Trois zones de confort, deux unités extérieures HITACHI et une implantation mécanique soigneusement organisée
Cette installation de thermopompe multizone à Montréal-Est illustre parfaitement les contraintes rencontrées lorsqu’un bâtiment doit être climatisé et chauffé par secteurs, tout en disposant d’un espace extérieur limité. Le chantier comprend deux unités extérieures HITACHI airHome installées côte à côte le long d’un mur de crépi, chacune sur une base indépendante et surélevée.
Le projet présenté ici porte principalement sur une thermopompe triple zone HITACHI airHome Multi, conçue pour alimenter trois unités intérieures à partir d’un seul groupe extérieur. La seconde unité HITACHI visible sur la photo dessert une autre partie du bâtiment ou un autre circuit distinct. Cette présence simultanée de deux appareils rendait la planification de l’implantation particulièrement importante : les unités devaient rester accessibles, stables et suffisamment dégagées sans bloquer la circulation ni compliquer les interventions futures.
Le résultat montre plusieurs éléments caractéristiques d’une installation CVAC professionnelle :
- deux dalles de béton indépendantes;
- des supports métalliques surélevés;
- des coussinets antivibratoires sous les appareils;
- un dégagement frontal pour le rejet d’air;
- des conduites frigorifiques regroupées derrière les unités;
- des branchements électriques accessibles;
- une implantation parallèle au bâtiment;
- un espace conservé près de l’escalier extérieur existant.
Dans les secteurs plus anciens de Montréal-Est, nous travaillons fréquemment avec des cours latérales étroites, des escaliers métalliques, des murs irréguliers et des équipements déjà présents. Chaque nouveau système doit donc être intégré à l’existant plutôt que simplement placé à l’endroit le plus facile.
Pourquoi une thermopompe triple zone convenait-elle à ce bâtiment?
Une configuration triple zone permet de raccorder trois unités intérieures à une seule unité extérieure. Elle convient aux bâtiments où les besoins diffèrent fortement d’une pièce, d’un étage ou d’un logement à l’autre.
Cette solution est souvent retenue pour traiter, par exemple :
- une aire de vie au rez-de-chaussée;
- une chambre ou un secteur à l’étage;
- un bureau, un sous-sol ou un logement distinct;
- trois pièces fermées qui ne peuvent pas être desservies efficacement par une seule unité murale;
- des zones présentant des orientations solaires et des niveaux d’isolation différents.
Chaque unité intérieure possède sa propre commande. Les occupants peuvent ajuster individuellement la température de consigne, la vitesse du ventilateur et l’orientation du débit d’air. Une zone peut également être arrêtée lorsque la pièce n’est pas utilisée, tandis que les deux autres continuent à fonctionner.
Il faut toutefois bien comprendre le fonctionnement d’une thermopompe multizone : les trois unités intérieures partagent la même unité extérieure et doivent donc utiliser des modes compatibles. En été, le système fonctionne en climatisation, en déshumidification ou en ventilation. En hiver, les unités sont utilisées en chauffage ou en ventilation. Il n’est normalement pas possible de chauffer une zone pendant qu’une autre demande simultanément de la climatisation.
Cette précision influence parfois le choix entre un système triple zone et plusieurs thermopompes monozones. Dans ce projet, le multizone permettait de limiter le nombre d’appareils extérieurs requis pour desservir trois espaces, tout en conservant un contrôle intérieur indépendant.
Une implantation extérieure qui respecte les équipements déjà présents
La photo du chantier montre que l’espace n’était pas entièrement libre. À gauche, un escalier métallique extérieur descend le long du bâtiment. Sa structure présente des signes d’usure et de corrosion, ce qui rendait d’autant plus important le maintien d’un espace sécuritaire entre cet élément et les nouvelles thermopompes.
Nous devions également composer avec :
- la végétation présente près du mur;
- un passage étroit;
- plusieurs circuits de conduites;
- des boîtiers électriques installés à proximité;
- la nécessité de conserver un accès aux panneaux latéraux des unités;
- deux appareils dont les flux d’air ne devaient pas se nuire.
Les thermopompes ont été alignées dans le même sens, avec leurs ventilateurs orientés vers l’espace ouvert. Cette disposition favorise l’évacuation de l’air rejeté et limite la recirculation entre les deux unités.
Placer deux appareils face à face ou trop près l’un de l’autre peut provoquer un échange d’air indésirable. En climatisation, une unité pourrait réaspirer l’air chaud rejeté par l’autre. En chauffage, elle pourrait reprendre un air plus froid et plus humide, augmentant ainsi les contraintes sur le système et la fréquence des cycles de dégivrage.
Des dalles de béton séparées pour une assise durable
Chaque thermopompe repose sur sa propre dalle de béton. Ce choix crée une base stable et facilite l’alignement des supports métalliques.
Les dalles protègent notamment les appareils contre :
- l’affaissement d’un sol meuble;
- les mouvements causés par le gel et le dégel;
- le contact direct avec la terre;
- les éclaboussures;
- l’accumulation de feuilles et de boue;
- les mauvaises herbes qui pourraient atteindre le serpentin.
La zone autour des dalles a également été recouverte de pierre concassée à certains endroits. Cette couche aide au drainage et limite le contact direct entre la terre humide et les bases.
Une dalle de béton ne doit cependant pas devenir un point où l’eau de dégivrage demeure emprisonnée. Elle doit être positionnée de manière à permettre l’écoulement de l’eau autour du support. En hiver, une thermopompe produit régulièrement de l’eau lorsqu’elle dégivre son serpentin extérieur. Une accumulation excessive peut former une masse de glace sous l’appareil si la hauteur et le drainage sont insuffisants.
Des supports surélevés adaptés aux hivers de Montréal-Est
Les unités HITACHI sont placées sur des supports métalliques robustes. Cette surélévation procure un dégagement important entre le dessous des appareils et les dalles.
Elle répond à plusieurs objectifs :
- maintenir les thermopompes au-dessus des accumulations de neige courantes;
- laisser l’eau de dégivrage s’écouler;
- réduire l’exposition aux feuilles, à la terre et aux débris;
- faciliter le nettoyage sous les unités;
- permettre un accès plus pratique aux raccordements;
- éloigner la base des appareils de l’humidité persistante.
Les supports possèdent quatre pieds ancrés sur chaque dalle. Sous les unités, nous distinguons également des éléments antivibratoires. Ceux-ci aident à réduire la transmission des vibrations du compresseur vers la structure métallique et le sol.
Dans un environnement urbain, la maîtrise du bruit est importante. Une vibration légère peut devenir perceptible si elle se transmet à une dalle, un mur ou un escalier métallique. Le niveau sonore réel dépend donc autant de l’appareil que de la qualité de son installation.
Des conduites nombreuses, mais regroupées méthodiquement
Une thermopompe triple zone nécessite trois jeux de conduites frigorifiques, trois circuits de communication et plusieurs drains de condensation, selon la disposition des unités intérieures.
Sur la photo, les conduites isolées sont regroupées derrière les appareils avant d’être acheminées vers le bâtiment. Leur position limite l’encombrement visuel devant les thermopompes et conserve l’accès aux ventilateurs.
Dans une installation multizone, l’organisation de ces conduites est fondamentale. Chaque unité intérieure doit être raccordée au bon port extérieur. Le câblage de communication doit suivre exactement le même circuit que la tuyauterie frigorifique correspondante.
Une inversion entre deux zones peut créer plusieurs problèmes :
- commandes incohérentes;
- échange thermique dans la mauvaise unité;
- codes d’erreur;
- fonctionnement instable;
- diagnostic plus complexe;
- risque de devoir reprendre une partie des raccordements.
Nous identifions donc les circuits pendant l’installation et nous vérifions leur correspondance lors de la mise en service.
Les performances et les caractéristiques du HITACHI airHome Multi triple zone
Selon la documentation HITACHI, le modèle extérieur destiné à trois connexions est le RAM-G24N3HAA. Il offre une capacité nominale de 24 000 BTU/h en climatisation et de 24 000 BTU/h en chauffage. La plage modulée publiée peut atteindre 28 000 BTU/h en climatisation et 26 200 BTU/h en chauffage dans une configuration sans conduits.
La sélection exacte des unités intérieures reste essentielle. Trois têtes murales ne doivent pas être choisies uniquement en additionnant leurs capacités nominales. Le fabricant impose des combinaisons compatibles afin de préserver la modulation, le retour d’huile et le fonctionnement du circuit frigorifique.
Un rendement saisonnier pouvant atteindre 22,0 en TRÉS2
Pour le modèle triple zone sans conduits, la documentation présente notamment :
- un TRÉ2 de 12,5;
- un TRÉS2 pouvant atteindre 22,0;
- un CPSC2 Région 5 de 7,8;
- un COP de 3,5 à 8 °C;
- une capacité de chauffage de 18 500 BTU/h à -15 °C;
- une capacité de chauffage de 13 000 BTU/h à -20 °C.
Ces données permettent de mieux évaluer les performances saisonnières, mais elles doivent toujours être mises en relation avec les pertes de chaleur du bâtiment.
À Montréal-Est, les besoins peuvent varier considérablement entre deux immeubles de même superficie. Un bâtiment ancien avec des murs peu isolés, des fenêtres d’origine et plusieurs infiltrations d’air peut exiger beaucoup plus de chauffage qu’une propriété rénovée.
Nous analysons notamment :
- l’année de construction;
- la superficie de chaque zone;
- la hauteur des plafonds;
- l’isolation;
- le nombre de murs extérieurs;
- les fenêtres;
- l’orientation solaire;
- la présence d’un sous-sol;
- le chauffage d’appoint disponible.
Fonctionnement en chauffage jusqu’à -20 °C
La gamme airHome Multi est conçue pour fonctionner en chauffage jusqu’à -20 °C. Pour le modèle triple zone, la capacité maximale publiée à cette température est de 13 000 BTU/h.
Cette valeur montre pourquoi la capacité nominale ne suffit pas pour dimensionner une thermopompe. Le modèle porte une capacité nominale de 24 000 BTU/h en chauffage, mais sa capacité disponible diminue lorsque la température extérieure devient très basse.
Le système peut néanmoins assurer une grande partie du chauffage saisonnier. Les plinthes électriques, une fournaise ou un autre chauffage auxiliaire peuvent prendre le relais lorsque les pertes thermiques dépassent la capacité de la thermopompe.
Une bonne stratégie de chauffage ne cherche pas nécessairement à éliminer tout chauffage d’appoint. Elle vise plutôt à utiliser efficacement la thermopompe pendant le plus grand nombre d’heures possible, tout en maintenant une solution de secours pour les pointes de froid.
Technologie Inverter et gestion de trois demandes différentes
Le compresseur Inverter ajuste sa vitesse selon la demande combinée des trois unités intérieures.
Prenons un exemple fréquent :
- la première zone a atteint sa température;
- la deuxième continue à demander une faible quantité de chauffage;
- la troisième vient d’être mise en marche et demande davantage de capacité.
Le système analyse les besoins et module son fonctionnement. Il ne fournit pas nécessairement la même capacité à chaque unité intérieure. Cette gestion permet de maintenir des températures plus stables et d’éviter une succession constante de démarrages et d’arrêts.
La technologie Inverter apporte plusieurs avantages :
- modulation de la capacité;
- meilleure stabilité de température;
- fonctionnement plus régulier;
- adaptation aux charges partielles;
- réduction des variations brusques;
- meilleure utilisation de l’énergie.
Le dimensionnement demeure toutefois important. Lorsque les trois unités intérieures sont très petites par rapport à l’unité extérieure, la capacité minimale du compresseur peut être supérieure à la demande réelle pendant les périodes douces. Le système risque alors d’effectuer des cycles plus courts.
Trois connexions frigorifiques distinctes
Pour le modèle RAM-G24N3HAA, HITACHI publie trois raccordements de liquide de 1/4 po et trois raccordements de gaz de 3/8 po du côté de l’unité extérieure.
Les limites de tuyauterie indiquées comprennent :
- une longueur totale maximale de 200 pi;
- une longueur maximale de 82 pi par unité intérieure;
- une hauteur totale maximale de 66 pi;
- une longueur minimale publiée de 16 pi;
- un dénivelé maximal de 16 pi entre unités intérieures.
Ces limites donnent une certaine flexibilité dans les bâtiments à plusieurs étages. Elles ne signifient toutefois pas qu’un parcours long est préférable. Nous cherchons toujours une trajectoire logique permettant de limiter :
- les longueurs inutiles;
- les changements de direction;
- les raccords;
- les pertes de pression;
- les zones difficiles d’accès;
- l’exposition extérieure de l’isolation.
Alimentation électrique et protection du circuit
Le modèle triple zone fonctionne sous une tension nominale de 208-230 V, monophasée, 60 Hz. La brochure indique une ampacité minimale de circuit de 19 A et une protection maximale contre les surintensités de 35 A.
Ces données servent à la planification, mais l’électricien doit toujours se référer à la plaque signalétique de l’unité réellement installée.
Sur le chantier, les boîtiers électriques sont positionnés à proximité des appareils. Cette disposition facilite la coupure de l’alimentation pendant l’entretien ou une réparation. Ils doivent demeurer accessibles sans être cachés derrière les unités ou les conduites.
Plusieurs types d’unités intérieures compatibles
La série airHome Multi permet de combiner différents formats d’unités intérieures :
- unités murales airHome 400;
- unités murales airHome 650;
- consoles airHome Floor;
- unités gainables;
- mini-cassettes à quatre voies.
Cette flexibilité est utile dans une configuration triple zone. Une aire de vie peut recevoir une unité murale, tandis qu’une pièce avec peu d’espace en hauteur peut être desservie par une console de plancher. Une zone rénovée peut également intégrer une unité gainable plus discrète.
Les capacités intérieures publiées vont généralement de 7 000 à 24 000 BTU/h selon la famille. Le choix doit respecter les combinaisons approuvées et la charge réelle de chaque pièce.
FrostWash, Mold Guard et filtration
Certaines unités intérieures compatibles intègrent la technologie FrostWash, qui utilise un processus de gel et de fonte pour aider à nettoyer le serpentin. La fonction Mold Guard poursuit le séchage interne après la climatisation ou la déshumidification afin de réduire l’humidité résiduelle.
Selon le type d’unité, différents filtres peuvent être offerts :
- filtre à charbon actif PM2.5;
- filtre ViroSense S;
- préfiltre lavable;
- préfiltre en acier inoxydable.
Ces fonctions soutiennent la qualité de l’air et la propreté de l’unité, mais un entretien de thermopompe reste nécessaire. Les filtres sales réduisent le débit d’air, augmentent le bruit et peuvent limiter le rendement.
L’interface airCloud Go en option
La gamme peut recevoir une interface Wi-Fi optionnelle compatible avec airCloud Go. Cette application permet notamment de programmer le fonctionnement et de contrôler les unités à distance.
Dans une installation triple zone, la commande à distance peut être utile pour :
- réduire la température d’une zone inutilisée;
- démarrer une pièce avant l’arrivée des occupants;
- vérifier les réglages;
- créer des horaires différents;
- éviter qu’une unité demeure inutilement en marche.
Selon les unités choisies, un thermostat mural airPoint Room H700 peut aussi être utilisé. La documentation mentionne également une possibilité de connexion à cinq fils avec certains thermostats tiers, bien que les fonctions avancées puissent alors être limitées.
Les principales erreurs à éviter sur une installation triple zone
Placer les unités extérieures trop près les unes des autres
Deux thermopompes doivent conserver les dégagements requis pour l’entrée et le rejet d’air. Leur proximité ne doit pas provoquer de recirculation.
Installer les appareils trop bas
Une base insuffisamment élevée expose les thermopompes à la neige, à la glace et aux débris.
Négliger la capacité à basse température
La capacité nominale n’est pas la capacité disponible à -15 °C ou -20 °C. Ces données doivent être intégrées au calcul.
Mélanger les circuits frigorifiques et électriques
Chaque port doit correspondre à la bonne unité intérieure et au bon câble de communication.
Bloquer l’accès aux panneaux de service
Le positionnement doit permettre le retrait des panneaux et l’accès aux valves, aux cartes électroniques et aux connexions.
Omettre les coussinets antivibratoires
Les vibrations peuvent se transmettre à la structure et devenir plus perceptibles dans un environnement comportant du métal, du béton ou un mur rigide.
Laisser la végétation atteindre les serpentins
Les plantes, feuilles et branches doivent rester éloignées des unités. Elles peuvent limiter le débit d’air et retenir l’humidité.
Une installation conçue pour rester accessible dans le temps
Cette installation à Montréal-Est ne se limite pas à l’apparence alignée des deux unités HITACHI. Les dalles, les supports surélevés, les dégagements, les coussinets antivibratoires et l’organisation des conduites ont été pensés comme un ensemble.
La thermopompe triple zone permet de desservir trois espaces avec un seul groupe extérieur, tandis que l’autre appareil visible répond à des besoins additionnels du bâtiment. L’implantation parallèle conserve une logique claire pour l’entretien et facilite l’identification des circuits.
Chez AirGreen, nous appliquons cette même rigueur à nos installations de thermopompes à Montréal, Laval, Longueuil, sur la Rive Nord et sur la Rive Sud. Chaque bâtiment impose ses propres contraintes : escalier extérieur, sol irrégulier, accès limité, plusieurs logements ou équipements existants. Notre travail consiste à transformer ces contraintes en une installation stable, entretenable et cohérente.
Le système HITACHI airHome Multi offre une solution intéressante lorsque plusieurs zones doivent être contrôlées indépendamment sans multiplier inutilement les appareils extérieurs. Son efficacité repose néanmoins sur trois éléments indissociables : une sélection correcte des capacités, une installation précise et une mise en service complète.