Hoe werken tentkachels
Posted on: 12 januari 2023
Foto: Frontier Plus tentkachel
Om de juiste tentkachel te kiezen voor jouw situatie, is het nuttig te begrijpen hoe tentkachels werken. Inzicht in de werking van het vuur en in de onderdelen van de kachel zijn belangrijk voor een veilig gebruik, en helpen de uitdagingen tijdens het kamperen zelf het hoofd te bieden.
De formule voor vuur
De formule om vuur te maken is eenvoudig: breng brandstof, zuurstof en voldoende warmte samen en er ontstaat een chemisch proces, ‘verbranding’. Die verbranding zorgt voor energie in de vorm van licht en warmte (vuur) en afval (rook, as en verkoolde stukjes hout). Kachels regelen het verbrandingsproces, houden de brandstof en het afval tegen en stralen de warmte van het vuur uit. De hitte van de kachel wordt dan binnengehouden door de tent, voor het comfort van de mensen in de tent. Een goed inzicht in hoe al deze factoren met elkaar samenwerken is belangrijk tijdens bij de aankoop en zeker tijdens het gebruik.
Brandstof
Ongeveer alles rondom ons kan vuur vatten, maar voor goed hout zijn al veel oorlogen gevoerd. Brandstof van hoge kwaliteit brandt beter en vollediger dan brandstof van lage kwaliteit, met meer energie en minder afval. Bij nat of groen hout blijft er niet genoeg energie over om het vocht erin te verdampen, met extra veel afval, zoals rook en teer, als gevolg. Droog hout brandt veel properder en gemakkelijker als het maar voldoende zuurstof krijgt. Zacht hout brandt meestal hard en snel, terwijl hard hout veel dichter is en dus trager en rustiger brandt.
Zuurstof
In een tentkachel heeft de luchtstroom twee belangrijke functies: het mogelijk maken van de verbranding en het afvoeren van de rookgassen. Lucht komt de kachel binnen langs het deurtje of de luchttoevoer en voedt zo de verbranding. Daarna stijgt de lucht en neemt de vervuilde lucht (rook) mee door de rookafvoer naar buiten. De warme lucht die door de rookafvoer gaat creëert een soort vacuüm die verse lucht naar binnen trekt. Deze luchtstroom kennen we ook als ‘tocht’. Check onze helppagina bij problemen met tocht.
Energie
De energie van vuur uit zich in licht en warmte. Sommige tentkachels hebben een raam uit gehard glas om het licht door te laten, en uiteraard zullen alle tentkachels warmte uitstralen. Tentkachels capteren de warmte, houden ze vast en geven stralingswarmte af. Dat doen ze om twee redenen: de verbranding gaande houden en het verwarmen van de ruimte. De warmte die terug in de kachel straalt, verhoogt de verbranding van het hout, zodat er meer energie vrijkomt en minder afval overblijft. Een efficiëntere verbranding dus. Hoe meer warmte de tent instraalt, hoe minder van de warmte er verloren gaat in de omgeving, een efficiëntere verwarming dus.
Afval
Vuur produceert een aantal bijproducten. Sommige nog bruikbaar, andere ronduit gevaarlijk. Rook is een combinatie van deeltjes in de lucht en vluchtige gassen, met daarin onder andere koolstofmonoxide (CO), dat kleurloos, geurloos en dodelijk is. As, roet en teer zijn reeds aanwezig in het hout, en deze chemische stoffen blijven achter na de verbranding. Koolstof zit oorspronkelijk in houtskool, hout waar het meeste vocht en niet koolstofhoudend materiaal uit verdwenen is. Afval is op zich onvermijdelijk, maar een beperkte hoeveelheid afval duidt op een efficiënte kachel en brandstof van goede kwaliteit. Onverbrande stukken hout of houtskool in de tentkachel zijn een gemiste kans om energie te produceren.
Functies van een tentkachel
Tentkachels bevorderen de verbranding, het omzetten van brandstof (hout) in bruikbare warmte-energie, en stralen deze warmte uit. Vergelijken we dit even met een open vuur. Bij een gewoon kampvuur gaan warmte en rook direct op in de vrije natuur en blijft er heel wat onverbrand materiaal over. Een tentkachel concentreert de lucht, brandstof, hitte en afval voor een optimale verbranding, voor een hogere warmteproductie die niet onmiddellijk verloren gaat in de atmosfeer. Hoe completer de brandstof opbrandt, hoe meer energie geproduceerd wordt. Dit heet verbrandingsefficiëntie. Een tentkachel heeft een 10 tot 20 keer hogere verbrandingsefficiëntie dan een kampvuur.
Waar de warmte van een kampvuur onmiddellijk opstijgt en zich verdunt in de open lucht, zijn de materialen van de tentkachel en de rookafvoer zo gemaakt dat ze de warmte van het vuur en de rook goed bijhouden. De hitte wordt tijdelijk opgeslagen in de tentkachel en straalt deze dan pas uit. De hitte die terug in de kachel en rookafvoer gestraald wordt, verhoogt de temperatuur van de brandstof, van het vuur, de lucht en het afval, waardoor alles veel beter opbrandt.
De warmtestraling van de tentkachel naar de tent heet warmteoverdracht. De tent vangt de warmte van de kachel op, en de schadelijke rookgassen en roetdeeltjes worden naar buiten geleid via de rookafvoer. Hoe meer warmte wordt opgeslagen en uitgestraald door de kachel, hoe meer bruikbare energie wordt opgevangen. Dit proces kennen we onder de naam warmte-efficiëntie of warmteoverdracht-efficiëntie.
Het is belangrijk het verschil tussen verbrandingsefficiëntie en warmte-efficiëntie goed te begrijpen wanneer je een tentkachel kiest, installeert en gebruikt. Houtkachels hebben dan wel een hogere verbrandingsefficiëntie dan een open vuur, niet elke houtkachel heeft een even goede warmteoverdracht-efficiëntie. Het ontwerp en de constructie van de tentkachel hebben hier een grote invloed op.
Onderdelen en eigenschappen van een kachel
De basisonderdelen van alle tentkachels zijn grotendeels gelijk, maar sommige kachels hebben extra functies die de performantie en/of het gebruiksgemak ten goede komen. Beheers de kunst van de tentverwarming en krijg inzicht in de verschillende onderdelen van de tentkachel, en hoe deze de werking, de efficiëntie en het gebruiksgemak beïnvloeden. In onderstaande lijst leer je alles over de onderdelen van de kachel, en op welke verschillen en kwaliteitskenmerken je moet letten bij de aankoop.
Standaard onderdelen
De vuurbox
De ruimte waarin de verbranding van hout plaatsvindt om warmte op te wekken. De vuurbox vormt de ‘body’ van de kachel en kan sterk variëren in grootte, vorm en materiaal.
Grootte: in grote vuurboxen past meer hout en zal het vuur langer branden. Kleinere vuurboxen zijn gemakkelijker te transporteren maar moeten vaker gevuld worden. Een groter vuur produceert meer warmte, maar een grotere vuurbox garandeert niet altijd een betere verbrandingsefficiëntie of een hogere warmteoverdracht dan een kleinere vuurbox van een betere kwaliteit.
Vorm: Cilindervormige kachels hebben traditioneel de vorm van een buis. Deze zijn gemakkelijk schoon te maken en verwarmen gelijkmatig. De meeste cilindervormige kachels zijn niet helemaal cilindervormig maar hebben bovenaan een vlak oppervlak om op te koken. Ze zijn dus eerder U-vormig.
Kachels in de vorm van een doos, met enkel vlakke oppervlaktes, zijn het ideale design voor hoge kwaliteitskachels, uitgerust met gehard glas en/of bekleed met vuurvaste stenen.
Er bestaan ook inklapbare vuurboxen, doosvormig en ‘opvouwbaar’. Hiermee win je wel enkele centimeters ruimte, maar deze zijn meestal omslachtig en minder efficiënt dan een gewone tentkachel. Eigenlijk is het verschil in ruimte zeer beperkt, want in een gewone vuurbox kan je meestal de rookafvoer opbergen.
Materiaal: Het materiaal van de vuurbox heeft een grote invloed op de efficiëntie, de levensduur, het gewicht en de kost. Tentkachels zijn meestal gemaakt van een temperatuur- en corrosiebestendig metaal of legering, zoals gietijzer, roestvrij staal, aluminium, nikkel en/of titanium. Elk materiaal heeft zo zijn voor- en nadelen en is geschikt voor een ander type gebruik.
- Aluminium tentkachels zijn goedkoop en licht, maar daar stoppen ook de voordelen. Ze hebben geen lange levensduur en zijn gevoelig voor krassen en deuken. Aluminium heeft een hoge thermische geleidbaarheid. Dit betekent dat het snel en ongelijk opwarmt en de warmte niet goed vasthoudt.
- Titanium tentkachels gaan zeer lang mee, zijn licht en ideaal voor in de rugzak. Hoewel titanium eerder duur is, is de extra kost zeker verantwoord als elke gram in de rugzak telt. Het sterke materiaal en de meerprijs zorgen voor een kachel met zeer dunne wanden. Ideaal voor de draagbaarheid, maar iets minder ideaal naar warmteverdeling en warmtebehoud.
- Roestvrij staal is het ideale materiaal voor tentkachels, met een perfect evenwicht tussen kost, levensduur en gewicht. Vuurboxen gemaakt van roestvrij staal hebben meestal iets dikkere wanden dan vuurboxen in aluminium of titanium, maar ze geven meer warmte af en houden deze beter vast. Stalen houtkachels zijn zeker zwaarder dan de typische tentkachel voor in de rugzak. Toch zijn ze meestal niet zwaarder dan een koelbox, en zijn ze ideaal voor zo een 80% van de kampeersituaties.
- Gietijzeren tentkachels houden de warmte het beste vast, maar zijn dan weer heel zwaar. Gietijzer heeft een lage thermische geleidbaarheid, het zal even duren voor de kachel warm is, maar eens op temperatuur wordt de warmte lang vastgehouden en geleidelijk weer afgegeven. Hoewel gietijzer over het algemeen niet duur is, kan gietijzer van slechte kwaliteit barsten. Kies dus een leverancier met een goede reputatie. Na contact met water kan gietijzer roesten. De kachel na het afkoelen insmeren met een dun laagje olie, gewoon uit de keukenkast, houdt de kachel in topconditie voor de komende generaties.
Deur
De deur, of de afsluitbare toegang tot de vuurbox, waarlangs je hout toevoegt en afval verwijdert. Kwaliteitsvolle kachels met kleine deurtjes en luchtdichte afsluitingen hebben regelbare luchtopeningen en een bediening om de zuurstoftoevoer te regelen. Ultralichte of goedkope kachels hebben soms een deur die niet goed afsluit, net om lucht binnen te laten. Elke tentkachel zou een veilige deur moeten hebben, hoewel bij sommige zeer minimalistische designs de deur volledig wordt weggelaten.
De rookafvoer
Een schoorsteen om rook, as en onverbrand materiaal vanuit de vuurbox naar buiten te ventileren. Bijna alle rookkanalen bestaan uit verschillende in elkaar passende buizen. Tentkachels mogen nooit binnen in een tent gebruikt worden zonder rookkanaal.
Voet
Poten of frame om de vuurbox boven de grond te positioneren. Een voet dient stevig en betrouwbaar te zijn, om te vermijden dat de kachel omvergelopen wordt tijdens het gebruik. Niet elke voet is hoog genoeg om de vloer van de tent te beschermen tegen de hitte. Om het smelten van het tentzeil te voorkomen moet een kachel altijd op een hittebestendig zeil of op tegels of platte stenen geplaatst worden.
Vonkenvanger
Toestel dat de uitstoot van brandend stukken uit de rookafvoer tegengaat. Vonkenvangers zitten typisch in de bovenste sectie van de rookafvoer. Ze bestaan uit gaas of kleine gaatjes, groot genoeg zijn om de rook door te laten en klein genoeg om brandende stukjes hout, as of kooltjes tegen te houden. Vonkenvangers houden niet alle brandende deeltjes tegen in de rookafvoer. Dit onderdeel moet regelmatig nagekeken en gereinigd worden.
Onderdelen voor een beter rendement
Regelmatig worden onderdelen toegevoegd aan een tentkachel om het rendement te verhogen. Deze zijn niet noodzakelijk voor het functioneren zelf, maar kunnen een aanzienlijk verschil maken voor de verbrandingsefficiëntie en warmte-output. Uiteraard hebben ze ook een invloed op de productiekost en verkoopprijs. Echter, besparingen bij de aankoop van een tentkachel zullen je vaak extra tijd en energie kosten tijdens het kamperen zelf. Je moet immers meer hout gaan zoeken en vaker de kachel bijvullen.
Vuurstenen
Keramisch materiaal met een lage thermische geleiding, gebruikt als isolatielaag in houtkachels. Ze houden de warmte vast en verhogen de efficiëntie.
Vuurrooster
Metalen staven of een metalen rooster dat het hout weghoudt van de bodem van de vuurbox. Hierdoor ontstaat een extra luchtstroom onder het hout voor een betere verbranding, en valt de as naar de bodem waardoor deze gemakkelijker kan weggehaald worden.
Luchttoevoer
Invoer waarlangs verse lucht de vuurbox binnenkomt, een belangrijk onderdeel voor het verbrandingsproces.
Luchttoevoer regelaar
Systeem waarmee de luchttoevoer en de hoeveelheid verse lucht geregeld wordt. De hoeveelheid beschikbare zuurstof beïnvloedt de snelheid waarmee het hout brandt. Met beperkte zuurstof zal het vuur rustig branden, maar bij te weinig zuurstof zal het vuur uitdoven.
Rookkanaal regelklep
Een draaibare plaat in de rookafvoerpijp die de luchtstroom naar buiten beperkt. De regelklep wordt meestal bediend door een kleine hendel op de buitenkant van de rookafvoer, waarmee deze wordt open- of dichtgedraaid. Hiermee wordt in de eerste secties van de rookafvoer een knooppunt gecreëerd om het ontsnappen van de lucht naar buiten te regelen.
Deze regelklep is handig om de warmte binnen te houden wanneer de kachel niet in werking is, en voorkomt ook dat as gaat rondvliegen tijdens het reinigen van de kachel.
Een regelklep helpt het vuur rustig te laten branden, vermindert tocht en duwt de rook terug in de vuurbox om verder te verbranden. Toch zijn de veiligheidsrisico’s van deze regelklep vaak groter dan de efficiëntiewinst. De klep moet dan ook regelmatige geïnspecteerd en gereinigd worden. Het is namelijk een risico om rookgassen met daarin giftige stoffen zoals CO terug in de vuurbox te pushen, het risico bestaat dat deze stoffen in de tent terechtkomen. Het is veiliger om de verbranding te regelen door de zuurstoftoevoer te beperken. Regelkleppen zijn echter goedkoper in productie dan luchtdichte deuren en kwaliteitsvolle luchttoevoerregelaars.
Afschermplaat
Een metalen plaat die geïnstalleerd wordt bovenin de vuurbox, tussen het vuur en de rookafvoer. Een afschermplaat heeft twee functies: warmte terug in het vuur stralen om zo de verbranding te verbeteren, en voorkomen dat rook en hitte te snel door de rookafvoer verdwijnen. Door de hete lucht en rook tegen te houden op hun weg naar buiten zullen onverbrande deeltjes beter verbranden omdat ze langer aan de hitte van de vuurbox en de afschermplaat zelf worden blootgesteld.
Bij kachels zonder afschermplaat, vooral cilindervormige kachels, kan je last krijgen van het ‘raket’ effect, waarbij hitte en rook met grote snelheid door de rookafvoer vliegen en daar vlammen spuwen. Hierbij ontstaat een geconcentreerde verticale uitstoot van extreme hitte. Dit is handig om metaal te smelten of water te koken, maar is helemaal niet aan te raden om een tent te verwarmen.
Onderdelen voor extra comfort
Bij sommige tentkachels worden ook onderdelen toegevoegd voor extra gebruiksgemak en comfort. Ze maken de tentverwarming extra aangenaam.
Luchtreinigingssysteem
Luchtopeningen, zo geplaatst dat ze lucht langs het glas van de kachel blazen. Hierdoor kunnen as, rook en roet zich daar niet vastzetten en blijft het raam helder. Het is een preventieve oplossing, maar zal het raampje niet echt proper maken wanneer het al vuil is.
Kijkglas
Een raampje van gehard glas in de deur of in de vuurbox zelf. Dit geeft licht en je kan het vuur in het oog houden.
Droogrek / verwarmingsrek
Hittebestendige opbouw voor kookgerei. Een zone waar de temperatuur lager is dan bij direct contact met de kachel.
Klaar om te kamperen in een verwarmde tent? Met deze expertise koop je de beste tentkachel voor jouw situatie. Leer alles over houtverbranding en tentkachels in onze Tentkachel Aankoopgids, de complete gids voor de aanschaf, het gebruik en onderhoud van een tentkachel.