Une installation sur toiture à La Présentation où le support, les dégagements et l’accès technique comptaient autant que la thermopompe
À La Présentation, nous avons réalisé l’installation d’une thermopompe murale Fujitsu AIRSTAGE Orion XLTH dans une configuration particulièrement intéressante : l’unité extérieure a été installée sur une toiture plate déjà occupée par plusieurs équipements mécaniques. Ce type de chantier exige davantage qu’un simple choix d’emplacement. Nous devons réfléchir à la stabilité du support, aux dégagements autour de l’échangeur, à l’écoulement de l’eau pendant les dégivrages, à la présence des autres appareils et à la façon dont nos techniciens pourront accéder au système plusieurs années après l’installation.
La photo prise sur place montre précisément cette réalité. L’unité Fujitsu est surélevée sur une structure métallique, elle-même positionnée au-dessus de longues pièces de bois servant à créer une base répartie sur la toiture. À proximité, plusieurs autres unités extérieures et différents éléments de ventilation sont déjà présents. Pour nous, cette configuration transforme immédiatement un projet de thermopompe murale en véritable travail de coordination CVAC.
La gamme Fujitsu AIRSTAGE Orion XLTH utilisée pour ce type de projet appartient à la série H simple zone de Fujitsu. Le fabricant propose plusieurs capacités dans cette famille, avec des unités nominales de climatisation de 9 000, 12 000, 14 500, 18 000 et 22 000 BTU/h, correspondant à différentes capacités de chauffage. La série est conçue pour fonctionner en chauffage jusqu’à -26 °C, un critère particulièrement pertinent pour le Québec.
Pourquoi installer une thermopompe murale sur une toiture?
Dans certaines propriétés, l’installation au niveau du sol est la solution la plus simple. Dans d’autres, elle n’est tout simplement pas la meilleure.
Une toiture peut être choisie lorsque les murs extérieurs offrent peu d’espace, lorsqu’il faut protéger l’unité contre les passages, lorsqu’un bâtiment possède déjà une zone mécanique prévue pour les équipements ou lorsque le parcours des conduites frigorifiques est plus logique depuis le toit.
À La Présentation, la photo montre clairement que le bâtiment possède déjà un secteur mécanique sur la toiture. Plusieurs unités extérieures sont regroupées dans cette zone, ce qui permet de conserver les équipements techniques au même endroit plutôt que de disperser les appareils autour de la propriété.
Pour le propriétaire, cela peut aussi offrir un résultat plus discret au niveau du sol.
Cependant, une installation sur toiture impose des contraintes supplémentaires. Une unité extérieure placée à cet endroit est davantage exposée au vent, au soleil, à la neige et à l’eau. Elle doit donc être installée sur une base correctement conçue et suffisamment stable.
Une unité extérieure volontairement surélevée
L’un des détails les plus visibles de notre installation est le support métallique surélevé.
Nous évitons de déposer une thermopompe directement sur une membrane ou sur le revêtement d’une toiture. Une installation trop basse peut créer plusieurs problèmes : accumulation de neige, glace autour du plateau inférieur, obstruction partielle de l’échangeur et accès difficile pour l’entretien.
En mode chauffage, une thermopompe extérieure accumule naturellement du givre sur son échangeur. Le système exécute périodiquement un cycle de dégivrage afin de faire fondre ce givre. L’eau ainsi produite doit pouvoir s’évacuer librement.
La documentation Fujitsu précise justement que l’Orion XLTH possède un chauffe-plateau de base conçu pour les régions climatiques extrêmement froides.
Ce composant aide le système dans des conditions hivernales difficiles, mais il ne remplace jamais une bonne installation. Même avec un appareil conçu pour le climat froid, il faut laisser suffisamment d’espace sous l’unité afin que l’eau et la glace puissent être gérées correctement.
Les longues bases de bois visibles sur la toiture ont une fonction bien précise
Sur la photo, on remarque de longues pièces de bois sous la structure métallique.
Ce détail est intéressant parce qu’il montre une partie du travail qui passe souvent inaperçue une fois le projet terminé. Sur une toiture, nous cherchons à éviter des points d’appui trop concentrés.
Une base allongée permet de mieux répartir les charges et de créer une plateforme stable pour le support mécanique.
Il faut néanmoins tenir compte du type de toiture, de sa structure, des matériaux présents et des conditions locales. Nous n’utilisons pas automatiquement la même méthode pour chaque bâtiment.
Une installation sur membrane, sur toiture multicouche ou sur surface rigide ne se traite pas exactement de la même façon.
Les dégagements sont encore plus importants lorsqu’il y a plusieurs unités extérieures
La photo montre que cette thermopompe Fujitsu n’est pas seule sur le toit.
À proximité se trouvent plusieurs autres appareils. Dans ce contexte, nous devons impérativement penser à la circulation d’air.
Une unité extérieure aspire l’air à travers son échangeur et le rejette à l’aide de son ventilateur. Si deux appareils sont installés trop près l’un de l’autre, ou si un mur, un parapet ou un conduit bloque la circulation, l’unité peut recycler une partie de son propre air.
Cela peut réduire l’efficacité, particulièrement lorsque plusieurs appareils fonctionnent simultanément.
Pour ce type de projet, nous regardons donc :
- les distances entre les différentes unités;
- la direction de rejet de l’air;
- la hauteur des parapets;
- les sorties de ventilation;
- les zones où la neige peut s’accumuler;
- les corridors d’accès nécessaires pour l’entretien;
- le parcours des conduites frigorifiques et électriques.
Une bonne installation de thermopompe sur toiture doit fonctionner correctement aujourd’hui tout en restant accessible dans cinq ou dix ans.
Fujitsu Orion XLTH : conçue pour fournir du chauffage dans le froid
La principale raison de choisir une thermopompe de type XLTH au Québec demeure sa capacité de chauffage lorsque la température descend.
Fujitsu annonce pour la gamme Orion XLTH une plage de fonctionnement en chauffage allant jusqu’à -26 °C. La documentation présente également des capacités de chauffage très élevées à basse température selon le modèle.
À titre d’exemple, la fiche technique indique que le modèle 12K peut fournir jusqu’à 124 % de sa capacité nominale à -21 °C et environ 102 % à -26 °C, dans les conditions de référence utilisées par le fabricant.
Pour nous, ce sont des données beaucoup plus pertinentes que le simple nombre de BTU affiché sur une étiquette.
Un propriétaire à Montréal, Laval, Longueuil, sur la Rive Nord, la Rive Sud ou à La Présentation n’achète pas seulement une thermopompe pour les journées de +10 °C. S’il prévoit utiliser l’appareil comme source de chauffage importante, il doit regarder le comportement du système à -15 °C, -20 °C et encore plus bas.
Une gamme disponible dans plusieurs capacités
La série Orion XLTH comprend plusieurs puissances afin de s’adapter à différents espaces.
Selon la fiche Fujitsu, les capacités nominales en climatisation sont :
- 9 000 BTU/h;
- 12 000 BTU/h;
- 14 500 BTU/h;
- 18 000 BTU/h;
- 22 000 BTU/h.
En chauffage, les capacités nominales correspondantes vont de 12 000 à 25 200 BTU/h selon le modèle.
La capacité exacte installée sur un projet doit toujours être déterminée en fonction du bâtiment. Nous évitons de choisir une thermopompe uniquement à partir d’une estimation rapide en pieds carrés.
Pourquoi un appareil surdimensionné n’est pas nécessairement préférable
Un appareil plus gros peut sembler rassurant, mais le dimensionnement d’une thermopompe doit rester équilibré.
Une unité excessivement grande peut atteindre la température demandée très rapidement, réduire son fonctionnement ou multiplier les cycles selon les conditions. Cela peut nuire à la déshumidification en été et à la stabilité du confort.
À l’inverse, une unité trop petite peut fonctionner continuellement sans réussir à atteindre la température souhaitée lors des périodes très froides.
Nous examinons notamment l’isolation, les fenêtres, l’exposition du bâtiment, la hauteur des plafonds, la distribution de l’air et les pertes thermiques.
C’est ce travail de dimensionnement qui permet à la Fujitsu Orion XLTH d’être utilisée dans la plage où sa technologie Inverter apporte le plus d’avantages.
Technologie Inverter : adapter la puissance à la demande réelle
La gamme Orion XLTH utilise un compresseur Inverter.
Au lieu de fonctionner uniquement à 100 % puis de s’arrêter, le système peut moduler sa capacité selon les besoins.
La fiche technique illustre bien cette modulation. Le modèle 12K, par exemple, possède une plage de climatisation d’environ 3 100 à 16 000 BTU/h et une plage de chauffage allant approximativement de 3 500 à 23 600 BTU/h.
Cette capacité de modulation devient particulièrement intéressante pendant les saisons intermédiaires.
Un matin d’octobre peut nécessiter relativement peu de chauffage. En janvier, le même bâtiment peut demander plusieurs fois plus d’énergie. La thermopompe peut adapter son fonctionnement plutôt que de produire constamment sa capacité maximale.
R-32 : le réfrigérant utilisé par cette nouvelle génération Fujitsu
La gamme Fujitsu AIRSTAGE Orion XLTH fonctionne au R-32.
Dans sa documentation, Fujitsu compare le potentiel de réchauffement global du R-32 à celui du R-410A. Le fabricant indique un PRG de 675 pour le R-32 contre 2088 dans la comparaison présentée pour le R-410A, ce qui représente une réduction annoncée d’environ 68 %.
Pour l’installateur, cette évolution exige également une adaptation des méthodes et de l’équipement de travail.
Les outils, les procédures de mise en service, la manipulation du réfrigérant et les vérifications doivent être compatibles avec le système installé.
Nous ne considérons jamais cette partie comme un détail. Une thermopompe de qualité peut avoir des problèmes de performance si la tuyauterie frigorifique, le vide ou les raccordements n’ont pas été correctement réalisés.
Les dimensions des tuyaux varient selon la capacité
La fiche technique Fujitsu montre une différence importante entre les modèles.
Les dimensions de tuyauterie prévues sont notamment :
- 9K et 12K : 1/4 po liquide et 3/8 po gaz;
- 15K : 1/4 po liquide et 1/2 po gaz;
- 18K et 24K : 3/8 po liquide et 5/8 po gaz.
Cette information devient cruciale lorsqu’un client remplace une ancienne thermopompe.
Il ne suffit pas que les deux appareils aient une capacité semblable pour que les anciennes lignes puissent automatiquement être conservées.
Nous devons vérifier le diamètre, l’état du cuivre, la longueur, le dénivelé et les prescriptions du fabricant.
Les longues distances de tuyauterie peuvent faciliter un projet sur toiture
Une installation sur toiture implique souvent un parcours de conduites plus long qu’une installation dos-à-dos sur un mur extérieur.
La gamme Orion XLTH offre une flexibilité intéressante à ce niveau.
Les modèles 9K et 12K permettent jusqu’à environ 25 mètres ou 82 pieds de tuyauterie. Le modèle 15K peut aller jusqu’à environ 30 mètres, tandis que les modèles 18K et 24K peuvent accepter jusqu’à environ 50 mètres ou 164 pieds, sous réserve des exigences du fabricant.
Ces limites facilitent certains projets où l’unité intérieure est installée plusieurs étages sous l’unité extérieure.
Il faut toutefois considérer également le dénivelé vertical maximal, qui varie selon les capacités.
Une machine compacte, utile sur une toiture déjà occupée
La toiture visible sur la photo possède plusieurs équipements.
Dans ce contexte, l’encombrement de l’unité extérieure est loin d’être secondaire.
Fujitsu présente l’Orion XLTH comme une unité extérieure compacte. Les différents modèles utilisent un châssis relativement étroit, ce qui facilite leur implantation dans les zones mécaniques où chaque pied carré compte.
Cela ne veut pas dire que nous devons rapprocher les appareils au maximum.
Au contraire, nous utilisons le format compact pour obtenir de meilleurs dégagements et faciliter le déplacement des techniciens autour de l’équipement.
Ce projet à La Présentation illustre pourquoi une bonne installation CVAC ne se limite jamais à la marque de la thermopompe
Un entretien futur doit être prévu dès le premier jour
Une thermopompe doit pouvoir être entretenue.
Sur une toiture, cet aspect devient encore plus important parce que l’accès est déjà plus complexe qu’au niveau du sol.
Un technicien doit pouvoir :
- atteindre les panneaux de service;
- vérifier les raccords électriques;
- inspecter la tuyauterie;
- nettoyer l’échangeur;
- dégager les accumulations de débris;
- effectuer des mesures de pression et de température;
- intervenir sans démonter les appareils voisins.
La photo de ce chantier montre justement un espace de circulation conservé autour de l’unité.
Pour nous, c’est un élément de qualité d’installation au même titre que la mise à niveau de la machine ou la propreté des connexions.
Ne pas négliger les vibrations sur une toiture
Les vibrations sont parfois davantage perceptibles lorsqu’une unité est installée sur un toit.
Une thermopompe peut être très silencieuse en elle-même, mais transmettre des vibrations à la structure du bâtiment si son support est mal conçu.
Fujitsu annonce pour cette gamme des niveaux sonores extérieurs allant approximativement de 46 à 50 dB(A) selon la capacité. Les unités intérieures peuvent descendre jusqu’à 23 dB(A) sur certains modèles en mode calme.
Le support joue donc un rôle important pour préserver cet avantage acoustique.
Nous devons limiter autant que possible les transmissions mécaniques vers le bâtiment.
Des rendements élevés qui varient selon la puissance
La documentation Fujitsu indique des cotes TRÈS2 allant de 33,1 pour le modèle 9K à 24,0 pour le modèle 24K, avec notamment 30,5 pour le 12K et 25,5 pour le 18K.
Ces valeurs montrent une autre réalité importante : toutes les puissances d’une même famille n’ont pas exactement le même rendement.
Lorsque nous comparons plusieurs thermopompes pour un client, nous regardons donc la combinaison exacte d’unités plutôt que le nom commercial uniquement.
Energy Star et subventions : vérifier le système exact
La fiche Fujitsu indique des classifications Energy Star, incluant les catégories mentionnées par le fabricant pour les systèmes de climat froid.
Cependant, l’admissibilité à une subvention pour thermopompe au Québec doit toujours être vérifiée avec le modèle exact et les critères du programme en vigueur au moment de l’achat et de l’installation.
Nous évitons de promettre un montant uniquement parce qu’une thermopompe appartient à une gamme donnée.
Un même nom de produit peut regrouper plusieurs puissances, plusieurs numéros de modèles et parfois différentes combinaisons admissibles.
Les erreurs que nous évitons sur les installations en toiture
Pour une thermopompe comme cette Fujitsu Orion XLTH installée à La Présentation, plusieurs erreurs peuvent réduire la qualité du projet.
Poser l’appareil directement sur la toiture. Cela peut nuire au drainage, à la stabilité et à l’entretien.
Installer l’unité trop bas. Une accumulation de neige ou de glace peut devenir problématique en hiver.
Oublier le dégagement avec les autres unités. Sur une zone mécanique déjà occupée, la circulation de l’air doit être évaluée avec soin.
Créer un support trop étroit ou instable. La thermopompe doit rester parfaitement stable malgré le vent et les vibrations.
Bloquer les accès de service. Une installation compacte ne doit pas devenir inaccessible.
Choisir les BTU uniquement selon la superficie. La charge thermique réelle du bâtiment doit être considérée.
Réutiliser automatiquement l’ancienne tuyauterie. Les diamètres varient selon le modèle Orion XLTH.
Une approche AirGreen adaptée aux projets réels
Nos installations à Montréal, Laval, Longueuil, sur la Rive Nord, la Rive Sud et dans des municipalités comme La Présentation nous placent régulièrement devant des configurations très différentes.
Une thermopompe peut être installée sur un mur de brique, sur un balcon, sur une fondation, dans une cour étroite ou, comme ici, dans un espace mécanique sur toiture.
Notre responsabilité reste la même : comprendre le bâtiment avant de décider comment installer la machine.
Cette réalisation de Fujitsu AIRSTAGE Orion XLTH à La Présentation est un bon exemple d’un projet où le support, les dégagements et la planification du service futur jouent un rôle aussi important que les performances techniques de la thermopompe elle-même.
Le propriétaire obtient ainsi un système conçu pour offrir chauffage et climatisation, avec une technologie Inverter, du réfrigérant R-32 et des performances prévues pour les températures hivernales québécoises, mais surtout une installation adaptée à l’environnement réel du bâtiment.