À Elgin, une installation sur toiture pensée pour protéger la thermopompe, faciliter le dégivrage et préserver l’accès au service
Sur ce projet réalisé à Elgin, notre équipe AirGreen devait installer une thermopompe murale Fujitsu AIRSTAGE Altair 700 dans une configuration très différente d’une installation traditionnelle sur le côté d’une maison. L’unité extérieure devait prendre place directement sur une toiture plate, à proximité d’autres éléments mécaniques et électriques déjà présents.
La photographie du chantier permet de voir immédiatement l’un des aspects les plus importants du travail : nous n’avons pas simplement posé la thermopompe sur la couverture du toit. L’unité extérieure Fujitsu est installée sur une structure métallique surélevée, elle-même appuyée sur de longues pièces de bois qui distribuent le support sur la toiture.
Cette façon de travailler répond à plusieurs objectifs très concrets : dégager l’unité du toit, favoriser l’écoulement de l’eau provenant des cycles de dégivrage, limiter les risques liés à la neige, éviter que la base de la thermopompe demeure dans l’humidité et conserver un accès raisonnable aux composantes pour un futur entretien CVAC.
À Elgin, comme lors de nos installations à Montréal, Laval, Longueuil, sur la Rive Nord et la Rive Sud, la qualité finale d’une installation ne dépend donc pas uniquement du choix de la machine. Le positionnement de l’unité extérieure, son support, la gestion de la tuyauterie et l’accessibilité future ont une influence directe sur la durée de vie et la facilité d’entretien de l’ensemble.
Une thermopompe surélevée plutôt que déposée directement sur le toit
La photo de ce projet est particulièrement intéressante parce qu’elle montre clairement la structure de support.
L’unité extérieure repose sur deux traverses métalliques fixées à un support vertical. Les quatre points d’appui de la machine sont bien répartis et l’ensemble est élevé suffisamment pour créer un espace libre sous la thermopompe.
Sous cette structure, deux longues pièces de bois reposent sur la toiture. Leur rôle n’est pas décoratif : elles contribuent à créer une base plus stable et à distribuer la charge du support sur une plus grande surface plutôt que de concentrer tout le poids de la thermopompe sur quatre petits points.
Pour une installation de thermopompe sur toiture, cette réflexion est importante. Une couverture de toit n’est pas une dalle de béton et il faut tenir compte de sa construction avant d’y placer de l’équipement mécanique.
Pourquoi le dégagement sous l’unité extérieure est particulièrement important au Québec
Une thermopompe ne produit pas seulement de l’air chaud à l’intérieur du bâtiment. En mode chauffage, son unité extérieure doit extraire de l’énergie de l’air extérieur. Lorsque certaines conditions de température et d’humidité sont réunies, du givre peut se former sur l’échangeur.
La machine déclenche alors automatiquement un cycle de dégivrage.
Durant ce processus, de l’eau peut s’écouler sous l’unité extérieure. Si la thermopompe est installée trop près de la toiture ou sur une surface où l’eau ne peut pas s’évacuer correctement, cette eau peut progressivement geler autour de sa base.
Sur cette installation à Elgin, la surélévation procure justement un espace beaucoup plus favorable sous l’appareil.
Cela permet notamment :
- de laisser l’eau de dégivrage s’écouler plus librement;
- de réduire le risque que de la glace atteigne directement la base de la machine;
- d’éviter que les accumulations normales de neige entourent immédiatement le serpentin extérieur;
- de conserver un meilleur accès sous l’appareil;
- de séparer les composantes mécaniques de la surface du toit.
Pour un propriétaire qui compare plusieurs devis d’installation CVAC, la hauteur et le type de support extérieur sont donc des détails à examiner, particulièrement lorsqu’une thermopompe doit être placée sur un toit plat.
Une implantation serrée à proximité d’autres équipements
Un autre élément visible sur l’image est la proximité de la thermopompe avec une structure mécanique située sur le côté droit.
Les branchements frigorifiques et électriques sont dirigés vers cette zone. Ce genre de configuration demande une certaine précision : l’unité doit être assez proche pour permettre un passage efficace des raccordements, mais elle doit aussi conserver les dégagements requis pour la circulation d’air et le service.
Nous devons également penser à la personne qui reviendra sur le toit dans quelques années pour effectuer une inspection, un nettoyage ou un diagnostic.
Une machine parfaitement fonctionnelle au jour de l’installation peut devenir pénible à entretenir si ses panneaux d’accès ont été placés contre une obstruction.
Chez AirGreen, nous essayons donc de conserver une logique de serviceabilité dès la conception de l’installation.
Le résultat visible : une installation propre et organisée
La photo permet également d’apprécier plusieurs détails du travail terminé.
Le groupe extérieur est horizontal, ses quatre pieds sont correctement supportés et les conduites sont regroupées du même côté plutôt que dispersées autour de la machine. La thermopompe n’est pas placée directement contre la structure adjacente et la façade comportant les identifications Fujitsu AIRSTAGE, R32 et AirGreen demeure dégagée.
Ce type de résultat est particulièrement important pour une installation en toiture, où les réparations improvisées et les supports inadéquats deviennent souvent beaucoup plus visibles avec les années.
Fujitsu AIRSTAGE Altair 700 : une thermopompe murale R-32 compacte avec un rendement atteignant 30 SEER2
La Fujitsu AIRSTAGE Altair 700 appartient à la série H simple zone de Fujitsu. La documentation technique fournie pour ce projet couvre deux configurations : la 09KMAS1 et la 12KMAS1. Elles correspondent respectivement à des capacités nominales de climatisation de 9 000 BTU/h et 12 000 BTU/h.
Le numéro complet figurant sur la plaque signalétique n’étant pas lisible sur la photographie de chantier, nous ne pouvons pas attribuer avec certitude l’une de ces deux capacités précises à l’appareil photographié. Cette distinction est importante lorsqu’on rédige ou analyse les caractéristiques d’une installation réelle : mieux vaut conserver une donnée exacte que de transformer une supposition en spécification technique.
9 000 BTU ou 12 000 BTU : deux configurations très efficaces
La fiche Fujitsu indique pour la version 09KMAS1 :
- capacité nominale en climatisation : 9 000 BTU/h;
- modulation en climatisation : 3 100 à 12 100 BTU/h;
- capacité nominale en chauffage : 12 000 BTU/h;
- modulation en chauffage : 2 800 à 14 500 BTU/h;
- rendement SEER2 : 30,0;
- HSPF2 région V : 9,9;
- EER2 : 16,4.
Pour la version 12KMAS1, Fujitsu indique :
- capacité nominale en climatisation : 12 000 BTU/h;
- modulation en climatisation : 3 100 à 13 800 BTU/h;
- capacité nominale en chauffage : 14 000 BTU/h;
- modulation en chauffage : 2 800 à 15 000 BTU/h;
- rendement SEER2 : 27,5;
- HSPF2 région V : 8,5;
- EER2 : 13,5.
Ces chiffres illustrent bien le fonctionnement d’une thermopompe Inverter. La machine n’est pas limitée à fonctionner à pleine capacité puis à s’arrêter complètement. Elle peut ajuster son fonctionnement selon la charge réelle du bâtiment.
Pour l’occupant, cela peut se traduire par une température plus stable et des cycles moins brusques qu’avec certains équipements plus anciens.
Chauffage jusqu’à -15 °C
La documentation Altair 700 indique une plage de fonctionnement en chauffage de -15 °C à 24 °C pour les deux modèles.
La plage en climatisation s’étend quant à elle de -10 °C à 50 °C.
Dans le cas d’une installation à Elgin, cette donnée doit être interprétée correctement. Le fait qu’une thermopompe puisse fonctionner à -15 °C ne signifie pas automatiquement qu’elle remplacera entièrement le système de chauffage principal d’un bâtiment dans toutes les conditions.
Le résultat dépend notamment :
- des pertes thermiques du bâtiment;
- du niveau d’isolation;
- de l’étanchéité à l’air;
- des surfaces vitrées;
- de la superficie et de la configuration intérieure;
- de la capacité exacte de la thermopompe;
- de la présence ou non d’une source de chauffage complémentaire.
C’est pourquoi nous accordons autant d’importance au dimensionnement d’une thermopompe qu’à sa marque.
R-32 : la nouvelle génération utilisée sur cette Altair 700
Le logo R32 est bien visible sur la façade de l’unité extérieure photographiée à Elgin.
Fujitsu indique que le R-32 possède un potentiel de réchauffement global de 675, contre 2 088 pour le R-410A, ce qui correspond à une réduction d’environ 68 % du PRG selon les données présentées dans sa documentation.
Cette évolution est importante dans l’industrie du CVAC. Les méthodes d’installation doivent cependant toujours respecter les procédures applicables au type de réfrigérant utilisé, notamment pour la préparation des conduites et la mise en service du système.
Des raccordements frigorifiques de 1/4 po et 3/8 po
Pour un installateur ou un propriétaire qui prépare un remplacement de thermopompe, la dimension des conduites est une information essentielle.
Pour les deux configurations de la Fujitsu Altair 700 présentées dans le document :
- conduite liquide : 1/4 po;
- conduite gaz : 3/8 po.
Fujitsu indique également :
- longueur minimale de tuyauterie : 10 pieds;
- longueur maximale : 66 pieds;
- précharge jusqu’à 49 pieds;
- différence verticale maximale : 49 pieds.
Ces longueurs rendent la série intéressante pour des installations où l’unité extérieure ne peut pas être placée directement derrière l’unité murale intérieure.
Le chantier d’Elgin en est un bon exemple : lorsqu’un groupe extérieur doit monter sur un toit, le parcours réel de la tuyauterie peut être beaucoup plus long qu’une simple traversée de mur.
Une alimentation électrique relativement modeste
Les deux modèles fonctionnent en :
208-230 V / 60 Hz / monophasé
et la documentation indique un disjoncteur de 15 A.
Pour le modèle 09KMAS1, le courant maximal est donné à 6,4 A en climatisation et 9,4 A en chauffage.
Pour le 12KMAS1, il est de 6,9 A en climatisation et 9,4 A en chauffage.
Ces valeurs sont particulièrement utiles lorsqu’un propriétaire remplace une ancienne unité et veut savoir si le circuit existant pourrait convenir. Toutefois, la vérification finale doit toujours être effectuée en fonction de l’installation réelle, de la plaque de l’appareil et de la configuration électrique du bâtiment.
Une unité extérieure qui ne pèse que 71 lb
Une caractéristique intéressante de la série Altair 700 est son format compact.
L’unité extérieure mesure environ :
- 31 7/16 po de largeur;
- 21 5/16 po de hauteur;
- 11 7/16 po de profondeur;
- poids net : 71 lb.
L’unité intérieure mesure quant à elle environ 32 13/16 po de largeur, 10 5/8 po de hauteur et 8 3/4 po de profondeur.
Sur une toiture comme celle visible à Elgin, cette profondeur réduite simplifie considérablement le positionnement entre les différentes contraintes mécaniques.
Silence : jusqu’à 19 dB(A) à l’intérieur
Le niveau sonore est souvent l’un des facteurs les plus sous-estimés dans le choix d’un climatiseur mural ou d’une thermopompe murale.
Fujitsu annonce, en mode calme, un niveau intérieur de seulement 19 dB(A) en climatisation et 21 dB(A) en chauffage.
À l’extérieur, le 09KMAS1 est indiqué à 44 dB(A) en climatisation et 47 dB(A) en chauffage. Le 12KMAS1 est donné à 48 et 50 dB(A).
Dans un secteur tranquille ou lorsque l’unité est installée sur un bâtiment où le bruit mécanique doit demeurer discret, ces caractéristiques peuvent avoir une réelle importance.
Wi-Fi intégré et application AIRSTAGE
La série Altair 700 offre également une connectivité Wi-Fi intégrée permettant la surveillance et le contrôle à distance à l’aide de l’application mobile AIRSTAGE.
Le propriétaire peut ainsi ajuster la température ou consulter le fonctionnement du système sans être physiquement devant l’unité.
La documentation Fujitsu mentionne également différentes possibilités d’intégration plus avancées, notamment avec des contrôleurs filaires et des interfaces compatibles BACnet, Modbus ou thermostat 24 V selon les accessoires utilisés.
Pour une maison, ces fonctions peuvent être facultatives. Pour un bâtiment commercial, un immeuble à logements ou un site équipé d’un système de gestion centralisé, elles peuvent devenir beaucoup plus intéressantes.
Serpentins ProCore et fonctionnement Inverter
Fujitsu utilise également des serpentins ProCore en cuivre à haute résistance à la corrosion dans l’unité intérieure de cette série.
Le fabricant associe cette conception à une meilleure durabilité des composantes.
Le système comprend aussi plusieurs modes de fonctionnement :
- mode économique;
- mode économie d’énergie;
- mode chaleur minimale;
- dégivrage automatique;
- redémarrage automatique;
- télécommande sans fil;
- ajustement automatique de la direction verticale de l’air.
La technologie Inverter permet au compresseur de moduler son fonctionnement en fonction de la demande plutôt que d’utiliser uniquement des cycles complets marche-arrêt.
Une installation ENERGY STAR, mais une subvention doit toujours être vérifiée selon le modèle exact
La fiche technique classe les deux configurations 09KMAS1 et 12KMAS1 dans les catégories ENERGY STAR indiquées par Fujitsu.
Pour les propriétaires à Elgin et ailleurs au Québec qui cherchent une subvention pour thermopompe, il reste cependant essentiel de vérifier l’admissibilité exacte de la combinaison installée.
Nous ne recommandons jamais de se fier uniquement au nom commercial « Fujitsu Altair 700 ».
Les programmes d’aide financière utilisent généralement :
- les numéros exacts des unités intérieure et extérieure;
- la combinaison certifiée;
- la capacité;
- la performance à certaines températures;
- les règles du programme en vigueur au moment de l’installation.
Une thermopompe portant le logo ENERGY STAR peut satisfaire certains critères sans nécessairement donner droit automatiquement au montant de subvention qu’un propriétaire a vu dans une publicité.
Ce que nous éviterions sur une installation comparable
Ce projet d’Elgin permet aussi d’illustrer plusieurs erreurs que nous cherchons à éviter sur les thermopompes installées en toiture.
Une unité directement déposée sur le toit
Cela réduit le dégagement pour l’eau de dégivrage, expose davantage la base à l’humidité et peut rendre la gestion de la neige problématique.
Un support trop bas
Une structure de seulement quelques pouces peut sembler suffisante en été mais devenir inadéquate après plusieurs chutes de neige.
Un support installé sans réfléchir à la toiture
Le poids de l’appareil et de sa structure doit être réparti convenablement. Le support lui-même ne doit pas devenir une source de détérioration de la couverture.
Une unité placée contre un obstacle
Le compresseur et le serpentin extérieur ont besoin d’une circulation d’air adéquate. Il faut également conserver un accès aux panneaux de service.
Des raccordements laissés sans organisation
La tuyauterie, le câble de communication et l’alimentation électrique doivent suivre un parcours logique et protégé. Une installation propre dès le départ facilite les futures interventions.
Une petite thermopompe peut exiger une installation très technique
L’image pourrait donner l’impression d’un projet relativement simple : une seule unité extérieure, un support et quelques conduites.
Sur le terrain, une installation de thermopompe murale sur toiture nécessite pourtant de nombreuses décisions.
Il faut déterminer le meilleur emplacement, préparer le support, planifier le parcours des conduites, vérifier les distances de tuyauterie, protéger les raccords, effectuer le branchement électrique approprié, réaliser le vide du circuit frigorifique, mettre la machine en service et confirmer son fonctionnement.
À cela s’ajoute la question de l’accès au toit et de la manutention de l’équipement.
Même si cette unité Fujitsu pèse environ 71 lb, la déplacer jusqu’à sa position finale sans endommager le bâtiment ou l’appareil doit être planifié.
Pourquoi cette installation Fujitsu Altair 700 à Elgin représente bien notre approche chez AirGreen
Nous cherchons toujours à adapter l’installation CVAC au bâtiment plutôt qu’à forcer le bâtiment à s’adapter à une méthode standard.
Ici, la toiture nécessitait une solution surélevée et stable. La thermopompe Fujitsu Altair 700, grâce à son format compact et à son fonctionnement Inverter, convenait bien à cette configuration.
Le résultat est une installation où l’unité extérieure demeure accessible, dégagée de la toiture et correctement positionnée par rapport aux équipements voisins.
Cette attention portée à la structure extérieure est tout aussi importante que les performances indiquées dans la fiche technique.
Un SEER2 de 27,5 ou 30,0 est intéressant, mais la qualité réelle d’un projet se mesure aussi à ce qui se passe lorsque la neige tombe, lorsque la machine dégivre, lorsque le technicien doit accéder aux valves de service ou lorsque l’équipement fonctionne après plusieurs années.
C’est cette logique que nous appliquons dans nos projets de thermopompes murales à Montréal, Laval, Longueuil, sur la Rive Nord, la Rive Sud ainsi que dans les municipalités de la Montérégie comme Elgin.
Ce qu’un propriétaire devrait demander avant une installation semblable
Avant d’accepter une proposition pour une thermopompe installée sur un toit, nous recommandons de demander précisément :
- À quelle hauteur l’unité extérieure sera-t-elle installée?
- Comment le support reposera-t-il sur la toiture?
- Comment l’eau de dégivrage pourra-t-elle s’évacuer?
- Quel dégagement sera laissé devant et derrière l’appareil?
- Le panneau de service restera-t-il accessible?
- Quelle sera la longueur totale des conduites frigorifiques?
- La capacité proposée correspond-elle réellement aux besoins du bâtiment?
- Quel circuit électrique sera nécessaire?
- Le modèle exact est-il admissible aux aides financières recherchées?
- Comment les conduites seront-elles protégées entre le bâtiment et l’unité?
Ces questions permettent de comparer non seulement les prix de thermopompes, mais aussi la qualité de l’installation proposée.
Dans ce projet à Elgin, la partie la plus visible est cette Fujitsu AIRSTAGE Altair 700 installée proprement sur son support. La partie la plus importante, cependant, réside dans toutes les décisions techniques qui ont permis d’arriver à ce résultat.