Une installation extérieure compacte, intégrée entre la maçonnerie, la terrasse et les ouvertures existantes
À Saint-Théodore-d’Acton, notre équipe AirGreen a réalisé l’installation d’une thermopompe double zone Fujitsu AIRSTAGE Aquila XLTH pour desservir deux zones distinctes de la propriété à partir d’une seule unité extérieure.
La photographie de ce projet illustre très bien une situation que nous rencontrons régulièrement en installation CVAC : la machine ne peut pas être placée n’importe où. Ici, l’espace extérieur est encadré par une façade de brique, une grande fenêtre, une terrasse en bois surélevée et plusieurs éléments structuraux existants. L’objectif consistait donc à trouver un emplacement permettant de préserver les dégagements requis, la circulation d’air et l’accès pour l’entretien, tout en évitant de gêner les occupants.
L’unité extérieure Fujitsu a été installée sous la fenêtre, légèrement décalée vers le côté de la terrasse. Elle est surélevée sur un support métallique, ce qui permet de maintenir le cabinet loin du niveau du sol et de créer l’espace nécessaire pour la neige, l’eau de dégivrage et l’inspection future.
On remarque également sur la façade de l’appareil l’identification AIRSTAGE R32, ainsi qu’une étiquette EnerGuide visible sur le cabinet. La documentation Fujitsu jointe présente la gamme Aquila de série H comme une plateforme multizone permettant de raccorder plusieurs types d’unités intérieures à une seule unité extérieure.
Un emplacement extérieur choisi pour éviter plusieurs problèmes à long terme
L’emplacement d’une thermopompe extérieure influence directement :
- son débit d’air;
- son niveau sonore;
- sa facilité d’entretien;
- sa protection contre la neige;
- la gestion de l’eau de dégivrage;
- la longueur des conduites;
- son intégration au bâtiment.
Dans ce projet, l’unité est située près d’une fenêtre, mais suffisamment basse pour ne pas obstruer cette ouverture. Elle se trouve également à proximité de la terrasse, sans être coincée sous celle-ci.
Ce positionnement permet de conserver une zone libre devant le ventilateur.
C’est un détail essentiel. Le grand ventilateur frontal doit pouvoir rejeter l’air sans rencontrer immédiatement :
- une clôture;
- une rampe;
- un mur;
- du mobilier;
- une accumulation de neige;
- un autre appareil CVAC.
Une obstruction trop proche peut créer une recirculation de l’air rejeté vers l’échangeur extérieur. Le système travaille alors dans des conditions moins favorables et peut perdre en efficacité.
Une façade de brique qui exige un parcours réfléchi
La maison visible sur la photo présente une façade de maçonnerie. Lorsqu’une thermopompe est installée sur un bâtiment de brique, les passages de conduites doivent être planifiés avec soin.
Le parcours comprend normalement :
- les tubes de cuivre frigorifiques;
- l’isolant;
- le câblage d’interconnexion;
- les conducteurs de contrôle;
- le drainage des unités intérieures.
Les percements doivent être réalisés à un endroit qui évite les éléments structuraux et permet de conserver une pente adéquate pour l’évacuation du condensat lorsque celle-ci se fait par gravité.
Nous devons aussi limiter les longueurs inutiles. Plus le trajet est complexe, plus l’installation comporte :
- de changements de direction;
- de points à protéger;
- de finition extérieure;
- de travail de support;
- de risques de dommage futur.
Une bonne installation de thermopompe commence donc bien avant le raccordement final.
Une thermopompe double zone : une seule unité extérieure, deux zones de confort
Le système installé à Saint-Théodore-d’Acton est une thermopompe double zone.
Cela signifie que deux unités intérieures sont raccordées à un seul groupe extérieur.
Cette configuration permet de desservir deux espaces qui peuvent avoir des besoins très différents.
Par exemple :
- une aire ouverte et une chambre;
- un étage et un rez-de-chaussée;
- une pièce avant et une pièce arrière;
- deux secteurs avec des niveaux d’ensoleillement différents;
- une zone principale et un sous-sol.
Chaque unité intérieure peut être commandée séparément.
La documentation Fujitsu indique que les systèmes multizones de série H offrent un zonage individuel, avec une commande indépendante pour chaque unité intérieure. Elle précise toutefois que le chauffage et le refroidissement ne peuvent pas être produits simultanément dans des zones différentes.
Ce que signifie réellement le contrôle indépendant des zones
Les occupants peuvent modifier séparément :
- la température;
- la vitesse du ventilateur;
- l’orientation des volets;
- l’activation ou l’arrêt de chaque zone.
Il est donc possible de chauffer une zone à 20 °C et l’autre à 22 °C, ou encore de climatiser une pièce à une consigne différente de l’autre.
En revanche, une zone ne peut pas demander du chauffage pendant que l’autre demande simultanément de la climatisation.
Cette caractéristique est importante à expliquer au moment de la mise en service, surtout pendant les saisons intermédiaires où une pièce exposée au soleil peut être plus chaude qu’une autre.
Les combinaisons Fujitsu disponibles pour une configuration double zone
La documentation Fujitsu présente notamment les unités extérieures AOUH18KWAS2 et AOUH18KWAH2 comme pouvant alimenter jusqu’à deux unités intérieures.
Plusieurs combinaisons nominales sont permises :
- 7 000 + 7 000 BTU/h;
- 7 000 + 9 000 BTU/h;
- 7 000 + 12 000 BTU/h;
- 7 000 + 15 000 BTU/h;
- 9 000 + 9 000 BTU/h;
- 9 000 + 12 000 BTU/h;
- 9 000 + 15 000 BTU/h;
- 12 000 + 12 000 BTU/h.
Ces combinaisons donnent beaucoup de flexibilité lors de la conception d’un système.
Une pièce principale peut recevoir une unité intérieure de capacité supérieure à celle installée dans une chambre plus petite.
La documentation de la série H présente aussi des groupes extérieurs de 24 000, 36 000 et 45 000 BTU/h, capables d’alimenter davantage de zones selon le modèle choisi.
Pourquoi une combinaison autorisée n’est pas automatiquement la bonne combinaison
Une erreur fréquente consiste à regarder un tableau de compatibilité et à conclure qu’une combinaison permise par le fabricant est nécessairement adaptée au bâtiment.
Ce n’est pas le cas.
Fujitsu précise d’ailleurs dans son tableau de la page 2 que les combinaisons présentées ne servent pas à sélectionner la capacité du système. Le fabricant recommande l’utilisation de son logiciel Design Simulator pour la sélection des équipements AIRSTAGE série H.
Le dimensionnement doit tenir compte des caractéristiques réelles du bâtiment :
- superficie;
- hauteur des plafonds;
- isolation;
- qualité des fenêtres;
- infiltration d’air;
- orientation solaire;
- nombre d’occupants;
- exposition des murs;
- niveau de la pièce dans le bâtiment;
- usage de la zone.
Une pièce fortement vitrée peut nécessiter une capacité très différente d’une autre pièce de même superficie.
Capacité connectée jusqu’à 130 % : une nuance importante
La documentation Fujitsu indique qu’une unité extérieure multizone peut accepter une capacité de connexion allant jusqu’à 130 %, selon la configuration.
Cette donnée signifie que la somme des capacités nominales des unités intérieures peut, dans certaines combinaisons, dépasser la capacité nominale du groupe extérieur.
Il faut cependant comprendre la différence entre capacité connectée et capacité disponible.
Fujitsu précise que dépasser 100 % dans une combinaison n’augmente pas la capacité totale de production du groupe extérieur.
Par exemple, si les deux zones demandent leur pleine capacité au même moment, l’unité extérieure doit partager sa production entre elles.
Cette flexibilité reste intéressante lorsque les deux espaces n’atteignent pas leur charge maximale simultanément.
Pourquoi installer l’unité sur un support surélevé
L’unité extérieure visible sur la photo est installée sur un cadre métallique.
Cette surélévation est particulièrement importante au Québec.
Pendant le fonctionnement en chauffage, l’échangeur extérieur peut accumuler du givre. Le système déclenche alors des cycles de dégivrage.
Cette opération produit de l’eau qui s’écoule sous la machine.
Si la thermopompe est installée trop bas, cette eau peut geler et créer progressivement un bloc de glace sous l’appareil.
Le support aide à :
- maintenir le bas du cabinet à distance de la glace;
- laisser davantage d’espace au drainage;
- réduire le risque d’obstruction par la neige;
- faciliter l’inspection;
- protéger certains raccordements;
- rendre l’entretien plus pratique.
La hauteur doit également tenir compte du niveau habituel des accumulations de neige autour du bâtiment.
Une proximité avec la terrasse qui demandait une vraie analyse du débit d’air
La terrasse en bois apparaît très près de la droite de l’unité extérieure.
Dans ce genre de configuration, nous devons vérifier non seulement la distance physique, mais également la trajectoire de l’air.
Le ventilateur frontal doit pouvoir projeter librement l’air vers l’extérieur. Les côtés et l’arrière de la machine ont également besoin d’un espace suffisant pour permettre à l’échangeur d’aspirer l’air extérieur.
Une thermopompe ne devrait jamais être enfermée dans un espace trop étroit entre :
- une terrasse;
- un garde-corps;
- deux murs;
- une clôture;
- un escalier;
- des panneaux décoratifs.
L’espace libre visible devant l’unité est donc important pour conserver un fonctionnement adéquat.
Une machine située sous une fenêtre : ce qu’il faut vérifier
Installer une thermopompe sous une fenêtre peut être parfaitement approprié lorsque les dégagements sont respectés.
Nous devons toutefois vérifier :
- que l’unité n’empêche pas l’ouverture;
- que le ventilateur n’envoie pas directement de l’air contre une surface trop proche;
- que le bruit reste acceptable pour la pièce;
- que l’entretien peut être réalisé;
- que la neige ne s’accumule pas contre le bas de la fenêtre;
- que les conduites ne bloquent pas le cadrage.
Dans ce projet, l’unité est suffisamment basse pour préserver la fenêtre et suffisamment dégagée pour rester accessible.
La technologie inverter au cœur du système Fujitsu
La documentation Fujitsu précise que la gamme utilise un compresseur entraîné par onduleur.
Un compresseur inverter ajuste sa vitesse selon la demande.
Au lieu de fonctionner uniquement à pleine puissance ou à l’arrêt, il peut moduler son fonctionnement.
Cette modulation offre plusieurs avantages dans une installation double zone :
- adaptation lorsque seulement une zone fonctionne;
- maintien plus stable de la température;
- fonctionnement plus progressif;
- réduction de certains cycles de démarrage;
- ajustement aux variations de charge.
Dans une propriété où les deux zones n’ont pas les mêmes besoins à chaque moment de la journée, cette capacité de modulation est particulièrement pertinente.
Chauffage par climat froid
La documentation Fujitsu consacrée aux systèmes Aquila et Aquila CTEB mentionne un fonctionnement en chauffage jusqu’à -26 °C pour les unités CTEB, ainsi qu’un fonctionnement en refroidissement jusqu’à 50 °C.
Cette capacité à fonctionner à basse température est importante pour une résidence située à Saint-Théodore-d’Acton.
Lorsqu’une thermopompe est utilisée comme source de chauffage au Québec, nous ne nous intéressons pas seulement à sa capacité nominale en conditions modérées.
Nous devons aussi analyser son comportement :
- sous 0 °C;
- pendant les périodes de grand froid;
- pendant les cycles de dégivrage;
- lorsque les deux zones demandent du chauffage;
- lorsque le compresseur doit fonctionner pendant de longues périodes.
Le R32 visible sur la photo
La façade de l’unité extérieure porte clairement l’identification R32.
Le choix du fluide frigorigène fait partie de la conception du système et implique des procédures d’installation appropriées.
Lors de la mise en service, plusieurs étapes sont essentielles :
- préparation des conduites;
- réalisation des raccords;
- contrôle d’étanchéité;
- mise sous vide;
- vérification des connexions;
- essai de fonctionnement.
La présence du R32 exige également le respect des procédures de manipulation prescrites pour ce type de réfrigérant.
Ce que la mise en service doit confirmer
Une installation CVAC ne se termine pas dès que la machine est fixée.
Avant de remettre le système au client, nous vérifions notamment :
Le support
L’unité doit être stable, nivelée et solidement fixée.
Les dégagements
Le ventilateur et l’échangeur doivent disposer de l’espace nécessaire.
Les raccordements frigorifiques
Les conduites doivent être correctement préparées, isolées et protégées.
L’étanchéité
Aucune fuite ne doit être présente au niveau des raccords.
Le vide
Le circuit doit être débarrassé de l’air et de l’humidité avant la mise en fonction.
Les communications
Les deux unités intérieures doivent communiquer correctement avec le groupe extérieur.
Les deux zones
Chaque zone est testée individuellement, puis le système est observé lorsque les deux unités fonctionnent.
Le chauffage et la climatisation
Les modes disponibles sont testés selon les conditions au moment de l’installation.
Le bruit et les vibrations
Nous vérifions le fonctionnement du ventilateur, du compresseur et du support.
Les erreurs à éviter dans une installation comme celle-ci
Cette installation permet de mettre en évidence plusieurs erreurs courantes.
-
Installer la thermopompe directement au sol
La neige, l’eau et la glace peuvent rapidement devenir problématiques. -
Placer l’unité trop près de la terrasse
Le débit d’air ne doit jamais être limité. -
Bloquer partiellement la fenêtre
Les ouvertures existantes doivent rester fonctionnelles. -
Choisir l’emplacement uniquement selon l’esthétique
Les dégagements et le service futur sont prioritaires. -
Installer une combinaison d’unités sans la valider
Les tableaux du fabricant doivent être consultés. -
Confondre compatibilité et dimensionnement
Une combinaison autorisée n’est pas automatiquement adaptée au bâtiment. -
Supposer que 130 % connecté signifie 130 % de production
Le groupe extérieur conserve sa capacité propre. -
Négliger l’eau de dégivrage
Une mauvaise évacuation peut créer une masse de glace importante. -
Placer les deux zones dans des modes opposés
Le système partage un mode général. -
Rendre le panneau de service inaccessible
Une installation durable doit également être pratique à entretenir.
Entretien recommandé après l’installation
Pour maintenir un bon fonctionnement, quelques habitudes sont importantes.
Les occupants devraient :
- garder l’espace devant l’unité extérieure dégagé;
- retirer les accumulations de neige importantes;
- éviter d’appuyer des objets contre la machine;
- vérifier que la terrasse ou le mobilier ne bloque pas le ventilateur;
- nettoyer régulièrement les filtres des unités intérieures;
- surveiller toute vibration ou bruit inhabituel;
- planifier un entretien CVAC lorsque nécessaire.
Le serpentin extérieur doit également rester propre afin que l’air puisse traverser correctement l’échangeur.
Une installation CVAC adaptée à une façade de brique et à un espace extérieur limité
Ce projet de thermopompe double zone Fujitsu AIRSTAGE Aquila XLTH à Saint-Théodore-d’Acton montre à quel point le choix de l’emplacement extérieur est important.
L’unité devait être intégrée entre une grande fenêtre, une façade de brique et une terrasse en bois, tout en maintenant un rejet d’air dégagé et une hauteur suffisante pour les conditions hivernales.
Le support surélevé, le positionnement sous la fenêtre et le dégagement devant le ventilateur permettent à l’installation de rester pratique et accessible.
Chez AirGreen, nous réalisons des installations de thermopompes murales, de systèmes double zone et de systèmes multizones à Montréal, Laval, Longueuil, sur la Rive Nord et sur la Rive Sud, ainsi que dans plusieurs municipalités environnantes.
Nous évaluons chaque chantier selon la capacité du système, mais également selon le bâtiment : dégagements, maçonnerie, terrasse, fenêtres, drainage, neige, accès d’entretien et parcours des conduites.
Dans cette propriété de Saint-Théodore-d’Acton, la solution Fujitsu Aquila XLTH offre maintenant un contrôle de confort sur deux zones à partir d’une seule unité extérieure, installée dans un espace compact sans sacrifier les considérations essentielles de circulation d’air et de fonctionnement hivernal.