La combustione della legna da ardere è tuttora la forma più diffusa di uso delle biomasse per il riscaldamento domestico. Data la necessità di carica manuale dei ciocchi, le caldaie a legna hanno una potenza limitata a qualche decina di kW, e trovano l’impiego ottimale per il riscaldamento di case isolate comprendenti uno o pochi appartamenti.

Un impianto basato su tecnologie avanzate è costituito dai seguenti componenti:

• Caldaia a fiamma inversa
• Accumulatore inerziale del calore
• Bollitore per acqua calda sanitaria
• Centralina di controllo

Le caldaie a fiamma inversa sono così chiamate per la posizione della camera di combustione, situata al di sotto del vano nel quale viene caricata la legna.

Si tratta generalmente di caldaie provviste di una ventola per la circolazione forzata dell’aria comburente. In alcuni modelli (ad aria soffiata), la ventola è posta sul lato anteriore della caldaia e spinge l’aria all’interno facendola fluire attraverso il combustibile fino allo scarico dei fumi. In altri modelli la ventola è situata posteriormente sulla bocca di uscita dei fumi e aspira i gas combusti creando una depressione in caldaia che consente il richiamo dell’aria comburente dall’esterno. Una parte dell’aria (primaria) viene introdotta in caldaia immediatamente sopra la griglia sulla quale è appoggiata la legna. L’aria primaria consente l’avvio della combustione (fase di gassificazione), con formazione di uno strato di braci a contatto della griglia e lo sviluppo di gas combustibili derivanti dalla pirolisi del legno (soprattutto monossido di carbonio e idrogeno). I gas sprigionati vengono trascinati in basso attraverso la griglia e giungono nella camera sottostante, dove l’aggiunta dell’aria secondaria consente il completamento della combustione. Fattori essenziali per ottenere una combustione ottimale sono una giusta quantità di aria, temperatura e turbolenza elevate nella camera di combustione, e la permanenza dei gas caldi nel focolare per un tempo sufficiente al completamento delle reazioni termochimiche di combustione. L’inversione della fiamma consente di ottenere una combustione progressiva  della legna, che non prende totalmente fuoco nel vano di carico ma brucia solamente quando giunge in prossimità della griglia. Questo fa sì che la potenza erogata dalla caldaia sia più stabile nel tempo, e che la combustione possa essere meglio controllata, aumentando considerevolmente il rendimento e riducendo le emissioni inquinanti.

I modelli più avanzati  si avvalgono di  sistemi di regolazione a microprocessore, e raggiungono rendimenti termici oltre il 90%. Tra le innovazioni più significative, presenti anche in modelli di piccola potenza, vi è la regolazione dell’aria di combustione in base al fabbisogno di ossigeno, misurato nei fumi con apposita sonda (sonda lambda). La regolazione lambda consente di aggiustare e ottimizzare costantemente la quantità di aria durante l’intero ciclo di funzionamento della caldaia a legna, dall’accensione iniziale fino all’esaurimento del combustibile.