Dabei wird Energie als Wärme und Licht abgegeben. Die Produkte einer vollständigen Verbrennung sind im Idealfall nur Kohlendioxid, Asche – gebildet überwiegend aus den mineralischen Holzbestandteilen – und Wasser.
Der Verbrennungsvorgang von Brennholz lässt sich grob in drei Phasen einteilen:
1. Trocknung ( bis 100° – 150° C )
In der ersten Phase, der Erwärmung und Trocknung, verdampfen das im Kaminholz gespeicherte Wasser und sonstige leicht flüchtige Stoffe. Bei einer relative Holzfeuchte von > 20 – 25 % hört man dies, indem man nach dem Anbrennen der Holzscheite die Ofentüre einen Spalt öffnet und das kochende Wasser „zischt“.
Je mehr Wasser im Holz gebunden ist, desto mehr Energie (= Hitze ) muss für das Verdampfen aufgewendet werden. Die Holzscheite rauchen dunkler.
2. Entgasung oder auch Pyrolyse ( 150° – 550° C )
In dieser zweiten Phase, der Entgasung oder auch Pyrolyse, zersetzt sich der Brennstoff bei Temperaturen ab etwa 150° C. Flüchtige Holzbestandteile gehen bei 160 – 180°C in die gasförmige Phase über.
Ab ca. 250° C wird der Zersetzungsvorgang heftig. In dieser Phase sind die Pyrolyse- Reaktionen nicht mehr kontrollierbar und eine Ursache dafür, warum die Verbrennung von Holz nicht durch Luftdrosselung geregelt werden kann.
Diese Pyrolysephase dauert bis ca. 600° C an. Danach haben die Holzscheite rund 85 [%] an Masse in Form von Wasser, Kohlenstoffdioxyd ( CO2 ) und brennbaren gasförmigen Stoffen verloren.
Etwa 14 [%] an Holzkohle bleiben übrig, wenn die „ Kohle – Vergasungstemperatur “ von 600 – 800° C erreicht wird.
Während der Entgasungsphase werden ca. 70 [%] des Heizwertes von Holz freigesetzt. Das bei der Entgasung freigesetzte Gas besteht vor allem aus Kohlenstoffmonoxid ( CO ), Wasserstoff ( H ) und organischen Verbindungen. Die Flammen brennen heftig.
Wird in dieser Phase der Verbrennungsvorgang gestört, zB.: durch Wärmeentzug ( Schließen der Luftklappen ) so entsteht ein schadstoffreiches und geruchsintensives Gas mit Ruß und Teer.
3. Oxidation ( 600° – 1300° C )
In der dritten Phase, der eigentliche Verbrennung, reagieren die in den ersten beiden Phasen gebildeten Gase mit zusätzlichem Luftsauerstoff zu Kohlendioxid und Wasser. Ab ca. 600° C reagieren die brennbaren Gase des Kaminholzes mit dem zugeführten Sauerstoff = Oxidation.
Dabei können Verbrennungstemperaturen bis zu 1300° C erreicht werden. Bei dieser Oxidation wird das brennbare Gas aus dem Holz freigesetzt und in Wärmeenergie ( ~ 30 % ) umgewandelt
Übrig bleibt Asche (= nicht brennbare Anteile des Holzes; zB.: Salze ) mit 0,5 – 1% der Holzmasse.
Holzkohle verbrennt weniger heftig und bildet kleine Flammen.