Почему не работает запрос в kohane orm?

В первом случае, вероятно, вторая строка должна быть вроде $places = $places->find_all();, ведь надо положить результат в какую-либо переменную..

Разберем в ходу:
ORM::factory('place') возвращает объект ORM. Вы его заносите в переменную $places. Затем вызываете метод find_all(), но результат никуда не присваиваете.
Во втором же случае вы кладете результат метода find_all() в переменную.