweiten Phase der Verbrennung entstanden ist, besteht unter anderem aus Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff und Wasserstoff. Diese Gase werden ebenfalls oxidiert und steuern zur Wärmeleistung bei.

Diese Vorgang erfolgt bei einer Temperatur zwischen 600°C und 1300°C. Die Gase werden freigesetzt und spenden die verbleibenden 30% Wärme.
Es verbleiben am Ende circa 0,5% bis 1% der Holzmasse in Form von Asche. Asche besteht aus Sulfaten, Phosphat, Eisenoxiden und verschiedenen Kalzium-Verbindungen und taugt als Pflanzendünger. Auch der Ausbrand der Holzkohle zu Asche setzt Wärme frei und wird als heterogene Oxidation bezeichnet.

Die Reaktion der brennbaren Gase mit Sauerstoff bildet dagegen die homogene Oxidation, da Gasen mit Gasen reagieren.
In dieser Phase gibt es beinahe keine Flammen, sondern eher ein ruhiges Glühen.
Bei der Oxidation kann noch einiges an Wärme gewonnen werden, sodass Sie vermeiden sollten Holz zu früh nach zulegen und so diese Phase vorzeitig abzubrechen.

Holzverbrennung | Brennholz | Verbrennungsphasen (Quelle: © Gundolf Renze -Fotolia.com)

Tipps zur Holzverbrennung


Sie können mit einigen Handlungsschritten vor der Holzverbrennung die Phasen der Verbrennung begünstigen.
Es kann helfen vor dem Anfeuern des Ofens oder Kamin zu lüften, damit diese gut durchlüftet werden.
Man sollte außerdem vor dem Brennvorgang die Brennkammer säubern und von Asche befreien.
Auch die Aschebox sollte geleert werden.

Beim Anzünden sollten Sie auf Anzündhilfen wie Spiritus oder Papier verzichten, da diese zu starken Qualm führen und eine hohe Brandgefahr bergen. Um ihr Brennholz in Brand zu setzen, ist die Verwendung von Nadelhölzer aus Anzündholz sinnvoll.
Sie sollten Abzuganlagen, wie zum Beispiel den Abzug in der Küche vor dem Entflammen abschalten, um die Luftzirkulation nicht zu manipulieren.
Zu Beginn ist die Ofentür nur anzulehnen. Zum Ende der ersten Verbrennungsphase kann die Ofentür geschlossen werden.

Ein guter Moment um Holz nach zulegen ist es, wenn die Flammen sehr hell und ausgiebig brennen. Also in der Anfangsphase der Pyrolyse in der die Trocknung gerade abgeschlossen ist. Die gespendete Wärmeenergie aus der Phase der Pyrolyse kann direkt genutzt werden, um das neu eingelegte Holz schneller zu trocknen. Bei späterem Nachlegen könnte die Phase der Oxidation gestört werden.

Beim Heizen sollten Sie die Phasen der Holzverbrennung stets im Hinterkopf haben und diese berücksichtigen.
So können Sie den Heizwert Ihres Brennholz optimal nutzen und lange die Wärme genießen.

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Sarah Kolberg
Sarah Kolberg ist Studierende der Angewandten Medien- und Kommunikationswissenschaft an der TU Ilmenau. Sie ist als freie Mitarbeiterin bei der Thüringer Allgemeine Lokalausgabe Ilm-Kreis tätig, Ehrenamt engagiert sich Sarah in verschiedenen Ressorts des hsf studentenradio e.V. Seit Juni 2015 schreibt sie für kingnetz.de
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