Die Neuerung betrifft eine elektrische Heizung zur Erdbodenerwärmung für Freilandkulturen, insbesondere für Spargelkulturen.

Freilandkulturen, insbesondere Gemüsekulturen und hier speziell Spargelkulturen gedeihen klimabedingt nur in bestimmten Jahreszeiten. Die Ernte des in Deutschland angebauten Freilandspargels erfolgt etwa zwischen Ende April und Mitte Juni. Frühe Spargelernten lassen sich durch bestimmte Maßnahmen wie beispielsweise Abdeckung der Spargelbalken mit Wärmestrahlung absorbierenden Folien erreichen. Hierbei handelt es sich um einen externen Wärmeeintrag aus der Atmosphäre, wobei diese Folien den Wärmeeinfang durch gute die Wärmestrahlung absorbierende Eigenschaften begünstigen und die durch Abstrahlung bedingte Wärmeabgabe behindern und gleichzeitig ein Verbleiben der Wärme im Boden in begrenzten Umfang sicherstellen. Ein weiteres Vorziehen der Spargelernte in die Wintermonate ist durch die vorstehend geschilderten Maßnahmen nicht möglich, da der zur Verfügung stehende externe Wärmeeintrag für eine hinreichende Bodenerwärmung nicht ausreicht.

Spargelverzehr in den Wintermonaten und im Frühjahr in Deutschland erfordert daher regelmäßig den Import von ausländischem Spargel, wobei dessen Qualität und Geschmack in der Regel nicht an die gewohnte deutsche Qualität heranreicht.

Die Preise, die für deutschen Freilandspargel zu erzielen sind, sind zu Beginn der Erntezeit am höchsten und sie nehmen bei normalem Witterungsverlauf, d.h. bei durchgehend warmer Witterung kontinuierlich ab, wobei zum Ende der Erntezeit das Angebot mengenmäßig abnimmt und die Preise für das geringere Angebot in der Regel nur deshalb nicht wieder signifikant ansteigen, weil die Spargelqualität deutlich abnimmt.

Jede Woche, um die die Spargelernte gegenüber dem bislang möglichen Erntebeginn vorgezogen werden könnte, bedeutete die Erzielung von Preisen auf höchstem Niveau. Die Möglichkeiten, die es erlauben, die Spargelernte frühestmöglich beginnen zu lassen, sind vorstehend kurz dargestellt und weitgehend ausgeschöpft. Bodenerwärmungssysteme mittels Rohrsystemen, die dem Transport eines Wärmeträgermediums wie beispielsweise Wasser, Luft oder Abgase dienen, sind zu aufwändig und kostenintensiv, sodass deren Einsatz bislang nicht in Betracht gezogen wurde.

Es ist Aufgabe der Neuerung, eine einfache und kostengünstige Heizung zur Erdbodenerwärmung für Freilandkulturen, insbesondere für Spargelkulturen, zu schaffen, mit der der Erntebeginn weit gegenüber dem bisherigen klimabedingten Erntebeginn vorverlegt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch eine elektrische Heizung zur Erdbodenerwärmung für Freilandkulturen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorgeschlagenen elektrischen Heizung gemäß der Neuerung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Der neuerungsgemäße Grundgedanke besteht darin, in das Erdreich unterhalb des tiefsten Wurzelbereichs der Kultur Heizelemente einzubetten, die aus einem drahtförmigen elektrischen Leiter bestehen, die flexibel sind und zweidimensional eine durch die zu beheizende Kultur determinierte begrenzte Ebene abdecken. Die elektrische Heizung arbeitet dabei als Wiederstandsheizung und gibt die im elektrischen Leiter freiwerdende Wärme unmittelbar in das Erdreich ab. Der Vorteil der neuerungsgemäßen Maßnahmen zur Erdbodenerwärmung besteht insbesondere darin, dass die Freisetzung der im elektrischen Leiter generierten Wärme sehr leicht steuerbar ist und dass die Wärme in den entscheidenden Wurzelbereich der Kulturen, dort wo das Wachstum generiert wird, gezielt eingebracht wird. Die Verlegung des flexiblen drahtförmigen elektrischen Leiters ist relativ einfach und stellt keinen störenden Eingriff in die Kultur, insbesondere die Spargelkultur, dar.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform wird die zu beheizende begrenzte Ebene als langgestreckte Fläche ausgebildet, wobei die Belegung dieser derart geometrisch ausgestalteten Fläche mit der neuerungsgemäßen elektrischen Heizung sehr einfach möglich ist. Dadurch ist beispielsweise eine optimale Anpassung dieser elektrischen Heizung an Spargelkulturen möglich, die bekanntlich in Form von sog. Balken ausgestaltet sind.

Eine erste Ausführungsform der neuerungsgemäßen elektrischen Heizung zur Erdbodenerwärmung für Freilandkulturen sieht vor, dass der drahtförmige elektrische Leiter in einer einzigen meanderförmigen ersten Heizschleife die begrenzte Ebene abdeckt. Bei dieser ersten Ausführungsform sind dann lediglich zwei elektrische Anschlüsse erforderlich und die Anordnung des drahtförmigen elektrischen Leiters weist auf dem Weg zwischen diesen beiden Anschlüssen keinerlei Verzweigungen auf.

Für sehr langgestreckte zu beheizende Flächen ist es von Vorteil, wenn, wie dies eine zweite Ausführungsform vorsieht, der drahtförmige elektrische Leiter in meanderförmigen Heizschleifen die begrenzte Ebene abdeckt, wobei die Heizschleifen jeweils in mehr als einen Abschnitt aufgeteilt sind. Dabei ist es von Vorteil, wie dies eine weitere Ausgestaltung der Neuerung vorsieht, wenn die einzelnen Abschnitte der Heizschleifen jeweils parallel an eine Versorgungsleitung angeschlossen sind.

Die einzelnen Bereiche der meanderförmigen Heizschleifen sind gemäß einer weiteren Ausgestaltung derart ausgeführt, dass der jeweilige drahtförmige Leiter der zweiten Heizschleifen im Wesentlichen in Richtung der Länge der begrenzten Ebene verläuft. Eine andere Ausgestaltung gemäß der Neuerung sieht diesbezüglich vor, dass der jeweilige drahtförmige Leiter der dritten Heizschleifen im Wesentlichen in Richtung der Breite der begrenzten Ebene verläuf.

Eine äußerst kostengünstige Ausführung des drahtförmigen Leiters ist dann gegeben, wenn dieser, wie dies vorgeschlagen wird, aus Kupferdraht besteht.

Die Verlegung des drahtförmigen Leiters im zu beheizenden Erdreich gestaltet sich gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung dann besonders einfach, wenn der drahtförmige Leiter auf einem Träger aufgebracht ist. Dieser Träger wird entweder als verrottungsresistentes Gewebe oder als verrottungsresistente Folie ausgeführt. Falls bei der letzten Ausführungsform die Folie wärmeisolierende Eigenschaften besitzt, ist sichergestellt, dass die über den drahtförmigen Leiter freigesetzte Wärme im Wesentlichen oberhalb der Folie in das Erdreich eindringt und eine Wärmeabfuhr in die unterhalb der Folie befindlichen Bodenbereiche verhindert wird.

Ausführungsbeispiele der vorgeschlagenen elektrischen Heizung zur Erdbodenerwärmung für Freilandkulturen gemäß der Neuerung sind in den Figuren der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigen

1 in schematischer Darstellung eine erste Ausführungsform der elektrischen Heizung zur Erdbodenerwärmung für Freilandkulturen gemäß der Neuerung, wobei der drahtförmige elektrische Leiter in einer einzigen meandertörmigen ersten Heizschleife die begrenzte Ebene abdeckt;

2 in schematischer Darstellung einen Schnitt durch eine Freilandkultur, im vorliegenden Fall durch einen Spargelbalken, gemäß einem in 1 mit C–D gekennzeichneten Schnittverlauf;

3 in schematischer Darstellung eine elektrischen Heizung zur Erdbodenerwärmung für Freilandkulturen in einer zweiten Ausführungsform, wobei der drahtförmige elektrische Leiter in mehreren meanderförmigen Heizschleifen die begrenzte Ebene abdeckt und der drahtförmige Leiter im Wesentlichen in Richtung der Länge der begrenzten Ebene verläuft und

4 in schematischer Darstellung eine elektrische Heizung zur Erdbodenerwärmung für Freilandkulturen in einer dritten Ausführungsform, wobei der drahtförmige elektrische Leiter in mehreren meanderförmigen Heizschleifen die begrenzte Ebene abdeckt und der drahtförmige Leiter im Wesentlichen in Richtung der Breite der begrenzten Ebene verläuft.

Die vorgeschlagene Neuerung wird am Beispiel einer Spargelkultur 4 mit mehreren parallel zueinander angeordneten Spargelbalken 4.1 bis 4.n (1) erläutert. Unterhalb eines Wurzelbereichs W (2) der Spargelbalken 4.1 bis 4.n ist im Erdreich A ein Heizelement in Form eines drahtförmigen elektrischen Leiters 5 angeordnet. Dieser drahtförmige Leiter 5 wird durch Widerstandsheizung so weit erwärmt, dass die freigesetzte Wärme das benachbarte Erdreich A und somit den Wurzelbereich W der Spargelkultur 4 in der für das Wachstum erforderlichen Weise erwärmt. Der jeweilige Spargelbalken 4.1 bis 4.n ist als eine begrenzte Ebene E in Form einer langgestreckien Fläche ausgebildet, deren Breite B sehr viel kleiner als deren Länge L ist (1).

Der drahtförmige elektrische Leiter 5 ist dabei in einer einzigen meanderförmigen ersten Heizschleife 6 angeordnet, die die begrenzte Ebene E vollständig abdeckt. Die Enden des drahtförmigen elektrischen Leiters 5 sind mit einem ersten bzw. einem zweiten Anschluss A1, A2 ausgestattet, die ihrerseits eine Verbindung mit einer ersten bzw. zweiten Anschlussklemme 3.1, 3.2 eines Transformators 3 aufweisen. In gleicher Weise ist die erste Heizschleife 6 im zweiten Spargelbalken 4.2 mit einer dritten bzw. vierten Anschlussklemme 3.3, 3.4 des Transformators 3 verbunden. Weitere Spargelbalken 4.3 bis 4.n sind in gleicher Weise jeweils mit einer ersten Heizschleife 6 versehen und jeweils an den Transformator 3 angeschlossen (Anschlussklemmen 3.5 bis 3.n).

Der Transformator 3 wird primärseitig beispielsweise mit einer Drehstromspannung 40D/230 V versorgt und verfügt sekundärseitig über eine Kleinspannung unterhalb 42 V Wechselspannung. Die Strom- und Spannungsversorgung des Transformators 3 erfolgt Über eine Strom-/Spannungsquelle 2, die beispielsweise ein Hochspannungstrafo sein kann, der von einer überlandgehenden Hochspannungsleitung über eine Zuleitung 2a versorgt wird. Die Strom-/Spannungsquelle 2 kann aber auch in Form eines Generators ausgeführt sein, der beispielsweise über ein Kleinwindrad angetrieben wird. Die Strom-/Spannungsguelle 2, der Transformator 3 und die zugehörigen Verteileinrichtungen und Anschlüsse A1, A2 sind in einer wetterfesten Stromversorgungseinrichtung 1 zusammengefasst.

Strom und Spannung am elektrischen Leiter 5 werden in Verbindung mit dessen Widerstand so bemessen, dass eine hinreichende Wärmeentwicklung sichergestellt ist, ohne dass sich der vorzugsweise als Kupferdraht ausgebildete elektrische Leiter 5 unzulässig stark erwärmt und dabei zerstört wird. Da der elektrische Leiter 5 flexibel ist, lässt er sich leicht in das Erdreich A in der zweidimensionalen begrenzten Ebene E ausbringen.

3 zeigt die Ausgestaltung des drahtförmigen elektrischen Leiters 5 in mehreren meanderförmigen zweiten Heizschleifen 7, wobei diese zweiten Heizschleifen 7 durch die jeweils getrennt versorgten Abschnitte 7.1 bis 7.n gebildet werden. Dabei sind die jeweiligen drahtförmigen Leiter 5 der einzelnen Abschnite 7.1 bis 7.n der zweiten Heizschleifen 7 im Wesentlichen in Richtung der Länge L der begrenzten Ebene E angeordnet und jeweils parallel an eine Versorgungsleitung 9 angeschlossen.

In einer dritten Ausführungsform (4) wird die begrenzte Ebene E durch den drahtförmigen elektrischen Leiter 5 in Form mehrerer meanderförmiger dritter Heizschleifen 8 abgedeckt, wobei die dritten Heizschleifen 8 jeweils in die Abschnitte 8.1 bis 8.n aufgeteilt sind. Jeder dieser einzelnen Abschnitte 8.1 bis 8.n ist wiederum jeweils parallel an eine Versorgungsleitung 9 angeschlossen und der jeweilige drahtförmige Leiter 5 in den einzelnen Bereichen 8.1 bis 8.n der dritten Heizschleifen 8 verläuft im Wesentlichen in Richtung der Breite B der begrenzten Ebene E.

Die Ausführungsformen der Neuerung gemäß den 3 und 4 bietet Vorteile bei der Ausbringung in das Erdreich A, wenn die einzelnen Abschnitte 7.1 bis 7.n bzw. 8.1 bis 8.n auf einem Träger 10 aufgebracht sind (4). Dieser Träger 10 wird im Erdreich A beispielsweise ausgerollt und die jeweiligen beiden Enden des meanderförmig auf dem Träger 10 aufgebrachten drahtförmigen Leiters 5 werden dann mit der Versorgungsleitung 9 verbunden (ersie Klemmverbindungen A1.1 bis A1.n; zweite Klemmverbindung A2.1 bis A2.n). Dabei kann der Träger 10 aus einem verrottungsresistenten Gewebe 10a oder aus einer verrottungsresistenten Folie 14b bestehen.

Falls die Folie 10b, wie dies vorgeschlagen wird, wärmeisolierende Eigenschaften besitzt, wird ein Abwandern der durch den drahtförmigen Leiter 5 freigesetzten Wärme in das Erdreich A unterhalb des drahtförmigen Leiters 5 weitgehend verhindert, sodass die ausgebrachte Wärme überwiegend in den darüberliegenden Wurzelbereich W der Kulturen 4 gelangt.