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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Bienenvölkern nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens nach den Oberbegriffen der Ansprüche 7 und 14.
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Die Erfindung ist in dem Bereich der Imkerei, insbesondere der Zucht der Bienenvölker der Gattung Apis einsetzbar, und betrifft ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Bienenvölkern in der Beute, bei welcher mittels einer Vorrichtung zur Steuerung des Wärmeregimes im Innenraum der Beute die Lebensäußerungen des Bienenvolkes positiv beeinflusst werden. Dies ermöglicht eine frühzeitige Entwicklung der Bienenvölker im Frühling und trägt zur Minderung der Anzahl der Populationen von unerwünschten Organismen-Arten, zu welchen Milbe Varroa destructor gehört, bei.
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Die Biene Apis mellifica, oder auch Honigbiene, wird von einem hoch invasivem Parasit Varroa destructor geschädigt. Es handelt sich um eine parasitische Milbe, welche aus Asien stammt. Die dortige Östliche Honigbiene Apis cerana besitzt dank lang anhaltender gemeinsamer Entwicklung mit dieser Milbe Regelmechanismen, mit deren Hilfe die Milbenpopulation auf ein Niveau reduziert wird, bei dem das Bienenvolk nicht zerstört wird. Die Honigbiene besitzt jedoch gegen die neu eingeschleppte Milbe keinen natürlichen Schutz. Zurzeit stellt die Varroa-Milbe ein schwerwiegendes und schwer lösbares Problem bei der Zucht von Honigbienen dar. Die Varroose bedroht die Bienenvölker global, nur nach Australien wurde sie bisher nicht eingeschleppt. Die Varroose wird deswegen als global am meisten verbreitete und schwerwiegendste Erkrankung der Bienenbrut und der erwachsenen Bienen betrachtet. Alle Entwicklungsstadien der Varroa ernähren sich von Hämolymphe, also vom Blut der Bienen und der Bienenbrut. Dadurch wird der Körper des Wirts um lebenswichtige Nährstoffe gebracht, und zusätzlich tritt der Verlust der Hämolymphe infolge zahlreicher Verletzungen der Haut ein. Die Varroa überträgt außerdem auch viele schwerwiegende virale Bieneninfektionen. Ohne Behandlung und Hilfe des Menschen führt der Befall zur Vernichtung der betroffenen Bienenvölker innerhalb von zwei bis drei Jahren ab ihrer Kolonisierung. Die Schwächung der Bienenvölker verursacht ihr Absterben während des Winters und führt zu einem schwereren Verlauf einer ganzen Reihe anderer Bienenkrankheiten. Der Entwicklungszyklus von Varroa destructor verläuft bei Honigbienen auf gedeckelter Brut der Arbeiterinnen und Drohnen. Unmittelbar vor der Deckelung geht das befruchtete Weibchen von adulten Bienen auf die Brut über. Nach der Deckelung legt sie auf Präpuppa am häufigsten zwei bis fünf Eier. Aus dem Ei schlüpft eine sechsbeinige Larve, weitere Entwicklungsstadien sind Protonymphe und Deuteronymphe. Innerhalb von sieben Tagen entwickeln sich geschlechtlich reife Männchen und innerhalb von neun Tagen die Weibchen. Die Männchen sterben nach der Paarung, noch in der Wabe, und befruchtete Weibchen klammern sich an eine junge Biene, welche ihre Entwicklung abschließt. Zusammen mit ihr verlassen sie die Zelle. Auf einer Arbeiterin oder auf einer Drohne leben die Weibchen einige Tage lang (2 bis 60), bevor sie, gesättigt, wieder in die Zellen wechseln und anfangen, Eier zu legen. Für Drohnen ist es charakteristisch, in fremde Beuten einzudringen, und deswegen werden sie zu den Hauptüberträgern dieses Parasits. Auch die Arbeiterinnen übertragen die an sie geklammerten Varroen in umliegende Bienenvölker, und zwar beim Verfliegen oder beim Räubern.
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Zur Minderung der Anzahl der Populationen der Milbe Varroa in den Bienenvölkern werden gegenwärtig einige verschiedene Methoden und Verfahren angewandt. Die erste Methode ist eine chemische Behandlung mit künstlichen Stoffen. Also mit Stoffen, die in der Natur nicht vorkommen und durch Hersteller von Chemikalien hergestellt werden. Es handelt sich hier zum Beispiel um fumigative Akarizide und Kontakt-Akarizide. Der Nachteil der chemischen Behandlung besteht in der Tatsache, dass in den Bienenprodukten, wie zum Beispiel in Honig und Wachs, diese für Menschen toxischen Stoffe akkumuliert werden. Toxische Reststoffe mindern den Marktwert dieser Kommoditäten, besonders im Vergleich zu denselben Produkten aus ökologischer Produktion. Bei diesen Milben hat sich zwischenzeitlich eine unerwünschte Resistenz gegen einige Wirkstoffe entwickelt.
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Das zweite Verfahren zur Behandlung von Varroose besteht in der Anwendung einer sogenannten weichen Chemie. Es geht um die Behandlung mit chemischen Stoffen, die in der Natur vorkommen. Es handelt sich hier zum Beispiel um Präparate, welche die Ameisensäure, ätherische Öle, Milchsäure, Alkohol oder auch um Fallen mit aromatischen Stoffen, sogenannten Pheromonen, enthalten. Der Nachteil bei der Anwendung dieser Präparate sind mögliche Residuen, also Überreste schwer abbaubarer, mehr oder weniger giftiger Stoffe. Der weitere Nachteil dieses Verfahrens besteht in der Tatsache, dass die Präparate auf der Basis von organischen Säuren die Entwicklung der Brut beschädigen und das Leben der adulten Bienen verkürzen. Bei ihrer Anwendung entstehen Probleme mit ihrer niedrigen oder nur kurzfristigen Wirksamkeit. Diese Stoffe wirken dazu nicht ausreichend auf die Entwicklungsstadien der Milbe, welche unter den Wachsdeckeln der Zellen versteckt sind. Sehr verbreitet ist auch die zusätzliche Applikation der synthetischen Stoffe in Form von Rauch, Aerosol, Einbringen von Akariziden-Streifen mit lang andauernder Wirksamkeit, Anstriche der Brut im Frühling usw. Diese Methoden der chemischen Bekämpfung kompensieren die oft unzulängliche Wirksamkeit der Stoffe auf der Basis der weichen Chemie.
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Weitere Wege, welche zur Verringerung der Anzahl der Milbenpopulationen führen, bestehen in biotechnischen Methoden, bei welchen überhaupt keine chemischen Mittel angewandt werden. Als ein Beispiel des biotechnischen Verfahrens kann die Methode der Verwendung der Drohnenbrutwaben als Lockstoff für Milbenweibchen erwähnt werden. Diese Methode kann jedoch nur während einer bestimmten Jahreszeit sinnvoll eingesetzt werden, in der Regel von April bis Juli, wenn die Drohnenwabe anwesend ist. Problematisch ist bei dieser Methode der verhältnismäßig hohe Arbeitsaufwand und die Notwendigkeit, genaue Fristen für das Ausschneiden und Beseitigen der von Parasiten befallenen Drohnenbrut einzuhalten. Zusätzlich, entsprechend einigen Studien senkt das Ausschneiden der Drohnenwabe die Honigmenge um bis zu 30 % und unterstützt auch die Schwarmneigung der Bienen.
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Zur Reduzierung oder Vernichtung der Milben im Bienenvolk werden auch biophysikalische Verfahren angewandt. In diese Kategorie gehört auch die Methode der Wärmebehandlung der Bienenvölker. Es ist nämlich allgemein bekannt, dass auch eine relativ kleine Erhöhung der Temperatur über die normale Bruttemperatur, die sich in Grenzen von 33 bis 36 °C bewegt, die Milben schädigt, oder sogar zu ihrem Absterben führt. Auch die Indische Honigbiene, als ursprüngliche Wirtsgattung der Varroa-Milbe, erwärmt ihre Arbeiterinnenbrut mehr als die Drohnenbrut. Aus diesem Grund halten sich die Milben bei dieser asiatischen Art nur auf den Entwicklungsstadien der Drohnen. Da sie die Arbeiterinnen nicht befallen, beeinträchtigen die Milben die Lebensfähigkeit der Gemeinschaft als Ganzes nicht.
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Die Methode der Wärmebehandlung der Bienenvölker gegen Varroa destructor wurde bis jetzt in der Welt nirgendwo so weit entwickelt, dass sie in einem größeren Umfang in normalen Imkereibetrieben verwendet werden kann. Die Wärmebehandlung der Bienenvölker wird von einem Teil der Fachöffentlichkeit zu den alternativen Behandlungsmethoden gezählt, welche völlig wirkungslos, oder in der Praxis für ganze Bienenvölker nicht anwendbar sind. In der Publikation Varroose (Dr. Friedrich Pohl, Verlag VÍKEND 2008, Seite 55) wird eine Methode der Wärmebehandlung der Waben ohne Bienen beschrieben. Unter Forschungskonditionen, also nicht unter Betriebsbedingungen, werden die Brutwaben ohne Bienen im Wärmekasten während einer bestimmten Zeitspanne aufgewärmt, damit die Milben, aber keine Bienenbrut, absterben. Diese Technik der Wärmebehandlung ist ausschließlich für wissenschaftliche Untersuchungen geeignet, weil die Temperaturunterschiede sehr klein sind und die Folgen für die Bienen vorläufig nicht bekannt sind.
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Aus dem Sichtpunkt der Anwendung des Wärmeeffektes auf ganze Bienenvölker können zwei Verfahren unterschieden werden. Das erste Verfahren besteht in einem mehrstündigen Aufwärmen des Beuteumfelds auf eine niedrigere Temperatur, von 40 bis 42°C, und stellt hohe Anforderungen an die technische Ausrüstung und an die Zeit. Die Bienen sind während der Behandlung, welche die Milben abtöten soll, in der Beute eingeschlossen, das Flugloch ist entweder gänzlich geschlossen oder zumindest deutlich verengt. Während der mehrstündigen Wärmephase muss deswegen den eingeschlossenen Bienen Sauerstoff zugeführt werden, und zwar so, dass die Beute dabei nicht abgekühlt wird. Außerdem muss ohne Wärmeverlust auch das produzierte Kohlendioxid abgeleitet werden. Die Temperatur muss sorgfältig geregelt werden, damit sie den gefährlichen Grenzwert nicht überschreitet, was zur Tötung des eingeschlossenen Bienenvolkes führen würde. Adulte Bienen können nämlich nur niedrigere Temperaturen als die behandelte Brut vertragen. Dies erfordert einen zwingenden Einsatz von präzisen, thermostatisch geregelten Regelmechanismen. Der Imker muss anwesend sein und die Funktionen aller Mechanismen, welche das Leben der eingeschlossenen Bienenvölker unterstützen, überwachen oder direkt steuern. Damit die warme Luft von der Wärmequelle den gesamten Innenbereich der Beute erreichen kann, ist es notwendig, die Abstände der Waben zu vergrößern und ein System der Zwangszirkulation der warmen Luft in der Beute anzuwenden, zum Beispiel mit einem Lüfter. Das erfordert nicht nur weitere technische Hilfsmittel, sondern macht auch das Zerlegen einzelner Beuten zwingend notwendig. Jede Methode, die auf ein Zerlegen der einzelnen Bienenvölker und eine langfristige Aufwärmung jeder einzelnen Beute unter Anwendung künstlicher Wärmequellen besteht, ist deswegen teuer, technisch anspruchsvoll und in größerem Maßstab nicht anwendbar.
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Das zweite Verfahren einer Forschungsapplikation der Wärmebehandlung besteht in sehr starker, jedoch kurzfristiger Aufheizung des Innenraums der behandelten Beute auf eine Temperatur von mehr als 50 °C, und zwar für einige Minuten. Eine länger andauernde Anwendung der so hohen Temperatur würde die Bienen töten. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht in der Tatsache, dass die Wärme die Milben auf der Brut nicht erreichen kann, weil innerhalb von einigen Minuten das Innere der Waben nicht ausreichend durchgewärmt wird. In diesem Bereich können die Milben in ihren verschiedenen Entwicklungsstadien überleben, abgetötet werden nur die Milben, die sich in der gegebenen Zeit auf den einzelnen Bienen befinden. Auf der Brut unter dem Schutz des Wachsdeckels verstecken sich jedoch etwa 80 % aller Milben, die sich innerhalb der Beute befinden. Aus diesem Grund kann diese Methode für die Praxis keine ausreichende Wirksamkeit aufweisen, weil die Mehrheit der Parasiten nicht beseitigt wird. Diese Methode ist auch mit Risiko verbunden. Falls das Bienenvolk als Ganzes der hohen Temperatur auch nur um einige Minuten über der optimalen Zeit ausgesetzt wird, kann dies zur Schädigung der Entwicklung der Bienenbrut oder sogar zum Tod älterer Bienen führen. Dies könnte letztendlich für das Bienenvolk schlimmere Folgen haben, als die von der Milbe selbst verursachten Schäden.
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Derzeit sind verschiedene Vorrichtungen zur Wärmebehandlung der Bienen gegen Varroose bekannt. Zum Beispiel ist in der Patentschrift
CZ 235 489 B1 eine Lösung beschrieben, bei welcher am Boden einer Kammer ein Wärmetauscher angeordnet ist und in oberem Bereich sind regelbare Öffnungen angebracht, über welche warme Luft aus der Kammer abgeleitet wird. Weiter ist eine in der Patentschrift
WO2012108857 A1 beschriebene Lösung bekannt, wo sich im Innenraum der Beute, über dem Brutraum, ein Kammkörper befindet, welcher über Kabel an eine Stromquelle angeschlossen ist, welche in Kombination mit einem Heizkörper, einer elektronischen Steuerungseinheit, einem Wärmefühler und mit einem einstellbaren diagnostischen System eine Reduktion und Kontrolle der Varroose im Bienenvolk möglich macht. In der Patentschrift
GR 100 5196 B sind eine Methode und die entsprechende Vorrichtung vorgestellt, die zur Wärmebehandlung eines Bienenvolks bestimmt sind. Die Methode besteht darin, dass das Bienenvolk in der Beute für 12 Minuten einer Temperatur von 40° ausgesetzt wird und über eine Turbine wird ein Strom warmer Luft erzeugt, der mittels einer Rohrleitung zum Beuteboden geführt wird. Dann wird die heiße Luft von der Turbine wieder angesaugt, wodurch in der Beute ein geschlossener Kreislauf der heißen Luft entsteht.
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Das Problem der meisten bis jetzt veröffentlichten Lösungen besteht in begrenzten Möglichkeiten ihrer praktischen Anwendung. Die Wärmebehandlung wird meistens nicht bei dem gesamten Bienenvolk angewandt, sondern viele Systeme arbeiten auf dem Prinzip der Wärmebehandlung der Bienen ohne Waben, Waben ohne Bienen und dgl., was sehr arbeitsaufwendig und praktisch in der kommerziellen Praxis nicht anwendbar ist, weil der Imker Hunderte oder Tausende von Bienenvölkern behandeln muss. Zur Erreichung des Effekts der Abtötung der Milben durch Wärmebehandlung werden in ihrer Konstruktion komplizierte und deswegen auch teuere Vorrichtungen, die von externen Quellen der elektrischen Energie abhängig sind, eingesetzt. Diese Systeme enthalten bewegliche und deswegen auch störanfällige Komponenten, welche der Abnutzung beim Einsatz unterliegen. Schon das an sich erschwert ihre Nutzung in der Imkerpraxis.
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Bekannt sind auch technische Lösungen und Verfahren, welche an ganzen Bienenvölkern anwendbar sind. Zum Beispiel wird in der Zeitschrift Včelařství 7/2012, Seite 231 eine Vorrichtung zur Abtötung der Milben beschrieben, welche von der Voraussetzung ausgeht, dass eine Milbe bei einer Temperatur von 40 °C stirbt, aber die Biene kurzfristig noch bei 50 bis 55 °C überleben kann. Der Nachteil dieser Lösung ist außer einem hohen Arbeitsaufwand und einer niedrigen Wirksamkeit auch die Tatsache, dass das gesamte Bienenvolk in mit Thermostaten ausgerüsteten Thermoboxen angeordnet und unter Einsatz derselben mit geregelter Temperatur behandelt wird. Dabei vertragen adulte Bienen erhöhte Temperatur wesentlich schlechter als Jungbienen, Larven und Puppen. Wenn wir also das gesamte Bienenvolk in der Beute einsperren und die Beute intensiv erwärmen, droht das Absterben älterer Bienen. Es droht sogar das Ersticken des ganzen Bienenvolkes, sofern durch eine aufwendige technische Lösung die Zufuhr von Sauerstoff und die Ableitung des Kohlendioxids nicht gesichert ist. Das alles muss ohne Wärmeverluste, welche die Wirkung der Aufheizung verringern, durchgeführt werden. Vorrichtungen, welche es schaffen, auf sicherem Wege ganze Bienenvölker unter Einsatz einer präzise geregelten Temperatur ohne Absterben der Bienen zu behandeln, sind aus diesem Grund sehr kostspielig.
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Das Bienenvolk in der Beute muss während der Brutaufzucht selbst eine Temperatur von mindestens 33 °C erhalten, und zwar auf Kosten der metabolischen Verbrennung der Glyciden-Vorräte, also von Honig und Zucker. Die Temperatur ist für die Entwicklung der Bienenvölker im Frühling von grundsätzlicher Bedeutung. Es ist zum Beispiel bekannt, dass die Bienenvölker in den Intravillanen der Städte sich um einige Wochen früher entwickeln als die Bienenvölker in der freien Landschaft. Der Grund: Das städtische Klima ist um 2 bis 3 °C wärmer als das Klima in freier Landschaft. Die bauüblichen Beuten sind mit keiner Vorrichtung ausgerüstet, welche zur Unterstützung einer früheren, beschleunigten Entwicklung der Bienenvölker im Frühling die Generierung der Wärmeenergie ermöglichen. Sie verfügen üblicherweise auch über keine Vorrichtung, die in der Vorfrühlingszeit den Bienen das für sie wichtige Wasser liefern. Aus diesem Grund holen die Bienen das Wasser von Außen und erstarren an den Tränken. Infolge dieser ungünstigen Umstände sinkt der Honigertrag aus früh blühenden Kulturen und auch die Flugaktivität und die Bestäubungsleistung der Bienenvölker sind nicht optimal.
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Aus der Patentschrift
US 4494528 A ist eine Methode der Wärmebehandlung von Bienenvölkern bekannt, welche die Sonnenenergie nutzt. Der bewegliche Sonnenkollektor kann in zwei Stellungen eingestellt werden. In der ersten Stellung liegt er über der Beute und in der zweiten Stellung ist er zur Sonne ausgerichtet. In dieser Stellung erfolgt ein Durchwärmen der Beute durch Sonnenenergie, wobei kalte Luft aus dem inneren Bereich der Beute in ein Rohrsystem eingesaugt wird, in welchem sie mittels eines Kollektors erwärmt und nachfolgend zurück in die Beute geleitet wird. Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, dass zum Starten und Beenden der Beheizung das Einstellen des Sonnenkollektors durchgeführt werden muss, was arbeits- und zeitaufwendig ist.
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Aus dem US-Patent
US 4 300 250 A ist ein Verfahren zum Überleben der Bienenvölker im Winter bekannt, dass einen auf einen Bienenstock aufsetzbaren Aufsatz aufweist. Dabei wird die Feuchtigkeit im Aufsatz im Winter optimiert. Dies führt aber in der Sommerzeit nicht zu einer Vernichtung der Milbe Varroa destructor auf der Frucht und den Bienen, auch wenn die Erwärmung im Winter mit Solarenergie erfolgt.
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Das US-Patent
US 4 494 528 A verwendet eine bewegbare Zusatzeinrichtung für einen Bienenstock, die in eine offene und eine geschlossene Stellung zum Bienenstock eingestellt werden kann. In der offenen Stellung wird Solarenergie verwendet, um die Witterungseinflüsse im Winter zu beheben und so das Überleben der Bienen im Winter zu sichern. Dabei ist ein elektrisch betriebener Lüfter eingesetzt, um den warmen Luftstrom in den Aufsatz auf dem Bienenstock zu bewegen.
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Es ist auch ein im Winter auf den Bienenstock aufsetzbarer Aufsatz bekannt, der das Wärmeregime des Bienenvolks im Winter verbessert. Dabei ist der Aufsatz als Wärme-Aufrechterhaltungs-Behälter ausgebildet, der über Schlitze äußere Wärme in den Behälter einlässt, wobei die Schlitze nur im Winter geöffnet sind, wie das US-Patent
US 4 983 139 A zeigt.
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Auch das US-Patent
US 3 994 034 A zeigt ein elektrisches Bienenstock-Heizgerät, das zur Erwärmung des im Bienenstock untergebrachten Bienenvolks verwendet wird. Das Bienenstock-Heizgerät schützt vor Frost und hält eine angenehme Temperatur im Winter aufrecht.
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Das US-Patent
US 5 069 651 A zeigt eine aus Thermostat, Ventilator und Heizelement bestehende Zusatzeinrichtung für einen Bienenstock, die zu einer Erwärmung der dem Bienenstock zugeführten Luft verwendet ist. Dabei ist die Erwärmung auf eine Temperatur von 49 - 57 °C für eine Dauer von etwa 2 Stunden vorgesehen und die Effektivität der Erwärmung auf die Milben Varroa destructor durch Beimischung von Pflanzölsorten erhöht. In den Erwärmungsperioden ist elektrische Energie für die Zusatzeinrichtung erforderlich.
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In dem US-Patent
US 5 575 703 A ist eine Vorrichtung zur Kühlung eines Bienenstocks beschrieben, die von der elektrischen Energie aus einer Solarplatte betrieben ist. Mit der Kühlung des Bienenstocks soll eine Erhöhung der Honigerträge erreicht werden. Die Vorrichtung hat keinen Einfluss auf eine Vernichtung der Milben Varroa destructor.
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Auch die amerikanische Patentanmeldung
US 2008/0064 298 A1 zeigt eine Vorrichtung zum Erwärmen eines Bienenstocks auf elektrischer Basis. Die Verteilung der erwärmten Luft erfolgt mit einem elektrisch betriebenen Ventilator. Mit dieser Vorrichtung lassen sich Mikroorganismen und kleine wirbellose Organismen im Bienenstock vertilgen. Auch kann der Bienenstock mit dieser Vorrichtung entfeuchtet werden. Für diese Entfeuchtung sind jedoch keine Temperaturen und Zeiten angegeben.
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In der
WO 2010/098 853 A1 ist eine Vorrichtung beschrieben, bei der Solarenergie zur Erwärmung von Luft verwendet ist, die als Strömung in den Bienenstock eingeleitet wird, um durch Reflexion der Wärme über einen Infrarot-Strahlenreflektor ein Mikroklima im Bienenstock zu erzeugen. Auch eine Abführung der entstehenden Flüssigkeit ist dabei vorgesehen. Diese Vorrichtung ist vorzugsweise für den Einsatz im Winter bestimmt.
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Aus der
WO 2012/108 857 A1 ist eine Vorrichtung für einen Bienenstock bekannt, die als Aufsatz auf einem Bienenstock ausgebildet ist und zur Abtötung von Bienenparasiten im Innenraum des auf den Bienenstock aufgesetzten Aufsatzes dient, wobei eine kurzwellige elektro-magnetische Strahlung in eine langwellige Wärmestrahlung erfolgt. Insofern ist sie mit dem Verfahren und der Vorrichtung nach der Erfindung im Wesentlichen identisch und wird daher als Prototyp gewählt. Diese Vorrichtung verwendet unterschiedliche Elemente und stimmt daher mit der Vorrichtung nach der Erfindung nicht überein, da mit dieser keine Entwicklungsstadien der Milben auf der Frucht vertilgt werden und sie daher auch der Entwicklung der Bienenvölker nicht hilft.
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Das
DE 91 02 243.6 U1 zeigt einen Brutkasten zum Abtöten von parasitischen Varroa-Milben. Damit dies in einem verdeckelten Brutkasten ermöglicht ist, wird der Brutkasten so aufgebaut, dass die Brutwaben im Abstand horizontal und vertikal so angeordnet sind, dass sie beidseitig in einem Luftkanal angeordnet sind. Der Brutkasten weist einen elektrisch betreibbaren und mittels einer Schaltuhr steuerbaren Heizkörper auf und benötigt daher zu seinem Betrieb elektrische Energie. Bei dieser Vorrichtung werden während der Erwärmung nur die in den Brutwaben befindlichen Milben Varroa destructor vernichtet.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein neues Verfahren und eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Bienenvölkern zur Verfügung zu stellen, welche/s die Anzahl der Populationen der Milbe Varroa destructor verringert, und zwar ohne chemische Behandlung. Ein zweiter positiver Effekt besteht in einer Verbesserung des Wärmebehagens der Bienenvölker und ihrer besseren Entwicklung im Frühling. Die Erfindung reduziert in bedeutendem Maße das Vorkommen der Varroa-Parasiten in allen Entwicklungsstadien, aber sie versucht nicht, eine 100 %-ige Wirksamkeit schon bei der ersten Behandlung zu erreichen. Eine vollständige Abtötung der Parasiten wird durch eine wiederholte Applikation der Wärmebehandlung innerhalb eines Jahres erreicht. Da nicht das gesamte Bienenvolk gleichzeitig und einmalig behandelt wird, ist es nicht notwendig, adulte Bienen, welche auf hohe Temperatur in der Beute empfindlicher reagieren, einzusperren. Deswegen sind die älteren Bienen vom Absterben infolge hoher Temperatur im Verlauf der Behandlung nicht bedroht. Die Anwendung kostspieliger Systeme zur Temperaturregelung erübrigt sich. Dadurch, dass adulte Bienen den für sie gefährlichen Bereich mit höheren Temperaturen verlassen können, wird die unterschiedliche Empfindlichkeit der unterschiedlich alten Individuen gegen erhöhte Temperatur respektiert. Die gegen Temperatur widerstandsfähige Bienenbrut überlebt die Behandlung ohne jegliche negative Folgen. Sie wird jedoch von parasitischen Milben, die sich auf ihm reproduzieren, vollständig befreit. Die Nutzungsdauer der Wärmebehandlungssysteme ist mindestens so lang, wie die Lebensdauer der Bienenbeute, also einige Jahrzehnte.
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Die gestellte Aufgabe wird für das Verfahren durch die Merkmale des Anspruchs 1 und für die Vorrichtung durch die Merkmale der Ansprüche 7 und 14 gelöst.
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Dies wird in hohem Maße mit der Erfindung dadurch erreicht, dass Sonnenstrahlen durch ein seitliches durchsichtiges Fenster des Aufsatzes in den Innenraum eindringen, wo sie auf eine aktive Fotoabsorptionsschicht eines thermosolaren Rähmchens fallen, wobei aus der kurzwelligen elektro-magnetischen Strahlung eine primäre Wärmeenergie erzeugt wird, die im Innenraum des Aufsatzes zuerst entlang des thermosolaren Rähmchens bis zu einer Thermosolarwand des Aufsatzes aufsteigt und dann horizontal im Aufsatz weitergeleitet wird, wo sie einen Brutkörper wärmt, wobei bei vorhandener Sonneneinstrahlung ein Deckel von der Thermosolarwand abgenommen wird und Sonnenstrahlen durch die Thermosolarwand zu einer aktiven Oberfläche eines Fotoabsorptionselements gelangen, wobei aus der kurzwelligen elektro-magnetischen Strahlung eine sekundäre Wärmeenergie erzeugt wird, wobei die primäre und sekundäre Wärmeenergie eine Erhöhung der Temperatur auf mehr als 40 °C bewirken und wobei zum Abschluß der Wärmebehandlung der Deckel wieder auf die Thermosolarwand aufgesetzt wird.
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Weiter ist es vorteilhaft, wenn das thermosolare Rähmchen mittels Wärmeisolierungsschicht metabolische Wärme, die aus dem Brutkörper ausgestrahlt wird, zurück in den Innenraum des Aufsatzes reflektiert.
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Es ist auch vorteilhaft, wenn die sekundäre Wärmeenergie über die abstrahlende Oberfläche des Fotoabsorptionselements in den Innenraum des Aufsatzes ausgestrahlt wird, wo sie den Brutkörper erwärmt und wenn die sekundäre Wärmeenergie, welche aus der aktiven Oberfläche des Fotoabsorptionselements freigesetzt wird, von einem Außenelement nach oben und/oder von einer Thermoisolierungsfolie zurück zum Fotoabsorptionselement geleitet wird, wodurch in der Thermosolarwand ein Treibhauseffekt entsteht.
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Es ist auch vorteilhaft, wenn die primäre Wärmeenergie und die sekundäre Wärmeenergie gleichzeitig und zusammen wirken, wodurch die Temperatur in dem gesamten Innenraum des Aufsatzes steigt und der Brutkörper erwärmt wird.
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Vorteilhaft ist dabei, wenn das Verfahren die Feststellung einer Temperaturüberschreitung von 40 °C innerhalb des Aufsatzes beinhaltet.
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Weiter besteht eine Grundlage der Erfindung in einer Vorrichtung zur Durchführung der Wärmebehandlung von Bienenvölkern zum Zweck der Abtötung der Bienenparasiten im Innenraum des Aufsatzes durch Umwandlung der kurzwelligen elektromagnetischen Strahlung in langwellige Wärmestrahlung, wobei der Aufsatz den Innenraum umschließt, in dem sich ein Brutkörper befindet, wobei der Aufsatz zur Bildung einer sekundären Wärmeenergie mit einer Thermosolarwand, mit einem Fotoabsorptionselement, welches eine aktive Oberfläche und eine abstrahlende Oberfläche aufweist und zur Bildung einer primären Wärmeenergie mit einem seitlich angeordneten durchsichtigen Fenster ausgestattet ist, wobei im Innenraum des Aufsatzes ein thermosolares Rähmchen eingesetzt ist, welches mit einer zum Fenster situierten aktiven Fotoabsorptionsschicht und einer Wärmeisolierungsschicht gegenüber dem Brutkörper versehen ist und wobei die Thermosolarwand eine Decke des Aufsatzes bildet.
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Vorteilhaft ist, wenn die Vorrichtung über der Thermosolarwand einen wärmeisolierenden abnehmbaren Deckel aufweist, der die Einstrahlung von Sonnenstrahlen im aufgesetzten Zustand verhindert.
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In einer vorteilhaften Ausführung besteht das Fenster aus einem durchsichtigem Außenelement und/oder einem Innenelement, wobei am durchsichtigen Innenelement des Fensters eine Rinne zum Auffangen kondensierender Flüssigkeit befestigt ist.
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In einem optimalen Fall ist das thermosolare Rähmchen im Innenraum des Aufsatzes parallel mit seiner Vorderwand geführt, und zwar so, dass zwischen dem thermosolaren Rähmchen und dem Innenteil des Fensters eine Vorderkammer des aufsteigenden Stroms der warmen Luft ausgebildet ist. Gleichzeitig befindet sich über der oberen Stirn und der unteren Stirn des thermosolaren Rähmchens ein freier Raum.
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Bei einer optimalen Ausführung besteht die Thermo-Solarwand aus einem Rahmen, der in den Aufsatz als Deckenteil eingesetzt ist und ein durchsichtiges Innenelement aufweist, welches am Fotoabsorptionselement anliegt, und/oder ein durchsichtiges Außenelement aufweist, wobei zwischen dem Außenelement und dem Fotoabsorptionselement ein geschlossener Raum ausgebildet ist.
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Es ist auch vorteilhaft, wenn in dem geschlossenen Raum der Thermo-Solarwand zur Verstärkung des Treibhauseffektes eine durchsichtige wärmeisolierende Folie angeordnet ist.
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Eine alternativ Grundlage der Erfindung besteht in einer Vorrichtung zur Durchführung der Wärmebehandlung von Bienenvölkern zum Zweck der Abtötung der Bienenparasiten im Innenraum des Aufsatzes durch Umwandlung der kurzwelligen elektromagnetischen Strahlung in langwellige Wärmestrahlung, wobei der Aufsatz den Innenraum umschließt, in dem sich ein Brutkörper befindet, wobei der Aufsatz zur Bildung einer sekundären Wärmeenergie mit einer Thermosolarwand, mit einem Fotoabsorptionselement, welches eine aktive Oberfläche und eine abstrahlende Oberfläche aufweist und zur Bildung einer primären Wärmeenergie mit einem seitlich angeordneten durchsichtigen Fenster ausgestattet ist, wobei im Innenraum des Aufsatzes ein thermosolares Rähmchen eingesetzt ist, welches mit einer zum Fenster situierten aktiven Fotoabsorptionsschicht versehen ist, wobei das thermosolare Rähmchen im Innenraum des Aufsatzes parallel mit seiner Vorderwand geführt ist, und zwar so, dass zwischen dem thermosolaren Rähmchen und dem Innenteil des Fensters eine Vorderkammer mit einem aufsteigenden Strom warmer Luft ausgebildet ist und wobei die Thermosolarwand eine Decke des Aufsatzes bildet.
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Vorteilhaft ist dabei, wenn an dem thermosolaren Rähmchen gegenüber einem Brutkörper im Innenraum des Aufsatzes eine Wärmeisolierungsschicht angeordnet ist.
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Weiter ist es vorteilhaft, wenn die Vorrichtung über der Thermosolarwand einen wärmeisolierenden abnehmbaren Deckel aufweist, der die Einstrahlung von Sonnenstrahlen im aufgesetzten Zustand verhindert.
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Dank der Erfindung wird eine bessere Wirkung erreicht, und zwar dadurch, dass unter Einsatz des Verfahrens zur Wärmebehandlung von Bienenvölkern und der Vorrichtung zur Steuerung des Wärmeregimes in der Bienenbeute eine wirksame Reduktion der Parasiten erfolgt, wobei ein solches Verfahren der Wärmebehandlung des Bienenvolks verwendet wird, welches die unterschiedliche Wärmeempfindlichkeit der unterschiedlich alten Bienen respektiert und die Möglichkeit nutzt, die Wärmeenergie der Sonnenstrahlung oder einer anderen Quelle der Wärmestrahlung zu verwenden. Die Behandlung des Bienenvolks an sich ist zeitlich nicht anspruchsvoll, die Herstellungs- und Betriebskosten sind sehr niedrig. Die Vorrichtung kann auch bei den schon verwendeten Beutesystemen eingesetzt werden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt. Es zeigen:
- 1 einen schematischen seitlichen Schnitt durch eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung des Bienenvolks,
- 2 das Schema der Wärmebehandlung des Bienenvolks im Entwicklungsregime im Frühling,
- 3 das Schema der Wärmebehandlung des Bienenvolks gegen Varroose im Sommerregime,
- 4 den schematischen seitlichen Schnitt durch eine Beute mit Wärmebehandlung des Bienenvolks mit Einsatz einer außenliegenden thermoenergetischen Quelle und
- 5 und 6 schematische seitliche Schnitte durch Vorrichtungen in alternativen Ausführungen.
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Die Zeichnungen, welche die vorgelegte Erfindung zeigen, und die beschriebenen Beispiele der konkreten Ausführungen beschränken in keinem Fall den in der Definition angegebenen Umfang der Schutzrechte, sie dienen nur zur Erläuterung der Erfindungsgrundlage.
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Die Vorrichtung zur Durchführung der Wärmebehandlung der Bienenvölker nach 1 besteht aus einem Rahmenaufsatz 1, der auf einem Beuteboden 2 aufgestellt ist, wobei am oberen Teil des Aufsatzes 1 eine Thermosolarwand 3 aufliegt, die als Decke ausgeführt ist, über welcher ein abnehmbarer Deckel 4 angeordnet ist. Der Aufsatz 1 ist von der Seite einer Vorderwand 12 mit einem Flugloch 121 versehen, das am Beuteboden 2 angeordnet ist. An der Seite hat der Aufsatz 1 eine Öffnung 13, in welche ein Fenster 5 eingesetzt ist. Das Fenster 5 besteht aus einem durchsichtigen Außen- und Innenteil 51, 52, welche zum Beispiel aus gläsernen Scheiben hergestellt sind. An dem durchsichtigen Innenteil 52 des Fensters 5 ist in seinem unteren Bereich eine Rinne 6 befestigt. Im Innenraum 11 des Aufsatzes 1 befindet sich ein Brutkörper 8. Zwischen ihm und der Vorderwand 12 des Aufsatzes 1 ist ein thermosolares Rähmchen 7 angeordnet, das aus einer inneren Wärmeisolierungsschicht 71, die zum Brutkörper 8 angeordnet ist, und einer äußeren aktiven Fotoabsorptionsschicht 72, die zum Fenster 5 ausgerichtet ist, besteht. Das thermosolare Rähmchen 7 ist im Innenraum 11 des Aufsatzes 1 parallel mit seiner Vorderwandeden 12 geführt, und zwar so, dass zwischen dem thermosolaren Rähmchen 7 und dem Innenteil 52 des Fensters 5 eine Vorderkammer 111 für einen aufsteigenden Strom warmer Luft ausgebildet ist. Gleichzeitig befindet sich über einer oberen Stirnwand 73 und einer unteren Stirnwand 74 des thermosolaren Rähmchens 7 ein freier Raum. Die Thermo-Solarwand 3 besteht aus einem Rahmen 31, der so geformt ist, dass er auf den oberen Bereich des Aufsatzes 1 stößt. Im Rahmen 31 sind eingesetzt, zum Beispiel eingeklebt, durchsichtige Innen- und Außenelemente 32, 33, die aus vollkommen durchsichtigen Glasscheiben oder Glassätzen bestehen. Zwischen dem Innenelement 32 und dem Außenelement 33 ist ein geschlossener Zwischenraum 34 ausgebildet, in welchem zur Verstärkung des Treibhauseffektes eine durchsichtige wärmeisolierende Folie 35 angeordnet ist. Unter dem Innenelement 32 befindet sich ein Fotoabsorptionselement 36, zum Beispiel aus Blech, welches erstens eine aktive Oberfläche 361 hat, die kurzwellige elektromagnetische Strahlung absorbiert, und zweitens eine abstrahlende Oberfläche 362 aufweist, welche langwellige Wärmestrahlung emittiert.
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2 zeigt den Ablauf des solaren Verfahrens der Wärmebehandlung der Bienenvölker im Entwicklungsregime im Frühling. Die kurzwellige elektromagnetische Strahlung in Form von Sonnenstrahlen 10 dringt durch durchsichtige Elemente, einem Außen- und einem Innenteil 51 und 52 des Fensters 5 und fällt auf die aktive Fotoabsorptionsschicht 72 des thermosolaren Rähmchens 7. Dabei kommt es zur Umwandlung der kurzwelligen Lichtstrahlung in langwellige Wärmestrahlung. Primäre Wärmeenergie 91, die auf der aktiven Fotoabsorptionsschicht 72 des thermosolaren Rähmchens 7 generiert wird, strömt in dem Innenraum 11 des Aufsatzes 1 zuerst aufsteigend durch die Vorderkammer 111 entlang des thermosolaren Rähmchens 7 bis zum Niveau der Decke des Aufsatzes 1, die als Thermosolarwand 3 ausgeführt ist. Dann wird die primäre Wärmeenergie 91 unter der Thermosolarwand 3 horizontal weiter in den Aufsatz 1 über den Brutkörper 8 geleitet, welcher durch sie aufgewärmt wird. Die metabolische Wärme 92, welche vom Brutkörper 8 emittiert wird, wird von der Wärmeisolierungsschicht 71 des thermosolaren Rähmchens 7 in dem Innenraum 11 des Aufsatzes 1 gehalten. Bei sinkender Temperatur, insbesondere während der Nacht, kühlt sich das durchsichtige Innenelement 52 des Fensters 5 ab und die Luftfeuchtigkeit kondensiert an ihm in Form von Wassertröpfchen. Dieses Wasser tropft infolge der Gravitation in die Rinne 6, wo es gesammelt wird. Diese Flüssigkeit können die Bienen morgens trinken und sie müssen die Beute nicht mehr verlassen, um notwendiges Wasser zu holen.
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3 zeigt den Ablauf des solaren Verfahrens zur Wärmebehandlung von Bienenvölkern gegen Varroose im Sommerregime. In der Grundstellung befindet sich über der als Thermosolarwand 3 aufgebauter Decke der wärmeisolierender abnehmbarer Deckel 4, so dass die Wirkung der Sonnenstrahlung von Oben nicht aktiv ist. Nach dem Abnehmen des Deckels 4 dringen die Sonnenstrahlen 10 durch die Thermosolarwand 3 durch das durchsichtige Außenelement 33, durch die lichtdurchlässige Thermoisolierungsfolie 35 und das durchsichtige Innenelement 32 und fallen auf das Fotoabsorptionselement 36. Auf der aktiven Oberfläche 361 wird durch Umwandlung der kurzwelligen elektromagnetischen Strahlung der Sonnenstrahlen 10 sekundäre Wärmeenergie 93 generiert. In dem geschlossenen Raum 34 entsteht durch die Wirkung des durchsichtigen Innenelements 32, des durchsichtigen Außenelements 33 und der lichtdurchlässigen Thermoisolierungsfolie 35 ein Treibhauseffekt. Dabei wird die sekundäre Wärmeenergie 93, welche von der aktiven Oberfläche 361 des Fotoabsorptionselements 36 in Richtung nach oben freigesetzt, die vom Außenelement 33 zurück zum Fotoabsorptionselement 36 reflektiert wird. Die in der Thermosolarwand 3 akkumulierte sekundäre Wärmeenergie 93 wird durch eine Abstrahloberfläche 362 des Fotoabsorptionselements 36 in den Innenraum 11 des Aufsatzes 1 ausgestrahlt.
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Die Temperatur im Innenraum 11 des Aufsatzes 1 wird weiter von der primären Wärmeenergie 91, die in Form des warmen Luftstroms auf der aktiven Fotoabsorptionsschicht 72 des thermosolaren Rähmchens 7 entsteht, beeinflusst. Dadurch entsteht ein aktives Zusammenwirken beider Wärmeenergien 91 und 93 und die Temperatur in gesamtem Innenraum 11 des Aufsatzes 1 steigt auf mehr als 40 °C. Durch diesen Temperaturanstieg wird der Brutkörper 8, in dessen Innenbereich sich lebende Parasiten 20 befinden, durchwärmt. Diese Parasiten werden durch die erhöhte Temperatur abgetötet und sie fallen auf den Beuteboden 2 hinunter. Die adulten Bienen 30, für welche die Erwärmung gefährlich werden könnte, ziehen sich vor der für sie zu hohen Wärme in niedrigere Bereiche des Innenraums 11 des Aufsatzes 1 zurück, oder sie sammeln sich beim Flugloch 121 des Aufsatzes 1 oder sie entweichen nach außen. Die Wärmebehandlung wird durch Aufsetzen des Deckels 4 auf die Thermosolarwand 3 abgeschlossen. Die Bienen 30 kehren nach dem selbstständigen Absinken der Temperatur von sich aus zum Brutkörper 8 zurück und der normale Zustand trifft wieder ein, so wie er vor der Wärmebehandlung gewesen ist.
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Die Wärmebehandlung des Bienenvolks im Innenbereich der Beute wird entweder mittels primäre Wärmeenergie 91, die auf der aktiven Fotoabsorptionsschicht 72 des thermosolaren Rähmchens 7 entsteht, oder durch sekundäre Wärmeenergie 93, welche von der Thermosolarwand 3 ausgestrahlt wird, oder unter Mitwirkung der primären Wärmeenergie 91 und der sekundären Wärmeenergie 93 durchgeführt. Die Wärmeenergien 91 und 93 ermöglichen die Erreichung einer Temperatur von mehr als 40 °C im gesamten Innenbereich 11 des Aufsatzes 1, was zum Absterben der Bienenparasiten 20 führt. Mit Rücksicht auf die Gesundheit der Bienen und ihrer Brut ist die Länge der Exposition der Wärmebehandlung von der Entfernung zwischen dem Beuteboden 2 und der Thermosolarwand 3, von der Temperatur des Umfelds der Beute, der Intensität der Sonnenstrahlung und auch von den wärmeisolierenden Eigenschaften des gesamten Beutesystems abhängig.
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Falls die Beute vollkommen abgedichtet ist, die Entfernung der entferntesten Stelle der Brutkörpers 8 von der Thermosolarwand 3 36 cm nicht übersteigt, die Temperatur der Umgebung zwischen 28 und 33 °C liegt, die Bewölkung des Himmels weniger als 20 % beträgt, der Beuteboden 2 lückenlos ist, das Flugloch 121 des Aufsatzes 1 auf einer Höhe von 1 cm offen ist und im entferntesten Punkt des Brutkörpers 8 eine Temperatur von mindestens 40 °C erreicht wird, wird die Dauer der Wärmeexposition des Innenraums 11 des Aufsatzes 1 auf zwei Stunden festgesetzt. Die hier beschriebenen optimalen Konditionen der Wärmebehandlung der Bienenvölker sind jedoch nicht universell gültig und die Wirkung wird auch durch weitere Faktoren beeinflusst, zum Beispiel durch das angewandte Beutesystem oder weitere, hier nicht angeführte Naturkonditionen. Die Dauer der Wärmeexposition im Innenraum 11 des Aufsatzes 1 ist also deswegen variabel.
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Das hier beschriebene Verfahren der Wärmebehandlung der Bienenvölker sowie der Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens stellen nicht die einzige mögliche Ausführung der Erfindung dar, da die primäre Wärmeenergie 91 oder die sekundäre Wärmeenergie 93 mittels Wärmestrahlung auch von einer anderen als der solaren Quelle gewonnen werden können. Dies kann zum Beispiel mittels einer thermoenergetischen Komponente 40 mit einer Quelle einer generierten Strahlung 60 in Form von heißer Luft oder des elektrischen Widerstandes oder einer Glühlampe oder heißer Flüssigkeit oder einer Flamme oder eines Wärmeakkumulators erfolgen, wobei der Aufsatz 1 nicht mit einem Fenster 5 ausgerüstet sein muss, wie es in 4 gezeigt ist. Die sekundäre Wärmeenergie 93 kann nicht nur von der Thermosolarwand 3, ausgeführt als Deckenteil, gewonnen werden, sondern ihre Quelle kann auch seitlich in den Aufsatz 1 eingebaut werden, wie es in der 5 gezeigt ist. In alternativer Ausführung kann die Thermosolarwand 3 nur das Außenelement 33 enthalten, das als vollkommen durchsichtige Glasscheibe ausgeführt ist, und das Fotoabsorptionselement 36, zur Umwandlung der kurzwelligen elektromagnetischen Strahlung in langwellige Wärmestrahlung aufweist. Weiter kann die Vorrichtung, die insbesondere zur Behandlung des Bienenvolks während des Entwicklungsregimes in Frühling bestimmt ist, im Aufsatz 1 nur ein durchsichtiges Fenster 5 enthalten. Dabei ist im Innenraum 11 des Aufsatzes 1 ein thermosolares Rähmchen 7 eingesetzt, welches mit der zum Fenster 5 ausgerichteten aktiven Fotoabsorptionsschicht 72 ausgestattet ist, wie es aus 6 ersichtlich ist. Die Vorrichtung kann unter dem Brutkörper 8 einen oder mehrere Aufsätze 1 aufweisen.
