Versuchsergebnisse aus der Praxis
Test verschiedener Frostöfen als Schutz vor Frostereignissen

Drei Ofen ausgestattet mit Briketts und Pellets in der Halle

Das Frühjahr 2020 hat einmal wieder gezeigt, dass Fröste während der Obstblüte beziehungsweise auch schon früher zu erheblichen Schäden bis hin zum kompletten Ernteausfall führen können. Dabei spielen Art des Frostes, Entwicklungsstadium der Kultur, Ernährungszustand der Bäume, Sortenrobustheit und Höhe der Feuchttemperatur die wesentlichen Rollen. Bei Frösten unterscheidet man zwischen einem Strahlungsfrost und einem Windfrost (Advektionsfrost). Spätfröste treten vor allem dann auf, wenn sich unter Hochdruckeinfluss bei Windstille eine Inversionswetterlage entwickelt. Durch den Klimawandel steigt auch die Wahrscheinlichkeit eines milden Winters und früherem Knospenaufbruch. Dadurch ist die Zeitspanne für Frostschäden deutlich verlängert.

Bodennahe Luft ist in der Regel wärmer als die darüber liegenden Schichten. Im Fall eines Strahlungsfrostes (klare Nacht ohne Wolken), kann die warme Luft ungehindert nach oben entweichen. Gleichzeitig fließt Kaltluft ins Tal. Dabei gibt es keinen Luftaustausch durch Wind, was in Tallagen oder sogenannten Frostsenken zu erheblichen Schäden führen kann. Anders verhält es sich bei Windfrösten. Von Windfrost ist die Rede, wenn es zu einem Frostereignis durch den horizontalen Transport einer kalten Luftmasse (kälter als 0 Grad Celsius) kommt. Je nach Strömungsrichtung der Luft kann es in unterschiedlichen Lagen zu Frostschäden kommen.

Da im fränkischen Raum Wasser ein knappes gut ist und sich eine Überkronenberegnung für Süßkirschen weniger eignet, gilt es, hierfür Alternativen zu finden. Deshalb wurden in einem ersten Versuch zwei neue Typen von beheizten Frostöfen getestet.

Wiesel-Ofen

Der Wiesel-Ofen, bestehend aus Edelstahl, verspricht nach Herstellerangaben eine Brenndauer bei voller Bestückung (20 Kilogramm) von sechs Stunden. Bestückt werden kann er mit Hartholz – beziehungsweise Torfbriketts. Um die gewünschten Erfolge zu erzielen, sollen hiervon 300 Stück je Hektar aufgestellt werden.

Vorteile laut Hersteller

  • hoher Wirkungsgrad
  • umweltschonend
  • wiederverwendbar
  • kostengünstig
  • kaum Rauchentwicklung
  • Brenndauer bis zu sechs Stunden ohne Nachheizen
  • Nachheizen ist möglich für eine noch längere Brenndauer
  • Verwendung von nachwachsenden Brennstoffen
  • empfohlene Heizmaterialien: Holzbriketts oder Torfbriketts
  • kann auch mit Scheitholz betrieben werden
  • Auswahl zwischen zwei unterschiedlichen Materialien des Ofens: Schwarzblech oder Edelstahl

Der Ofen hat eine Höhe von circa einem Meter und hat den Durchmesser entsprechend für eine Schichtung mit Briketts (je Schicht drei Briketts). Im oberen und unteren Drittel sind jeweils Löcher, die für einen Luftdurchzug sorgen. Dieser kann mittels eines Edelstahlstreifens verändert werden. Gefüllt werden kann der Wiesel-Ofen mit maximal 20 Kilogramm Briketts. Mit im Lieferumfang enthalten ist ein Deckel mit passender Fixierungsspange.

Erfahrungen

Der Wiesel-Ofen wird in Einzelteilen logistisch kompakt geliefert. Der Zusammenbau gestaltet sich relativ einfach und selbsterklärend. Es sind jedoch zwei Personen für den Aufbau notwendig. Wegen den scharfen Kanten sind zwingend Handschuhe zu tragen. Nach dem Aufbau stellt sich das Problem der Aufbewahrung der Öfen, wenn sie nicht in der Spätfrostphase in den Anlagen stehen. Da die Wiesel-Öfen nicht stapelbar sind und die Anzahl mit 300 Stück je Hektar sehr hoch ist, bedarf es ausreichend Lagerraum.

Aufstellen und Bestücken der Öfen

Die Öfen müssen gerade und reihenmittig stehen, um ein Umfallen beziehungsweise Schäden an den Bäumen zu vermeiden. Bei einer Hanglage muss für jeden Ofen Boden abgetragen werden. Die Briketts werden in 10 Kilogramm Plastikverpackungen geliefert. Das Plastik darf nicht mit in den Ofen gestellt werden, somit jedes Brikett einzeln geschichtet werden, was zu einen viel Zeitaufwand bedeutet, zum anderen durch die Tiefe des Ofens bei kürzeren Armen schwierig zu erledigen ist. Unter die Briketts soll nach Herstellerempfehlung Anzündholz und Zündwolle eingebracht werden, um ein schnelles Brennen zu ermöglichen. Beim Anzündholz ist darauf zu achten, dass es nicht zu lang geschnitten wird, um es ohne Probleme auf den Boden des Ofens aufzubringen. Für jeden Anzündvorgang werden zudem circa drei Anzündwollen benötigt.

Bei einer Bestückung laut Hersteller mit 20 Kilogramm (acht Schichten) Briketts muss die Schließspange weggelassen werden. Jedoch bleibt der Deckel nicht auf dem Ofen, da sich die Briketts durch die Hitze ausdehnen und über den Ofen herausragen. (Achtung!) Dies spiegelt sich auch im Brennvorgang wider. Bei einer Schichtung von nur sechs Reihen ist ein Schließen mit der Spange möglich.

Anzünden und Brennvorgang

Verwendet werden zum Zünden sollte ein Gasbrenner, der eine ausreichende Flamme erzeugt. Diese muss in die unteren Lüftungsöffnungen gehalten werden, um die Anzündwolle zu entflammen. Bei diesem Vorgang ist die Lüftungsschiene oberhalb der Öffnungen zu schieben. Die Schiene kann nach circa einer Stunde zu zwei Drittel über die Lüftungslöcher geschoben werden. Da der Ofen sich durch die Hitze ausdehnt und verformt ist dies jedoch schwer handhabbar und nur mit Werkzeug möglich (Gefahr von Verbrennungen!).

Bei der 20 Kilogramm Bestückung kann der Deckel erst nach circa zwei Stunden geschlossen werden. Das ist jedoch nur erschwert durch die der Hitze geschuldeten Verformung möglich. Zudem kann zu viel warme Luft nach oben entweichen. Ist nämlich der Deckel mit Spange verschlossen, strömt die warme Luft seitlich aus den Öffnungen hin zu den Bäumen.

Nach verschiedenen Tests ist die bestmögliche Variante eine Bestückung mit sechs Schichten Briketts und einer Nachbestückung mit den restlichen zwei Schichten nach circa 2,5 Stunden Brenndauer. Hierbei müssen jedoch Spange und Deckel geöffnet werden (nur mit Werkzeug wegen Hitze!).

Voen-Ofen

Der Voen-Ofen wird befüllt mit handelsüblichen Holzpellets. Der Hersteller verspricht bei einer Füllung zwischen 25 bis 30 Kilogramm eine Brenndauer bis zu sechs Stunden. Für eine längere Dauer kann durch einen zusätzlichen Aufsatz die Befüllmenge erhöht werden. Vorgabe sind bei diesem Typ 30 Stück je Hektar. Der Ofen besteht aus den Teilen Korpus, Vorratsbehälter mit Deckel und einer Lüftungsklappe, die je nach gewünschter Belüftung eingestellt werden kann. Bei einem Nachbefüllen des Vorratsbehälter wird eine Gasmaske empfohlen, da es zu einer erhöhten Kohlenmonooxidkonzentration kommen kann.

Erfahrungen

Der Voen-Ofen besteht im Wesentlichen aus dem Hauptkorpus, dem Vorratsbehälter mit Deckel und einer Lüftungsklappe. Im Inneren des Ofens, am Boden des Vorratsbehälters, befindet sich ein Lochblech, durch das die verbrannten Holzpellets rieseln können. Zusätzlich ist auch noch ein erweiterter Aufsatz auf den Vorratsbehälter erwerblich, um eine längere Brenndauer zu ermöglichen. Die Öfen sind nicht stapelbar und benötigen deshalb für die Lagerung ausreichend Platz.

Aufstellen und Bestücken der Öfen

Durch die „Schnabelform“ ist der Voen-Ofen relativ schwer handhabbar und muss mit zwei Personen aufgestellt werden. Dabei ist darauf zu achten, dass er gerade steht, was bei Hanglagen zu Schwierigkeiten und zusätzlichen Arbeitsaufwand führen kann. Zum Bestücken muss der Vorratsbehälter abgenommen werden und über die Breite des Lochbleches Würfel(grill)anzünder verteilt werden. Hierauf muss eine Handvoll Holzpellets gelegt werden, um ein Verschieben der Würfel beim Einfüllen zu vermeiden. Wenn der Vorratsbehälter aufgesetzt ist, können die Holzpellets eingefüllt werden. Dieses Prinzip funktioniert relativ unkompliziert und mit wenig Arbeitsaufwand.

Anzünden und Brennvorgang

Beim Anzünden muss die Lüftungsklappe ganz abgenommen werden. Der Ofen wird bestenfalls mit einem Gasbrenner über die Lüftungsöffnung entzündet, bis die Anzündwürfel ganz entflammt sind. Nach circa 30 Minuten kann die Lüftungsklappe aufgesetzt werden, jedoch sollte mindestens ein Drittel der Öffnung auch offenbleiben, um eine ausreichende Luftzufuhr zu gewährleisten.

Diese wirkt sich zum einen auf die Wärmeverteilung aus dem Ofen aus, zum anderen brennen die Pellets vollständig aus und rieseln durch das Lochblech. Ist dies nämlich nicht der Fall, kommt es am Lochblech zu Verstopfung und neue Pellets zum Brennen können nicht nachrücken. Nach Herstellerangaben brennt der Ofen bei einer Bestückung von 25 Kilogramm Pellets circa sechs Stunden, was auch zutrifft. Von einem Nachbefüllen während der Brennzeit ist jedoch abzuraten, da sonst das Feuer „ersticken“ kann und der Ofen mit der Zeit nur noch starken Rauch bildet. Es ist immer darauf zu achten, dass die Pellets vollständig ausbrennen. Sind die Pellets überwiegend aufgebraucht, muss am Ende des Brennvorgangs der Deckel des Vorratsbehälters abgenommen werden, damit das übrige Brennmaterial vollständig ausbrennt und es nicht zu starker Rauchentwicklung kommt.

Vergleich der Öfen

In verschiedenen Frostnächten im Frühjahr 2020 konnten die Öfen auf ihre Handhabung und Wirksamkeit geprüft werden. Tabelle 1 zeigt dabei die Unterschiede der Feuchttemperaturen in zwei Metern Höhe nach Anzündzeitpunkt. Sowohl in dieser als auch in den weiteren Nächten ergab sich für den Wiesel-Ofen eine deutlich bessere Wirkung als für den Voen-Ofen. So schafft er in seiner Umgebung nach vorgeschriebener Aufstelldichte eine Temperaturerhöhung zwischen 1,1 bis 1,3 Grad Celsius im Gegensatz zu den Voen-Öfen mit nur rund 0,5 Grad Celsius.

Tabelle 1: Vergleich Temperatur

Farblich dargestellte Liniendiagramm beschreibt einen Temperaturverlauf


 KontrolleWiesel-OfenVoen-Ofen
Ø Feuchttemperatur-3,09 °C-1,85 °C-2,61 °C
Temperaturdifferenz zur Kontrolle0 + 1,24 °C+0,48 °C
Tabelle 2: Kostenvergleich
 Wiesel-OfenVoen-Ofen
Bedarf (Hektar)30030
Stückpreis25 €175 €
Bestückzeit6 Minuten je Ofen = 30 Akh3 Minuten je Ofen = 1,5 Akh
Materialbedarf20 kg = 6000 kg/ha = 1620 €/Nacht20 kg = 600 kg/ha = 223,80 €/Nacht
Ø Temperaturerhöhung1,1 bis 1,3 °C0,3 bis 0,5 °C

Im Kostenvergleich hingegen zeigt, dass die Voen-Öfen umgerechnet auf einen Hektar sowohl bei der Anschaffung, als auch bei den Materialkosten deutlich günstiger sind. Auch die Rüstzeiten je Ofen sind geringer.

Fazit

Beide Öfen können mit gut verfügbaren Holzmaterialien bestückt werden. Dabei zeigt der Wiesel-Ofen eine deutlich bessere Wirkung, ist aber sowohl von der Logistik (Ofen/Heizmaterial), als auch in der Handhabung und Brennverhalten als weniger geeignet zu betrachten. Der Voen-Ofen zeigt hierbei seine Vorteile, ist jedoch von der Wirkung schlechter. Daher sollte zumindest im Freiland mit höheren Aufstelldichten gearbeitet werden. Der Voen-Ofen könnte auch für das Beheizen unter Dach/Folientunnel in Betracht kommen, da er weder offene Flammen, noch starken Rauch/Ruß entwickelt. Großer Nachteil von beheizbaren Öfen ist der hohe Arbeits- und Kostenaufwand. Zudem können keine Kulturarbeiten durchgeführt werden in der Zeit des Einsatzes, da die Öfen in den Reihen stehen. Logistisch und von der Lagerhaltung her stellen sie ebenfalls eine Schwierigkeit dar.