À Saint-Dominique, une installation multizone pensée pour un passage technique déjà occupé par plusieurs équipements CVAC
Cette installation réalisée à Saint-Dominique, en Montérégie, présente une contrainte très différente de celle d’une thermopompe posée dans une grande cour dégagée. Ici, le groupe extérieur d’une thermopompe à trois têtes GREE Free Match R32 devait prendre place dans un passage étroit, le long d’un mur de brique où plusieurs équipements mécaniques étaient déjà présents.
La photographie du chantier permet de comprendre immédiatement le contexte. Notre unité GREE apparaît au premier plan, installée en hauteur sur une solide structure métallique fixée à la maçonnerie. Derrière elle, d’autres groupes extérieurs occupent déjà la même façade. Une porte se trouve directement sous la zone de l’installation, un escalier métallique ferme partiellement l’extrémité du passage et un plafond de terrasse ou de coursive métallique réduit l’espace disponible au-dessus des appareils.
Dans un tel environnement, le travail ne consiste pas uniquement à trouver suffisamment de place pour le condensateur. Il faut penser à la circulation de l’air, aux vibrations, à l’accès pour l’entretien, au poids de l’équipement, aux conduites frigorifiques, au câblage électrique et aux trois branches qui alimentent les unités intérieures.
C’est précisément dans ce genre de projet que la planification d’une installation CVAC multizone fait une différence importante.
Utiliser l’espace vertical plutôt que condamner le passage au sol
Le corridor visible sur la photo sert visiblement à la circulation et à l’accès aux installations du bâtiment. Déposer le groupe GREE au sol aurait réduit cet espace et rendu les déplacements, le nettoyage et les interventions futures beaucoup moins pratiques.
Nous avons donc utilisé la partie supérieure du mur.
Le groupe extérieur repose sur deux consoles métalliques renforcées par des diagonales. Cette géométrie permet de transférer la charge vers le mur tout en conservant le sol entièrement libre sous l’appareil.
Cette décision procure plusieurs avantages :
- le passage reste utilisable;
- la porte sous l’installation demeure accessible;
- l’appareil est moins exposé aux débris présents au sol;
- le dessous du groupe reste visible pour inspection;
- l’eau provenant du dégivrage peut être gérée sans enfouir l’appareil dans une accumulation au sol;
- le technicien dispose d’un accès direct aux raccordements latéraux;
- le groupe s’intègre à la logique des autres équipements déjà installés en hauteur dans ce passage.
Le poids d’un Free Match trois têtes exige une vraie structure
Une thermopompe multizone ne doit jamais être fixée sur un support choisi uniquement selon ses dimensions apparentes.
Selon le tableau de la page 2 de la documentation fournie, les groupes extérieurs capables d’alimenter trois unités intérieures commencent avec le modèle de 24 000 BTU/h, pesant 112,5 lb. Les modèles de 30 000, 36 000 et 42 000 BTU/h atteignent respectivement 145,5 lb, 173,1 lb et 174,2 lb.
Cette masse doit être supportée pendant des années malgré :
- les vibrations du compresseur;
- les cycles thermiques;
- les conditions hivernales;
- l’humidité;
- les opérations de dégivrage;
- les interventions d’entretien.
Dans une maçonnerie comme celle visible à Saint-Dominique, nous devons considérer le type d’ancrage, la qualité du support existant et la position des points de fixation. Les consoles visibles sont également munies d’appuis entre les rails et le groupe extérieur afin de limiter la transmission mécanique directe.
Installer plusieurs condensateurs sur une même façade sans créer une zone de recirculation
La présence d’autres unités extérieures derrière le GREE rend ce chantier particulièrement intéressant.
Chaque thermopompe doit aspirer de l’air extérieur à travers son échangeur puis rejeter un volume important d’air par son ventilateur. Lorsque plusieurs appareils sont installés dans un passage relativement étroit, il faut éviter qu’une machine aspire directement l’air rejeté par une autre.
Cela pourrait provoquer une recirculation thermique, particulièrement défavorable pendant les périodes de forte demande.
Nous devons donc observer :
- l’orientation de chaque ventilateur;
- la distance entre les groupes;
- la largeur du corridor;
- les obstacles devant les appareils;
- le plafond situé au-dessus;
- les murs pouvant réfléchir ou emprisonner l’air rejeté.
Sur la photographie, la grande façade ventilée du GREE est dirigée vers l’espace ouvert du passage. Le côté raccordement demeure près du mur de brique, ce qui permet de regrouper les conduites sans encombrer la face principale de l’appareil.
Cette organisation est beaucoup plus importante qu’elle peut le sembler. Un appareil bénéficiant d’excellentes caractéristiques techniques peut perdre une partie de son rendement si son échange d’air extérieur est compromis par un mauvais emplacement.
Pourquoi une thermopompe trois têtes convenait à cette configuration
Le GREE Free Match R32 est un système multizone : un seul groupe extérieur peut alimenter plusieurs unités intérieures.
Pour un bâtiment où trois espaces ont besoin d’être traités séparément, cette configuration évite d’ajouter trois nouveaux condensateurs sur une façade déjà occupée.
C’est particulièrement pertinent dans un passage comme celui photographié à Saint-Dominique. L’espace mécanique extérieur est limité. Ajouter un groupe pour chaque pièce aurait considérablement augmenté l’encombrement et multiplié les alimentations électriques ainsi que les points de service.
Avec une configuration trois têtes, nous pouvons plutôt desservir trois zones avec un seul compresseur extérieur.
La fiche technique GREE indique que :
- le groupe 24 000 BTU/h peut raccorder de deux à trois unités intérieures;
- le 30 000 BTU/h peut en raccorder de deux à quatre;
- le 36 000 BTU/h peut en raccorder de deux à quatre;
- le 42 000 BTU/h peut en raccorder de deux à cinq.
La plaque permettant d’identifier avec certitude la capacité exacte du groupe photographié n’est pas suffisamment lisible sur l’image fournie. Nous ne lui attribuons donc pas un nombre de BTU sans confirmation.
Trois zones permettent un contrôle beaucoup plus précis à l’intérieur
Une seule unité murale peut être très efficace dans une aire ouverte. Elle devient moins efficace dès que l’on tente de climatiser plusieurs pièces séparées par des murs et des portes.
Une thermopompe trois têtes permet de placer le traitement de l’air directement dans les zones qui en ont besoin.
Selon l’aménagement du bâtiment, cela peut signifier :
- une unité intérieure pour une aire principale;
- une deuxième pour une pièce indépendante;
- une troisième pour un autre niveau ou une zone plus éloignée.
Chaque unité intérieure dispose de sa propre ventilation et de sa propre consigne.
Le compresseur inverter extérieur adapte ensuite sa production à la demande combinée des zones.
Trois commandes indépendantes ne signifient pas trois modes opposés
Il est possible d’utiliser des consignes différentes dans les trois espaces. Une zone peut par exemple être maintenue à 21 °C et une autre à 23 °C.
En revanche, les trois unités partagent le même groupe frigorifique. Sur un multizone conventionnel, elles doivent fonctionner dans des modes compatibles. Il ne faut pas demander à une tête de chauffer pendant qu’une autre demande simultanément de la climatisation.
Cette explication fait partie de la mise en service que nous effectuons après l’installation de la thermopompe.
Le côté technique de la photo : trois circuits regroupés proprement
Un détail particulièrement révélateur apparaît sur la droite du groupe GREE.
Plusieurs ensembles de conduites isolées quittent les raccordements et sont regroupés contre le mur. Dans une installation trois têtes, chaque unité intérieure possède son propre parcours frigorifique jusqu’au groupe extérieur.
Il faut donc gérer beaucoup plus de conduites qu’avec un climatiseur mural simple zone.
Nous cherchons à éviter :
- les conduites qui pendent librement;
- les courbes trop serrées;
- les isolants écrasés;
- les contacts pouvant produire des vibrations;
- les parcours qui empêchent l’ouverture du panneau de service;
- les câbles laissés sans soutien.
Sur ce chantier, les raccordements sont regroupés sur la même partie du mur et remontent dans la zone technique plutôt que de traverser le corridor.
La longueur totale des trois branches doit être calculée
La page 2 de la documentation GREE précise que les groupes présentés utilisent des conduites de liquide de 1/4 po et des conduites de gaz de 3/8 po.
Pour une configuration pouvant accueillir trois têtes, la longueur maximale totale varie selon le groupe :
- 60 m pour le modèle 24 000 BTU/h;
- 80 m pour le 30 000 BTU/h;
- 80 m pour le 36 000 BTU/h;
- jusqu’à 100 m pour le 42 000 BTU/h.
La différence de hauteur admissible atteint 15 m sur le 24 000 BTU/h et 25 m sur les groupes de capacité supérieure concernés.
Il est important de parler de longueur totale. Si trois têtes sont installées à différents endroits du bâtiment, leurs trois parcours doivent être considérés dans la conception.
Une tête située directement derrière le mur extérieur peut nécessiter relativement peu de tuyauterie, tandis qu’une autre située plusieurs pièces plus loin ou à un autre niveau peut imposer un trajet nettement plus long.
Le R32 et la charge frigorifique : aucune place pour l’approximation
La série Free Match présentée dans le document fonctionne au réfrigérant R32. Le fabricant indique également une quantité de réfrigérant préchargée correspondant à une certaine longueur de conduites, ainsi qu’une charge additionnelle de 20 g/m lorsque les longueurs installées l’exigent.
Sur une installation trois têtes, il devient donc particulièrement important de mesurer les parcours.
Notre séquence de travail comprend notamment :
- la préparation des conduites;
- la réalisation des raccordements;
- la vérification d’étanchéité;
- le tirage au vide;
- le calcul des longueurs;
- l’ajustement de la charge lorsque requis;
- la mise en fonction de chaque unité intérieure.
La fiche GREE mentionne aussi un capteur de détection de fuite A2L inclus, ainsi que l’autodiagnostic, le dégivrage intelligent et la technologie G10 inverter.
Ce que cette installation de Saint-Dominique nous apprend sur le rendement, l’entretien et le choix d’un multizone
Jusqu’à 21 SEER2 et 10 HSPF2
La documentation du GREE Free Match R32 annonce une efficacité allant jusqu’à 21 SEER2, 12,5 EER2 et 10 HSPF2. Elle indique également une plage de climatisation de -30 °C à 48 °C et une plage de chauffage de -30 °C à 24 °C.
Ces données sont intéressantes pour comparer différents systèmes, mais le rendement réel d’une installation dépend aussi de facteurs qui ne se trouvent pas dans une brochure :
- qualité du dimensionnement;
- emplacement des unités intérieures;
- circulation de l’air autour du groupe extérieur;
- longueur des conduites;
- charge frigorifique;
- propreté des filtres;
- températures de consigne;
- isolation du bâtiment.
Le chantier de Saint-Dominique illustre particulièrement bien le facteur circulation de l’air extérieur. Avec plusieurs condensateurs alignés le long de la même façade, l’emplacement de chacun doit être étudié afin de préserver un échange thermique adéquat.
Le fonctionnement jusqu’à -30 °C doit être interprété correctement
Le fabricant indique une plage de chauffage descendant jusqu’à -30 °C.
Pour une installation au Québec, cette information est importante, mais elle ne doit pas être confondue avec une garantie de capacité nominale complète à -30 °C.
Lorsque la température extérieure diminue, deux choses se produisent simultanément : le bâtiment perd davantage de chaleur et la performance disponible d’une thermopompe varie selon les conditions.
Pour déterminer si un système convient réellement comme source principale de chauffage, il faut donc examiner les pertes thermiques du bâtiment et la performance de la combinaison exacte aux températures froides.
Le dégivrage mérite encore plus d’attention lorsque l’appareil est installé en hauteur
Pendant le chauffage, du givre peut se former sur l’échangeur extérieur. Le Free Match dispose d’un système de dégivrage intelligent, selon la fiche du fabricant.
Lorsque le givre fond, l’eau s’écoule sous l’unité.
Le groupe photographié à Saint-Dominique se trouve en hauteur au-dessus d’une zone de passage. Cet emplacement permet de garder l’appareil loin des accumulations directement au sol, mais il impose aussi de vérifier où l’eau va tomber et geler.
Dans un passage utilisé quotidiennement, il faut éviter de transformer l’espace situé sous une thermopompe en surface glissante.
Le propriétaire ou gestionnaire doit donc :
- surveiller l’accumulation de glace;
- garder la zone de drainage libre;
- éviter de stocker du matériel directement sous le groupe;
- maintenir les dégagements autour du ventilateur;
- faire vérifier toute formation de glace anormale.
Le boîtier électrique doit rester accessible
À droite du groupe extérieur, on distingue également un boîtier électrique fixé sur la maçonnerie.
L’accès aux composants électriques et au dispositif de coupure fait partie de la planification du chantier. Nous évitons d’enfermer ces éléments derrière les conduites ou dans une zone impossible à atteindre sans démonter une partie de l’installation.
Tous les groupes extérieurs de la gamme présentés dans la documentation fonctionnent en 208/230 V.
Pour les modèles capables de recevoir trois unités intérieures, le courant minimal du circuit indiqué varie de 19,5 A à 30 A, tandis que la protection maximale contre les surintensités s’étend de 25 A à 45 A selon le groupe.
Il n’est donc pas possible de choisir le disjoncteur uniquement parce que l’installation comporte trois têtes. Nous devons nous référer au modèle exact et à sa plaque signalétique.
Le niveau sonore doit être considéré différemment dans un corridor
Le tableau technique indique, à niveau élevé, une pression sonore extérieure de 58 dB(A) pour le groupe de 24 000 BTU/h, 62 dB(A) pour le 30 000 BTU/h et 63 dB(A) pour les modèles 36 000 et 42 000 BTU/h.
Dans la réalité, la perception acoustique dépend beaucoup de l’environnement.
Un passage entouré de maçonnerie et fermé partiellement par une structure métallique peut réfléchir davantage le son qu’une cour complètement ouverte. Les vibrations peuvent également voyager par les supports si ceux-ci ne sont pas correctement isolés.
Nous devons donc considérer ensemble :
- le niveau sonore de l’appareil;
- la solidité des consoles;
- les appuis antivibratiles;
- les conduites qui pourraient toucher le mur;
- la proximité de fenêtres ou de pièces occupées.
Entretien : ne jamais transformer ce corridor en espace de rangement
La photo montre pourquoi l’accessibilité future est un élément central de ce projet.
Plusieurs groupes extérieurs sont installés dans le même passage. Avec le temps, il serait facile de commencer à entreposer des outils, boîtes, bacs ou matériaux devant les appareils.
C’est précisément ce qu’il faut éviter.
Pour préserver le fonctionnement et faciliter l’entretien CVAC, nous recommandons de garder :
- la face du ventilateur dégagée;
- les panneaux de service accessibles;
- la zone autour des raccordements libre;
- les conduites visibles pour inspection;
- le dessous du support accessible;
- le dispositif électrique atteignable.
Un technicien doit pouvoir intervenir sur une thermopompe sans devoir déplacer une quantité importante de matériel et sans démonter les installations voisines.
Trois têtes signifient également trois points d’entretien intérieur
Le groupe extérieur n’est qu’une partie du système.
Chaque tête intérieure possède son propre filtre, son propre échangeur, sa turbine et son drain de condensats.
L’entretien doit donc être effectué dans chacune des trois zones.
Nous recommandons de surveiller :
- la propreté des filtres;
- la force du débit d’air;
- l’apparition d’odeurs;
- toute trace d’eau;
- un bruit inhabituel provenant de la turbine;
- une différence anormale de performance entre deux têtes.
Si deux unités fonctionnent correctement alors qu’une troisième semble perdre en efficacité, cette comparaison aide beaucoup au diagnostic.
ENERGY STAR, AHRI et rabais : c’est la combinaison qui compte
Le tableau de la page 2 fournit des références AHRI distinctes pour les configurations non gainées, gainées et mixtes, ainsi qu’une identification ENERGY STAR pour les équipements présentés.
La documentation indique également une admissibilité aux rabais locaux.
Pour autant, une thermopompe ne devrait jamais être vendue avec la promesse d’un montant de subvention uniquement sur la base du nom « GREE Free Match R32 ».
Il faut vérifier :
- le modèle extérieur exact;
- les trois unités intérieures;
- la combinaison AHRI;
- le programme applicable;
- la date d’installation;
- les caractéristiques du bâtiment;
- les documents exigés.
Nous recommandons de conserver la facture, les modèles, les numéros de série, les photographies des plaques signalétiques et les documents liés à l’enregistrement.
Une garantie à enregistrer après les travaux
La documentation fournie indique une garantie standard de dix ans, avec deux années additionnelles possibles par l’entremise de Wolseley lorsque le produit est enregistré et/ou qu’une preuve d’installation est fournie, selon les conditions applicables.
Une configuration à trois têtes comprend plusieurs numéros de série. Les informations du groupe extérieur et des trois unités intérieures devraient donc être conservées dès la fin du chantier.
Les erreurs que nous cherchons particulièrement à éviter dans ce type d’installation
Installer le groupe au sol dans un passage déjà étroit
Cela réduit la circulation et expose davantage l’appareil aux débris, à la neige et aux impacts.
Sous-dimensionner les consoles
Un groupe multizone trois têtes peut dépasser 170 lb selon la capacité. Le support doit être prévu en conséquence.
Placer plusieurs appareils sans considérer leur rejet d’air
Une mauvaise orientation peut favoriser la recirculation et nuire au rendement.
Bloquer l’accès au boîtier électrique
Une installation propre doit également rester facile à diagnostiquer et à mettre hors tension.
Laisser les différentes branches frigorifiques sans organisation
Trois têtes impliquent plusieurs conduites, câbles et raccordements. Leur disposition doit permettre l’inspection et l’entretien.
Choisir les BTU simplement selon le nombre de pièces
La charge thermique réelle de chaque zone demeure le critère principal.
Une installation qui utilise intelligemment chaque pied carré disponible
Le chantier de Saint-Dominique montre bien qu’une thermopompe multizone ne s’installe pas toujours dans une cour parfaitement libre. Il faut parfois intégrer le nouvel équipement dans un environnement mécanique déjà très chargé.
Ici, nous avons utilisé le mur de brique et l’espace disponible en hauteur afin de conserver le corridor au sol. Le GREE Free Match R32 trois têtes partage désormais la façade avec d’autres équipements, tout en conservant sa propre zone de ventilation, son accès aux raccordements et une structure adaptée à son poids.
C’est un type de travail où plusieurs détails deviennent indissociables : emplacement, ancrage, vibrations, circulation d’air, longueur des circuits, électricité et entretien futur.
Chez AirGreen, nous appliquons cette même logique à nos projets de thermopompes, de climatiseurs muraux et de systèmes multizones à Saint-Dominique et ailleurs en Montérégie, ainsi qu’à Montréal, Laval, Longueuil, sur la Rive Nord et sur la Rive Sud. Nous adaptons l’installation à la réalité du bâtiment afin que le résultat ne soit pas seulement fonctionnel le jour du démarrage, mais également accessible et cohérent plusieurs années plus tard.