Grote brandstofgestookte kachel – hoeveel toevoerlucht is er nodig, en andere vragen.

Hoe is het mogelijk dat een grote kachel geen uitlaatpijp heeft?

Dit wordt mogelijk gemaakt door het gebruik van zuivere brandstof van hoge kwaliteit die voor een perfecte verbranding zorgt. Meer dan 99% van de uitlaatgassen bestaat uit kooldioxide en waterdamp die deel uitmaken van de lucht die wij inademen. Er is praktisch geen roet of andere fijne deeltjes, zelfs geen koolmonoxide. Uitlaatgassen van schoon brandende brandstof van hoge kwaliteit bevat zeer lage stikstofoxideniveaus die geen gezondheidsrisico vormen. Lees voor meer informatie dit artikel.

Waterdamp is op geen enkele manier schadelijk voor de gezondheid, en het vocht in de uitlaatgassen van Airrex-infraroodkachels schaadt de structuren van de verwarmde ruimte niet.

Oliekachel en kooldioxidebelasting

Het verwarmen van gesloten ruimten, zoals hallen en magazijnen, verloopt in twee fasen: de eerste verwarming en de continue verwarming.

Tijdens de eerste verwarming blaast of straalt de brandstofkachel warmte op maximaal vermogen, waardoor de maximale hoeveelheid uitlaatgassen wordt geproduceerd. Als de ruimte eenmaal is verwarmd, is voor continue verwarming slechts een fractie van de verwarmingscapaciteit van de kachel nodig. In deze fase gebruiken Airrex-infraroodkachels gewoonlijk slechts een kleine hoeveelheid brandstof per uur.

Dankzij de twee verwarmingsfasen varieert ook de uitlaatgasbelasting in de verwarmde ruimte sterk. Daarom verschilt de ventilatie die nodig is om een passende hoeveelheid toevoerlucht te garanderen en te zorgen voor een kooldioxideniveau dat geschikt is voor mensen om te ademen.

Belasting op volledige verwarmingscapaciteit

Airrex-infraroodkachels zijn verkrijgbaar in drie capaciteitsklassen. De verwarmingscapaciteit van de kleinste Airrex AH-200 is 13 kWh, de verwarmingscapaciteit van de middelgrote Airrex AH-300 is 15 kWh, en de capaciteit van de grootste AH-800 is maximaal 22 kWh. De capaciteit wordt bereikt door het verbranden van ongeveer 1,0-2,5 liter brandstof per uur.

De verbranding van 1,5 liter brandstof of dieselolie produceert ongeveer vier kilogram, ofwel 4.000 gram, kooldioxide. Voor het verbrandingsproces is ongeveer 22 kubieke meter lucht nodig. Om 2,5 liter te verbranden is ongeveer 36 m³ lucht nodig en ontstaat ongeveer 6.600 gram kooldioxide als verbrandingsproduct.

De door de verwarming geproduceerde kooldioxide maakt het werken in de verwarmde ruimte stressvoller. Maar wanneer wordt het een gezondheidsrisico?

Kooldioxide is als zodanig niet gevaarlijk, maar grote concentraties worden als schadelijk beschouwd

Kooldioxide is een van de normale gassen in de lucht en als zodanig helemaal niet gevaarlijk. Integendeel, het menselijk lichaam heeft kooldioxide nodig om te kunnen werken. Als de hoeveelheid kooldioxide in de lucht toeneemt, hebben we het gevoel dat we “buiten adem” raken en reageert het lichaam door automatisch de ademhaling te versnellen. Een hoog kooldioxidegehalte in de lucht veroorzaakt hoofdpijn, vermoeidheid en een benauwd gevoel.

De hoeveelheid kooldioxide in de lucht wordt uitgedrukt in ppm, of delen per miljoen (parts per million). De hoeveelheid kooldioxide in de buitenlucht is ongeveer 380 ppm.

Volgens het besluit van het ministerie van Sociale Zaken en Volksgezondheid inzake bekende schadelijke concentraties (HTP)  en de procedure van het ministerie van Milieu inzake het kooldioxidegehalte in de binnenlucht, bedraagt de maximaal toegestane concentratie kooldioxide bij normale weersomstandigheden en tijdens de bezetting van de ruimte 1.200 ppm. De aanvaardbare blootstellingslimiet op werkplekken gedurende een werkdag van 8 uur is 5.000 ppm. Dit komt neer op een kooldioxideconcentratie van een half procent (0,5%) gemengd in de lucht.

Iets over de mate van stress die kooldioxide veroorzaakt op het menselijk lichaam kan worden afgeleid uit het feit dat bemanningen van onderzeeërs werken en leven in een atmosfeer die ongeveer één procent (10.000 ppm) kooldioxide bevat. Zelfs van een concentratie van 2%, of 20.000 ppm, is niet vastgesteld dat deze bij kortstondige blootstelling schadelijke gevolgen heeft voor de gezondheid.

Hoeveel verhoogt een aanvullende oliekachel de kooldioxideconcentratie in een hal?

Het soortelijk gewicht van lucht varieert naar gelang van de temperatuur en de vochtigheid van de lucht; het in deze berekeningen gebruikte gemiddelde is 1,225 kg/kubieke meter (op zeeniveau). Hiervan is de hoeveelheid kooldioxide 0,038% = 0,0004655 kg, ofwel ongeveer 0,47 gram.

De op de werkplek toegestane blootstellingslimiet van 5.000 ppm kooldioxide komt overeen met ongeveer 6,125 gram kooldioxide per kubieke meter lucht. Gezien de hoeveelheid kooldioxide die al in de lucht aanwezig is (0,47 gram/m³), bedraagt de hoeveelheid extra kooldioxide die in de lucht mag worden bijgemengd 5,655 gram.

Als we nu aannemen dat er geen enkele ventilatie is in een verwarmde ruimte met Airrex AH-300 infraroodkachel die op volle toeren draait, hoe groot moet de ruimte dan zijn om gezondheidsrisico’s door de uitlaatgassen te vermijden?

De vier kilo, of 4.000 gram, kooldioxide die per uur wordt geproduceerd, heeft een ruimte van ongeveer 710 m³nodig om te verdunnen tot onder het concentratieniveau van 5.000 ppm. De oppervlakte van een halruimte van vier (4) meter hoog moet dan ongeveer 180 vierkante meter bedragen. Als de krachtiger Airrex AH-800 een uur lang op volle capaciteit wordt gebruikt, is een halruimte van ongeveer 1.150 kubieke meter nodig om de stijging van het kooldioxidegehalte onder de aanbevolen limiet van 5.000 ppm te houden.

Voor continue verwarming is slechts een derde of aanzienlijk minder brandstof nodig dan voor verwarming op volle capaciteit. Dit betekent dat de uitstoot van kooldioxide in vergelijking slechts een derde of minder bedraagt. Vervolgens hoeft het volume van de verwarmde ruimte slechts 230-380 m³ te bedragen om het kooldioxideniveau onder de aanbevolen grenswaarde voor blootstelling op de werkplek te houden. De vloeroppervlakte van een hal van 2,70 meter hoog met een volume van 230-380 m³ bedraagt 85-140 vierkante meter.

Het belang van ventilatie

De bovenstaande voorbeelden zijn theoretisch van aard omdat er niet zoveel verwarmde ruimten zijn die volledig afgesloten zijn. Anderzijds zal een combinatie van een bijzonder lage ventilatie-instelling en het gebruik van een brandstofkachel leiden tot een voortdurende stijging van het kooldioxidegehalte in de binnenlucht, iets waarmee rekening moet worden gehouden. Als de verwarmde ruimte op een normale manier wordt geventileerd volgens de voorschriften, dat wil zeggen een volledige luchtverversing per twee uur, kan het kooldioxidegehalte in de verwarmde ruimte in geen geval stijgen tot een schadelijk niveau.

Voldoende ventilatie wordt in principe bereikt door een luchttoevoer die overeenkomt met die van de kachel. In het geval van de AH-300 infraroodkachel betekent dit dat de vereiste ventilatie in de praktijk 15-20 m³ per uur bedraagt tijdens de eerste verwarming en ongeveer 10 m³ tijdens de continue verwarming. Bij de krachtigere Airrex AH-800 is de ventilatiebehoefte tijdens de eerste verwarming ongeveer 30 m³, terwijl ongeveer 10 m³  volstaat tijdens continue verwarming, hetzelfde als bij de AH-300.

Theorie en praktijk

Het hoge rendement waarmee de brandstofgestookte Airrex infraroodkachels brandstof verbruiken en verbranden, betekent dat normale ventilatievoorzieningen volstaan om de aanbevolen werkomstandigheden te garanderen. Om tien kubieke meter lucht te laten circuleren, hoeft u een overheaddeur maar één keer te openen en te sluiten.

Zoals hierboven besproken neemt de hoeveelheid kooldioxide in de verwarmde ruimte toe. Ook mag niet worden vergeten dat kooldioxide al heel lang wordt gebruikt om branden te blussen. Een voldoende hoog kooldioxidegehalte dooft het vuur door de zuurstof te vervangen. Dit geldt ook voor de oliebrander van de kachel als de verwarmde ruimte afgesloten en/of onvoldoende geventileerd is. Als er geen afvoerleiding is van een kachel met een oliebrander naar buiten, blijft het niveau van kooldioxide in de verwarmde ruimte stijgen en daalt het zuurstofgehalte. Uiteindelijk kan de brander uitgaan door zuurstofgebrek, maar de prestaties zullen er al eerder onder lijden. Hij begint rook te produceren, waardoor er roet ontstaat dat zich ophoopt in de verbrandingskamer en de nozzles.

Ook al vormt een te hoog kooldioxidegehalte in de lucht geen direct gevaar voor de gezondheid, toch moeten symptomen als hoofdpijn en vermoeidheid worden beschouwd als een reden om na te gaan of er voldoende ventilatie is. Het effect op de verwarmingskosten is niet groot genoeg om te rechtvaardigen dat het comfort op de werkplek in het gedrang komt.