Han har betytt mycket för både svensk forskning och för svensk kyl- och värmepumpsindustri, men allt började med något av en slump. Och med ett flygcertifikat. Möt Eric Granryd, professor emeritus vid Kungliga Tekniska
Högskolan och Institutionen för Energiteknik.
(Ursprungligen publicerad i Kyla & Värme nr7/2017)
Text och foto: Johan Tegnelius
Jag har stämt träff med Eric Granryd på Kungliga Tekniska Högskolan i Stockholm (KTH), alldeles utanför entrén till Institutionen för Energiteknik. Samma institution som han ledde i egenskap av professor från 1984 tills att han gick i pension 1999.
Eric har precis deltagit i ett seminarium med fokus på simulering av butikskylanläggningar och står i samspråk med några kollegor ifrån institutionen när jag dyker upp. Trots titeln emeritus är han i högsta grad fortsatt engagerad i forskningen som bedrivs här.
Vi tar en kort promenad och slår oss ner i lunchrestaurangen belägen i huset intill. Runt omkring fylls borden med nyblivna studenter som genomgår sin inspark, eller nollning. Varje bord måste sjunga en studentvisa innan de får hugga in på maten, vilket leder till en ganska hög ljudvolym. Samtidigt är det en trevlig, positiv inramning. Kanske kommer till och med några av dessa förväntansfulla studenter fastna för termodynamiken på samma sätt som Eric gjorde.
TERMODYNAMIK AV EN SLUMP
Bland Eric Granryds bidrag till forskningen inom det termodynamiska området nämns ofta hans beräkningsmodeller för luftvärmeväxlare samt arbetet med optimering av värmepumpssystem, för vilka han prisats såväl i Sverige som internationellt. Avdelningen för Tillämpad Termodynamik och Kylteknik vid KTH som Eric Granryd började bygga upp under 1980-talet tillhör idag världens ledande forskningsinstitutioner inom området kyl- och värmepumpsteknik. Det finns ännu mer att berätta, men att återge alla detaljer i Erics gärning inom kyl- och värmepumpsområdet skulle kräva ett bokformat och inte en artikel. Vi får istället nöja oss med några nedslag i berättelsen, som förhoppningsvis ändå ger en liten inblick i vad han åstadkommit.
Om vi börjar från början så inleddes Erics karriär inom termodynamiken nästan lite slumpmässigt. Han fick nämligen ett stipendium för att ta flygcertifikat hos Saab under sin studietid vid Maskinteknik på KTH och i samband med detta fick han även frågan om han ville göra sitt examensjobb hos dem i Linköping. Det här var 1958 och några planer på att fördjupa sig i det kyl- och värmepumpstekniska området hade inte funnits fram tills nu.
– Utav de möjligheter till examensarbete som fanns hos Saab, inom områdena hållfasthet respektive termodynamik, lockade termodynamiken mig mest. Uppgiften bestod av att prova ut en ny värmeväxlare som skulle användas för kylning av cockpit i stridsflygplanen.
Själva värmeväxlaren var en ganska komplicerad historia med förångning i runda, klena rostfria rör och något helt nytt. Det visade sig att de samband för värmeövergången vid kokning som Bo Pierre, då nyutnämnd professor på KTH, nyligen hade tagit fram gick att använda även på de smala rör som provades på Saab. Examensjobbet blev något av startskottet för Erics karriär inom kyl- och värmepumpstekniken, vilket som sagt inte alls var planerat när han inledde studierna.
Efter tiden på Saab, med en civilingenjörsexamen i bagaget, bar det vidare av till Svenska Rotormaskiner (SRM). Företaget var redan etablerat med sin patenterade skruvkompressorteknik och hos dem blev Eric i egenskap av beräkningsingenjör involverad i flera innovativa projekt, bland annat fick han vara med och utveckla kompressorer för tvåstegsanläggningar med ammoniak.
De första kompressorerna beställdes i början på 60-talet av Per Oskar Persson på Frigoscandia (då hette företaget ”Helsingborgs Fryshus”) och installerades i fryshuset på slakthusområdet i Stockholm. En lärorik period för Eric som gav mersmak.
ÅTERVÄNDER TILL HÖGSKOLAN
Nyfikenheten och viljan att lära sig mer ledde så småningom till att han snart återvände till KTH för fortsatta studier och ett jobb som assistent vid Bo Pierres institution. Där kom han att hjälpa Per-Oskar Persson, sedermera vd för Frigoscandia, med provkörningar av nya aggregat för deras verksamhet.
– Det var ganska spännande tider. Per Oskar Persson hade en stor del i att Frigoscandia blev världsledande inom frysteknik, berättar Eric. Bland annat var de först med att kunna styckfrysa grönsaker, vilket väckte ett stort intresse internationellt. Ett tag hade de ungefär hälften av världsmarknaden. Att få vara med och utveckla tekniken för detta kändes otroligt kul.
Under den här perioden på KTH tog Eric även sin licentiatexamen. Licentiatavhandlingen behandlade beräkningssamband för värmeövergång och tryckfall vid flänselement. Ett stipendium från Svenska Amerikastiftelsen ledde därefter till en längre USA-resa. Med lite tur fick han jobb på Institute of Gas Technology i Chicago, där man sökte efter ny teknik för luftkonditionering med naturgas som energikälla. Fokus då låg på naturgasdrivna system. Eric fick fria händer och kom upp med en idé till en stirling-liknande värmedriven kompressor som skulle arbeta i ett kylsystem med koldioxid som köldmedium.
– Det satsades ganska stora resurser på det här projektet, vilket så klart var kul och otroligt lärorikt. För egen del fick jag med mig en sju, åtta patent. Bland annat ett som beskriver användning av en expander istället för expansionsventil i kylkretsen, berättar Eric vidare.
Efter de här 18 månaderna flyttade Eric tillbaka till Stockholm och arbetet vid KTH senhösten 1966. Han släppte dock inte kontakten med varken projektet i USA eller kollegorna där och under flera somrar kom han att återvända till Chicago för att bistå i det fortsatta arbetet.

ENERGIKRIS OCH VÄRMEPUMPAR
En bit in på sjuttiotalet arbetade Eric som lektor vid KTH och fick då anledning att i olika sammanhang fokusera på värmepumpar, ett teknikområde som än så länge var mycket begränsat vad gällde kommersiell tillverkning och tillämpning. På uppdrag av Byggforskningsrådet undersöktes till exempel olika lösningar för villavärmepumpar.
– En stor drivkraft till det växande intresset för värmepumpar under sjuttiotalet var oljekrisen i början av decenniet, som ledde till skenande oljepriser, förklarar Eric. Att hitta alternativ till oljeuppvärmning blev allt mer intressant.
Arbetet med, och intresset för, värmepumpar förde honom till AGA Heating 1978. Thermia var det bolag inom koncernen som arbetade med värmepumpar och där började han på utvecklingsavdelningen. Mycket handlade då om att förbättra tillförlitligheten, höja effektiviteten och göra aggregaten tillräckligt kompakta för att kunna kommersialisera dem i större skala.
– Här fick jag också nytta av examensarbetet jag gjort tidigare hos Saab, när vi utvecklade nya förångare och kondensorer med mini-tuber. Det var en ganska komplicerad tillverkningsprocess men vi lyckades och Thermia använde dem under ett tiotal år, tills dess att plattvärmeväxlarna slog igenom, säger Eric.
Till saken hör att man faktiskt tittade på plattvärmeväxlare i ett ganska tidigt skede, redan när man började utvecklingen av de nya värmeväxlarna med mini-tuber.
– Men när vi pratade med tillverkare av platt värmeväxlare så viftade de bort den idén, berättar Eric och ler. Tanken på att provtrycka dem upp till 30 bar lät absurd i deras öron. ”Glöm det” var svaret man fick. Man ansåg att det inte var möjligt att löda så tätt och med den hållfastheten som krävdes.
VÄRMEPUMPARNA SLÅR IGENOM
De första värmepumparna på Thermia använde ytjordvärme som Palne Mogensen utvecklade dimensioneringsregler för. Bergvärme var faktiskt något som Eric själv inte trodde på till en början. Inte för att själva värmepumpen inte skulle bli bra, utan för att borrningen nog skulle bli för dyr och svår att hantera.
– Anledningen till min inledande skepticism var väl egentligen ett minne från barndomen där vi skulle borra efter vatten hemma, säger Eric och skrattar. Då tog det en hel sommar att komma ner till det djup som krävdes, 90 meter. Tanken på att då behöva borra sig ner 200 meter för en bergvärmepump kändes snudd på övermäktigt. Men, det visade sig att det går ju väldigt bra. Tekniken går som sagt framåt.
En period hos Thermia som Eric lyfter fram är då statliga Vattenfall startade upp ett projekt med fokus på solenergi och värmepumpar. Tidsmässigt handlar det om slutet av sjuttiotalet fram till mitten/slutet åttiotal. Oljeersättningsdelegationen (OED), utsedd av Regeringen, hade nämligen bedömt att potentialen för solenergi vid denna tidpunkt var 60 TWh/år och värmepumpar 55 TWh/år. ”Vattenfalls projekt för solenergi och värmepumpar” kallades det, eller ”Solprojektet” kort och gott, och syftet var att bygga demonstrationsanläggningar.
– Sol är viktigt att nämna här, förklarar Eric, eftersom många inte trodde på värmepumpstekniken - värmepumparna behöver ju el för sin drivning. Trots det tillsattes en ganska stor budget för projektet och Vattenfall stimulerade många att etablera sig. Bland annat beställdes 25 luft/vattenvärmepumpar av Thermia (och detsamma från en annan tillverkare) för installation och utvärdering, vilket resulterade i att Thermia vågade satsa på tekniken.
Hos Thermia kom Eric så småningom att bli utvecklingschef, en position han hade fram till 1983, då han utnämndes till professor som efterträdare till Bo Pierre på KTH. Där påbörjade han arbetet med att bygga upp avdelningen för Tillämpad termodynamik och kylteknik som vi känner den idag. Efter några år bildades Institutionen för Energiteknik med Eric som prefekt,
Som framgår har Eric varit verksam både inom näringslivet och forskningsvärlden under sin karriär. Kopplingen, närheten mellan industri och forskning, menar Eric är väldigt nyttig. Idéer, intryck, kunskap och erfarenheter kan delas och utvecklas. Den närheten har inte bara betytt mycket för honom personligen men även för den svenska kyl- och värmepumpsforskningen generellt. Electrolux är ett klassiskt exempel på företag som vuxit fram i nära samarbete med högskolan. Värmepumpsindustrin är ett annat. Eric nämner Carl Munters, Matts Bäckström, Bo Pierre och Per-Oskar Persson som föregångare och som stod för en tidig koppling mellan de bägge världarna, en tradition som lever vidare idag.

STYR- OCH REGLERTEKNIKENS BETYDELSE
När vi pratar om den utveckling av värmepumpstekniken som skett under decennierna, vad var de största utmaningarna i början av sjuttiotalet och vilka är de framtida utmaningarna?
– Utöver de tekniska utmaningarna i att utveckla nya, effektivare värmepumpar så har det funnits en del pedagogiska. Att använda plattvärmeväxlare tog det ju ett tag att få genomslag för, berättar Eric. Samma sak vad gäller att få marknaden sluta använda shunt och istället låta kondenseringstemperaturen variera med behovet. Det var så djupt fastrotat att man skulle ha ett värmesystem som alltid levererade 60 °C, med shuntventil som reglerade temperaturen ut.
– Utvecklingen av styr- och reglertekniken har betytt mycket för möjligheten att göra effektivare värmepumpar, understryker Eric. Det har gjort det enklare att få ordning på komplicerade lösningar, kan man väl säga. Under en tidig period i min värmepumpskarriär gav jag mig i kast med att bygga en egen värmepumpslösning hemma, med uteluft som värmekälla, en regenerativ cykel (för att minska strypförlusten) och med behovsstyrd avfrostning baserad på självcirkulation från värmesystemet. Låt oss säga att det förmodligen var världens mest komplicerade värmepump. Hade vi haft dagens möjligheter att styra anläggningen skulle det gått mycket bättre. Som det var i stället riskerade man ju att starta avfrostningen om man slog på rakapparaten på morgonen, säger Eric och skrattar. Vi värmde huset med anläggningen flera år trots detta, även om familjen nog tyckte att det var lite för kallt ibland.
Under åren har Eric också kunnat följa hur utvecklingen av komponenter lett till ökad effektivitet hos värmepumpssystemen. I början låg t ex verkningsgraden för en hermetisk kompressor inklusive elmotor på strax över 50 procent och idag handlar det snarare om 75 procent. Vi har också sett en stor utveckling kopplad till köldmedier och köldbärare. Värmeväxlartekniken har utvecklats även den och resulterat i såväl minskade köldmediemängder, som höjda förångningstemperaturer, med effektivare system som resultat.

DATORISERING OCH SIMULERINGAR
Datorernas intåg har även gjort beräkningar och simuleringar betydligt enklare. På 60-talet fick Eric vara glad för den halvtimme om dagen som KTH disponerade på Atomenergis Ferranti Mercury dator som upptog ett helt rum på KTH. Den programmerades med stansade hålremsor. Kapaciteten hos denna dator motsvarade en miljontedel av den för en genomsnittlig dator 2017.
– Det var ganska stressiga halvtimmar. Stansade man remsan fel fick man göra om den, med lite tur kunde man ha beräkningen klar på ett par dagar. Med dagens resurser kan man nå så mycket längre och upptäcka eventuella brister i ett system redan på ett simuleringsstadie, vilket förenklar och skyndar på utvecklingen.
Jag frågar Eric om han ser några områden med särskild utvecklingspotential framöver.
– Komponenterna som utgör ett kyl- och värmepumpssystem kommer så klart att finslipas ytterligare. Jag tror också att vi har en utmaning på köldmediesidan där propan borde kunna få ett större utrymme. För det krävs minskade köldmediemängder, vilket bland annnat Klas Andersson fokuserar på i ett projekt inom EffsysExpand. Metoder att ersätta expansionsventilen för att minska strypförlusterna är fortsatt en utmaning, särskilt i CO2-system. Där finns säkert några kilowatt att spara i en större anläggning. Utmaningen kan vara smörjningen av expandern, men det borde gå att lösa.
Innan vi skiljs åt summerar Eric utvecklingen med att konstatera hur pass etablerade värmepumparna har blivit. Från att ha varit en högst begränsad företeelse i inledningen av sjuttiotalet till att närapå finnas i vartenda svenskt hem.
– Från början beskrevs värmepumpen med ord – som ”ett kylskåp, fast tvärtom”. Idag är det nästan det omvända, att kylmaskiner beskrivs som ”en värmepump, fast tvärtom”. Det är rätt häftigt.
(Artikeln här är ett exempel på de branschnära reportage vi publicerar i Kyla & Värme. Just den här artikeln fanns med i nr 7/2017. Vi återpublicerar den här med anledning av invigningen av Granryd Laboratorium på KTH vid Institutionen för Energiteknik. För att få tillgång till fler reportage och nyheter så starta din prenumeration på tidningen här redan idag)