À Coteau-du-Lac, une installation sur toiture qui exige beaucoup plus qu’un simple emplacement pour l’unité extérieure
Cette installation réalisée à Coteau-du-Lac met en évidence une configuration CVAC très différente d’une thermopompe installée au niveau du sol. Sur la photo du chantier, nous voyons deux unités extérieures Fujitsu AIRSTAGE installées sur un toit plat, chacune sur une structure métallique surélevée. Autour des appareils se trouvent le parapet du toit, un évent de toiture, les lignes frigorifiques, le câblage et un dispositif électrique extérieur.
Cette disposition impose une approche précise. Sur une toiture, nous devons penser simultanément à la stabilité des supports, à la protection de la membrane, à la circulation d’air autour des condenseurs, au drainage lors du dégivrage, aux vibrations, au vent ainsi qu’à l’accès nécessaire pour les futurs travaux d’entretien CVAC.
Pour ce projet, la série choisie est la Fujitsu AIRSTAGE Altair 700, une gamme de thermopompes murales simple zone fonctionnant au réfrigérant R-32. La documentation Fujitsu couvre les modèles 09KMAS1 et 12KMAS1, correspondant respectivement à des capacités nominales de climatisation de 9 000 et 12 000 BTU/h.
La photo apporte cependant une dimension que la fiche technique ne peut pas montrer : la façon dont ces appareils doivent être réellement intégrés à un bâtiment.
Deux unités extérieures sur un toit : la circulation d’air devient une priorité
La présence de deux unités extérieures dans une même zone exige une attention particulière.
Une thermopompe échange continuellement de la chaleur avec l’air extérieur. Il faut donc éviter qu’une machine reprenne directement l’air rejeté par l’autre ou que les appareils soient enfermés entre des obstacles.
Sur cette installation de Coteau-du-Lac, les deux unités sont positionnées sur des structures distinctes, avec leur échangeur et leur ventilateur accessibles. Nous voyons également qu’elles sont surélevées par rapport à la surface de la toiture.
Lors de ce type de projet, nous analysons notamment :
- l’orientation des unités;
- l’espace disponible entre les appareils;
- la distance avec le parapet;
- la position des échangeurs;
- l’accès aux panneaux de service;
- le passage des conduites;
- la présence d’autres équipements sur le toit;
- la direction dans laquelle l’air chaud ou froid sera rejeté.
Cette planification devient particulièrement importante lorsque plusieurs thermopompes murales partagent une même toiture.
Pourquoi surélever les unités sur une toiture plate?
Sur la photo, les unités Fujitsu ne sont pas déposées directement sur le toit. Elles reposent sur des supports métalliques qui créent un dégagement important sous les appareils.
Pour nous, cette surélévation remplit plusieurs fonctions.
Elle facilite d’abord la gestion de l’eau. En chauffage, une thermopompe peut effectuer des cycles de dégivrage et produire une quantité importante d’eau. Sur un toit plat, cette eau doit pouvoir s’écouler sans que le dessous de l’appareil devienne une zone constamment saturée.
La hauteur supplémentaire aide également à garder l’équipement éloigné :
- des accumulations de neige;
- des feuilles et débris;
- de l’eau présente sur la toiture;
- des petites accumulations de glace;
- des saletés qui pourraient obstruer progressivement l’échangeur.
À Coteau-du-Lac, comme ailleurs dans le Grand Montréal et en Montérégie, une installation extérieure doit toujours être planifiée en fonction de l’hiver, pas seulement selon les conditions du jour où les travaux sont effectués.
La membrane de toiture doit faire partie de la réflexion
Une toiture plate est avant tout une enveloppe étanche.
Lorsque nous ajoutons de l’équipement CVAC, nous devons donc éviter de traiter le toit comme une simple dalle de béton. Les points d’appui, le poids des unités, le déplacement des techniciens et le chemin des conduites doivent être planifiés de manière à limiter les risques pour la toiture.
Sur cette installation, les appareils sont montés sur des structures indépendantes qui répartissent leur positionnement au-dessus du toit plutôt que de laisser les unités reposer directement sur la surface.
La documentation Fujitsu indique que l’unité extérieure de l’Altair 700 pèse environ 32 kg, soit 71 lb.
À cela s’ajoutent le poids des supports, les contraintes causées par le vent et les efforts créés par le fonctionnement du compresseur et du ventilateur.
Le support d’une thermopompe sur toit plat doit donc être considéré comme un élément mécanique à part entière.
Le vent est un facteur beaucoup plus important sur un toit
Au niveau du sol, une thermopompe peut être partiellement protégée par le bâtiment, une clôture ou l’aménagement du terrain.
Sur une toiture, l’exposition au vent peut être très différente.
Le toit visible sur la photo est entouré d’un parapet relativement bas et l’environnement est dégagé au-dessus des bâtiments voisins. Les unités doivent donc être fixées et positionnées en tenant compte de cette exposition.
Fujitsu prévoit d’ailleurs parmi les accessoires optionnels de la série un déflecteur de vent, ainsi qu’un capot de neige et une protection contre la grêle pour certaines applications.
Cela ne signifie pas que chaque installation nécessite automatiquement ces accessoires. Le besoin dépend du bâtiment, de l’exposition et de la configuration réelle du toit.
Un accès de service qui reste praticable
Un autre avantage de la disposition visible sur cette réalisation est que les panneaux des unités restent accessibles.
Nous ne pensons jamais uniquement à la journée de l’installation.
Une thermopompe Fujitsu devra éventuellement être :
- inspectée;
- nettoyée;
- testée;
- diagnostiquée;
- réparée;
- ou simplement vérifiée lors d’un entretien.
Un appareil coincé contre un parapet, placé trop près d’une autre machine ou inaccessible sans démontage devient beaucoup plus difficile à entretenir.
Sur une toiture, cette question est encore plus importante parce que l’accès au chantier est déjà plus complexe qu’au niveau du sol.
La présence d’un évent de toiture devait aussi être considérée
À gauche des unités, la photo montre clairement une sortie ou un évent mécanique installé sur le toit.
Nous devons garder suffisamment d’espace autour de ce type d’élément pour ne pas empêcher son fonctionnement et pour éviter de créer une concentration inutile d’équipements dans une zone restreinte.
Le travail d’un installateur CVAC ne consiste donc pas uniquement à chercher un endroit où la thermopompe peut physiquement entrer. Il faut comprendre l’environnement complet dans lequel elle sera installée.
C’est valable sur cette toiture de Coteau-du-Lac, mais aussi sur nos projets à Montréal, Laval, Longueuil, sur la Rive Nord et la Rive Sud, où les toits plats résidentiels et multilogements présentent souvent des contraintes similaires.
Fujitsu AIRSTAGE Altair 700 : 9 000 ou 12 000 BTU/h
La série Altair 700 documentée par Fujitsu comprend deux configurations.
Altair 700 – 09KMAS1
La configuration comprend :
- unité intérieure ASUH09KMAS;
- unité extérieure AOUH09KMAS1;
- climatisation nominale de 9 000 BTU/h;
- capacité modulée en climatisation de 3 100 à 12 100 BTU/h;
- chauffage nominal de 12 000 BTU/h;
- capacité de chauffage de 2 800 à 14 500 BTU/h;
- TRÈS2 de 30,0;
- CPSC2 région V de 9,9.
Altair 700 – 12KMAS1
La deuxième configuration utilise :
- unité intérieure ASUH12KMAS;
- unité extérieure AOUH12KMAS1;
- climatisation nominale de 12 000 BTU/h;
- modulation de climatisation de 3 100 à 13 800 BTU/h;
- chauffage nominal de 14 000 BTU/h;
- capacité de chauffage de 2 800 à 15 000 BTU/h;
- TRÈS2 de 27,5;
- CPSC2 région V de 8,5.
La photo ne permet pas de lire suffisamment précisément la plaque signalétique des appareils pour attribuer sans réserve le 9 000 ou le 12 000 BTU aux unités photographiées. Nous conservons donc les deux possibilités couvertes par la documentation de la série.
Du R-32 aux supports de toiture : les détails techniques qui déterminent la qualité finale d’une installation CVAC
Chauffage jusqu’à -15 °C selon les spécifications Fujitsu
Les deux configurations de l’Altair 700 sont conçues pour fonctionner en chauffage dans une plage allant jusqu’à -15 °C, tandis que la climatisation peut fonctionner de -10 °C à 50 °C selon la fiche technique Fujitsu.
Cette caractéristique prend une importance particulière sur un toit, puisque l’unité extérieure est directement exposée aux conditions météorologiques.
Il faut cependant éviter une confusion fréquente : température minimale de fonctionnement et capacité de chauffage nécessaire pour le bâtiment sont deux choses différentes.
La capacité nécessaire dépend notamment :
- de la superficie desservie;
- de l’isolation;
- de la fenestration;
- de l’étanchéité du bâtiment;
- des pertes thermiques;
- de l’usage des différentes pièces.
Nous déterminons donc le dimensionnement avant de décider quelle capacité installer.
La technologie Inverter adaptée aux variations de charge
La série Altair 700 utilise un compresseur Inverter.
Cela lui permet d’ajuster sa capacité plutôt que de fonctionner constamment à pleine puissance.
Dans une pièce demandant seulement une petite quantité de chauffage ou de climatisation, le système peut réduire son fonctionnement. Lorsqu’une demande plus importante apparaît, la capacité peut augmenter.
La documentation Fujitsu indique même que l’unité extérieure peut fournir jusqu’à 33 % de chaleur supplémentaire par rapport à sa capacité nominale étiquetée, selon les conditions de fonctionnement.
Cette modulation contribue à obtenir un confort plus stable et constitue l’un des grands avantages d’une thermopompe murale Inverter bien dimensionnée.
R-32 : le réfrigérant utilisé par la nouvelle Altair 700
Les unités de la série fonctionnent au R-32.
Fujitsu indique dans sa documentation un potentiel de réchauffement global de 675 pour le R-32, comparativement à 2 088 pour le R-410A, soit une réduction annoncée de 68 % du PRG.
Pour une entreprise de CVAC, ce changement ne se limite pas à une inscription sur le panneau de l’appareil.
Il influence les procédures de manipulation du réfrigérant, la mise sous vide, les vérifications d’étanchéité et les pratiques de mise en service. Nous devons utiliser des méthodes et des équipements adaptés au système réellement installé.
Tuyauterie de 1/4 po et 3/8 po
Les deux Altair 700 documentées utilisent :
- 1/4 po pour la conduite liquide;
- 3/8 po pour la conduite gaz.
Fujitsu prévoit une longueur minimale de 10 pi et une longueur maximale pouvant atteindre 66 pi. La différence verticale maximale est de 49 pi, et la charge d’origine couvre une longueur indiquée jusqu’à 49 pi.
Sur une installation de toiture, cette flexibilité peut être très utile.
L’unité intérieure peut se trouver plusieurs mètres plus bas ou à un autre endroit du bâtiment, ce qui exige un chemin de tuyauterie plus élaboré qu’un simple percement directement derrière une unité murale.
Sur la photo, nous voyons justement les conduites isolées descendre depuis les unités et rejoindre la zone technique du toit.
Les conduites doivent être soutenues et protégées
Sur une toiture, une ligne frigorifique laissée libre de bouger au vent ou de frotter contre une surface peut devenir une source de problèmes.
Nous portons donc attention à :
- l’isolation des conduites;
- leur fixation;
- l’absence de tension sur les raccords;
- la protection contre les frottements;
- les changements de direction;
- le passage près des structures métalliques;
- la résistance de la finition extérieure aux intempéries.
La qualité d’une installation ne se limite jamais aux deux raccords à l’entrée du condenseur.
Un dispositif électrique accessible près des unités
Sur la photographie, nous distinguons également un boîtier électrique extérieur installé entre les équipements.
Le positionnement des éléments électriques fait partie de la planification du projet. Ils doivent être accessibles pour les opérations de service et être installés selon les exigences applicables.
La fiche Fujitsu indique pour les deux Altair 700 une alimentation 208 à 230 V, 60 Hz, monophasée et un disjoncteur de 15 A.
Les courants maximaux indiqués sont :
- 09KMAS1 : 6,4 A en climatisation et 9,4 A en chauffage;
- 12KMAS1 : 6,9 A en climatisation et 9,4 A en chauffage.
Lors de l’installation, nous nous référons toujours aux exigences exactes de la plaque signalétique de l’appareil réellement livré.
Des unités extérieures relativement compactes
La fiche Fujitsu donne les dimensions suivantes pour les unités extérieures des deux capacités :
- largeur : 31 7/16 po;
- hauteur : 21 5/16 po;
- profondeur : 11 7/16 po;
- poids : environ 71 lb.
Cette profondeur relativement faible contribue à rendre la série intéressante dans des espaces où la surface disponible est limitée.
Sur un toit comme celui photographié à Coteau-du-Lac, quelques pouces peuvent faire une réelle différence lorsqu’il faut conserver des passages techniques et éviter les autres équipements.
La pluie visible sur la photo souligne une réalité des installations extérieures
Les gouttes d’eau visibles sur les unités rappellent que les appareils extérieurs sont constamment exposés aux conditions réelles du Québec.
Pluie, neige, cycles de gel et de dégel, vent, chaleur estivale et poussière font tous partie de l’environnement normal d’une thermopompe.
C’est aussi pourquoi nous accordons autant d’importance à la qualité du support, au cheminement des câbles, à l’isolation des lignes et à la finition des raccordements.
Une installation extérieure doit être pensée pour des années d’exposition, pas seulement pour être belle sur une photo prise le jour de la mise en service.
Un fonctionnement intérieur pouvant descendre à seulement 19 dB(A)
Même si cette photo se concentre sur le toit, le confort se ressent évidemment à l’intérieur.
Les unités intérieures Altair 700 peuvent fonctionner à un niveau sonore aussi bas que 19 dB(A) en climatisation et 21 dB(A) en chauffage au réglage calme.
La fiche indique quatre vitesses de ventilation, plus un fonctionnement automatique.
L’unité intérieure mesure environ :
- 32 13/16 po de largeur;
- 10 5/8 po de hauteur;
- 8 3/4 po de profondeur.
Elle ne pèse qu’environ 22 lb.
Ce format facilite son intégration dans plusieurs pièces sans avoir recours à un réseau de conduits central.
Wi-Fi intégré pour gérer les différentes zones
La série Altair 700 comporte également une connectivité Wi-Fi intégrée, utilisable avec l’application mobile AIRSTAGE.
La présence de deux unités extérieures sur ce projet laisse voir l’un des avantages des systèmes simple zone : différentes zones du bâtiment peuvent être équipées de leur propre système.
Chaque espace peut alors être contrôlé indépendamment selon la configuration installée.
Cette approche peut être pertinente pour certains logements, agrandissements ou bâtiments où l’installation de conduits centraux serait complexe.
ENERGY STAR et admissibilité aux aides financières
Les modèles 09KMAS1 et 12KMAS1 apparaissent dans la documentation Fujitsu avec les désignations ENERGY STAR, incluant la classification associée au climat froid présentée sur la fiche.
Cette caractéristique peut être pertinente lors de l’analyse des programmes de subvention disponibles au Québec.
Cependant, nous ne déterminons jamais une aide financière uniquement à partir du nom commercial « Altair 700 ».
Pour confirmer une subvention, il faut notamment vérifier :
- la combinaison exacte des modèles intérieur et extérieur;
- les références de certification requises;
- les exigences du programme en vigueur;
- le type de bâtiment;
- les conditions propres au demandeur.
Une certification technique et une admissibilité à une aide financière ne doivent pas être considérées comme automatiquement équivalentes.
Les erreurs à éviter lors d’une installation de thermopompe sur toit plat
Ce projet de Coteau-du-Lac permet d’illustrer plusieurs points critiques.
Parmi les erreurs que nous cherchons à éviter :
- Déposer directement l’unité sur la membrane de toiture sans support approprié.
- Installer deux condenseurs trop près l’un de l’autre.
- Obstruer le rejet ou l’admission d’air avec un parapet ou un autre équipement.
- Négliger les accumulations de neige autour de l’appareil.
- Oublier l’écoulement de l’eau pendant le dégivrage.
- Créer un passage de conduites non soutenu ou exposé aux frottements.
- Rendre le dispositif électrique difficile d’accès.
- Placer l’unité dans un endroit impossible à entretenir correctement.
- Sous-estimer l’exposition au vent sur la toiture.
- Choisir la capacité uniquement selon la superficie sans considérer la charge thermique réelle.
Ces principes s’appliquent autant à une petite installation résidentielle qu’à un projet comprenant plusieurs unités.
Pourquoi la photo de ce projet est particulièrement représentative de notre travail chez AirGreen
Lorsque les gens pensent à une installation de thermopompe murale, ils imaginent souvent une unité intérieure blanche et un condenseur installé à côté de la maison.
Cette réalisation de Coteau-du-Lac montre une réalité plus complexe.
Il fallait intégrer plusieurs équipements sur une toiture existante, conserver l’accès autour des appareils, travailler à proximité d’un évent, organiser les conduites et l’alimentation électrique, surélever les machines et conserver suffisamment d’espace pour que chacune puisse fonctionner normalement.
La thermopompe est seulement une partie du projet.
Notre travail consiste à faire en sorte que toutes les composantes — appareil, support, tuyauterie, alimentation, dégagements et bâtiment — fonctionnent ensemble.
C’est cette approche que nous appliquons chez AirGreen pour nos installations de thermopompes murales Fujitsu à Coteau-du-Lac, Montréal, Laval, Longueuil, sur la Rive Nord, la Rive Sud et partout où les caractéristiques du bâtiment demandent une solution CVAC adaptée plutôt qu’une installation standard copiée d’un chantier à l’autre.
Sur ce projet, la Fujitsu AIRSTAGE Altair 700 bénéficie non seulement de ses caractéristiques techniques — R-32, technologie Inverter, haute efficacité, Wi-Fi intégré et fonctionnement en chauffage jusqu’à -15 °C — mais surtout d’une installation de toiture pensée pour les réalités concrètes du bâtiment et du climat québécois.