Installation d’une thermopompe murale FUJITSU AIRSTAGE ORION XLTH+ à Saint-Paul-de-l'Île-aux-Noix : unité extérieure R-32 installée sur un toit plat

À Saint-Paul-de-l'Île-aux-Noix, une installation sur toiture où le choix du support et des dégagements fait toute la différence

Pour cette installation de thermopompe murale à Saint-Paul-de-l'Île-aux-Noix, nous avons travaillé avec une FUJITSU AIRSTAGE ORION XLTH+, une gamme conçue pour assurer le chauffage et la climatisation dans des conditions particulièrement exigeantes. La photographie de notre chantier met cette fois-ci l’accent sur un aspect moins visible depuis l’intérieur d’une maison : l’installation de l’unité extérieure sur un toit plat.

Le contexte mérite qu’on s’y attarde. Autour de la thermopompe se trouvent plusieurs sorties de ventilation et éléments mécaniques de toiture. La surface est relativement dégagée, mais chaque emplacement doit être étudié puisqu’une unité extérieure a besoin d’une circulation d’air suffisante tout en demeurant accessible pour son entretien.

Nous avons donc installé l’appareil sur une structure métallique surélevée, elle-même appuyée sur une base répartissant les points d’appui sur la toiture. Sur la photo, deux longues pièces de bois sont également visibles le long de la base. Ce type de montage permet d’éviter de traiter la toiture comme s’il s’agissait simplement d’une dalle de béton au sol. Sur un toit, nous devons réfléchir au support, à la stabilité, aux vibrations, au drainage et à l’accès futur à la machine.

La thermopompe elle-même porte clairement les identifications FUJITSU, AIRSTAGE et R32. Ce dernier élément est important : la génération ORION XLTH+ présentée dans la documentation technique utilise le réfrigérant R-32 et est spécifiquement conçue pour le chauffage en climat froid. La brochure indique une plage de fonctionnement en chauffage descendant jusqu’à -30 °C (-22 °F).

Pourquoi surélever une unité extérieure sur une toiture québécoise

L’une des erreurs les plus coûteuses dans une installation de thermopompe consiste à penser uniquement aux conditions du jour où les travaux sont effectués.

Sur une journée sèche, une unité installée très près du toit peut sembler parfaitement fonctionnelle. En janvier, les conditions sont différentes : accumulation de neige, glace, eau provenant des cycles de dégivrage et variations importantes de température.

Une thermopompe en mode chauffage prélève de l’énergie dans l’air extérieur. Dans certaines conditions, du givre se forme sur l’échangeur extérieur et le système enclenche automatiquement un cycle de dégivrage. L’eau produite doit ensuite pouvoir s’évacuer correctement.

C’est pourquoi la hauteur de l’appareil est importante.

Sur cette installation de Saint-Paul-de-l'Île-aux-Noix, la structure métallique garde l’unité au-dessus de la surface immédiate du toit. Cela contribue notamment à :

• laisser de l’espace sous la thermopompe;
• limiter les problèmes liés à l’accumulation de neige autour de la base;
• faciliter l’écoulement provenant des cycles de dégivrage;
• maintenir l’appareil accessible;
• éviter un contact direct avec la couverture de toiture.

La FUJITSU ORION XLTH+ possède également un chauffe-plateau de base conçu pour les climats extrêmement froids, selon la documentation du fabricant. Cet équipement est particulièrement pertinent au Québec, mais il ne remplace jamais une installation extérieure bien planifiée. La technologie de la machine et le travail de l’installateur doivent se compléter.

Plusieurs sorties de ventilation à proximité : un emplacement qui doit être choisi avec méthode

La photographie montre clairement que cette unité ne se trouve pas seule sur une immense toiture vide. Plusieurs conduits et sorties de ventilation occupent déjà la zone.

Dans ce genre de situation, nous devons éviter de simplement placer la thermopompe dans le premier espace disponible.

Une unité extérieure doit pouvoir aspirer et rejeter l’air efficacement. Une installation trop rapprochée d’une obstruction peut favoriser une recirculation de l’air, nuire au rendement et compliquer le service.

Nous analysons donc :

• la direction du rejet d’air;
• la hauteur des équipements voisins;
• les dégagements nécessaires autour de la machine;
• l’accès à la façade de service;
• le trajet des conduites;
• la possibilité d’accumulation de neige;
• les contraintes de la toiture.

Cette approche est particulièrement importante dans une installation CVAC sur toit plat, qu’il s’agisse d’un projet à Saint-Paul-de-l'Île-aux-Noix, à Montréal, Laval, Longueuil, sur la Rive Nord ou la Rive Sud.

Une unité extérieure compacte qui facilite certaines installations complexes

FUJITSU présente l’unité extérieure ORION XLTH+ comme un modèle compact offrant jusqu’à 20 mètres, soit 66 pieds, de tuyauterie selon les conditions précisées dans sa fiche technique. La différence verticale maximale indiquée atteint 14,9 mètres, soit environ 49 pieds.

Cette latitude peut devenir très intéressante lorsque l’unité intérieure se trouve à un autre niveau du bâtiment.

Sur une installation en toiture, nous devons toujours vérifier la longueur réelle du circuit frigorifique avant de confirmer l’emplacement définitif. Il ne suffit pas de mesurer approximativement la distance à vol d’oiseau : le trajet réel des conduites doit être pris en compte.

Pour la gamme présentée, Fujitsu indique une tuyauterie de :

• 1/4 po pour la conduite liquide;
• 3/8 po pour la conduite gaz.

La longueur minimale indiquée est de 3 mètres, soit 10 pieds.

Ces spécifications doivent être respectées lors de la préparation du chantier et de la sélection du matériel frigorifique.

FUJITSU ORION XLTH+ : pourquoi cette thermopompe convient particulièrement bien aux projets exigeant du chauffage par grand froid

Trois capacités dans la gamme, avec des performances différentes

La documentation technique remise avec ce projet présente trois configurations ORION XLTH+ :

• 09KTAP1 : 9 000 BTU/h nominal en climatisation;
• 12KTAP1 : 12 000 BTU/h nominal en climatisation;
• 15KTAP1 : 14 500 BTU/h nominal en climatisation.

Les capacités nominales de chauffage sont respectivement de 12 000, 15 300 et 17 400 BTU/h.

La photo extérieure ne permet pas de lire suffisamment précisément la plaque signalétique pour attribuer avec certitude l’une de ces trois capacités à l’installation montrée. Nous préférons donc conserver cette distinction plutôt que d’inventer un tonnage ou un nombre de BTU.

C’est également un bon conseil pour les propriétaires : lorsqu’un entrepreneur parle simplement d’une « Fujitsu ORION », demandez toujours la combinaison exacte des numéros de modèles intérieur et extérieur.

La fiche identifie notamment les combinaisons :

• ASUH09KTAS / AOUH09KTAP1;
• ASUH12KTAS / AOUH12KTAP1;
• ASUH15KTAS / AOUH15KTAP1.

Des rendements saisonniers très élevés

La fiche technique affiche des valeurs TRÈS2 de :

• 33,5 pour la version 09;
• 31,5 pour la version 12;
• 28,7 pour la version 15.

Les valeurs CPSC2 région V sont respectivement de 11,5, 11,3 et 10,7. Les trois configurations portent également les classements ENERGY STAR indiqués dans la documentation Fujitsu.

Ces chiffres permettent de comparer les capacités à l’intérieur d’une même famille de produits, mais ils ne doivent jamais être utilisés seuls pour dimensionner un projet.

Un excellent rendement sur papier ne compense pas une capacité mal choisie ou une mauvaise installation.

Une capacité de chauffage qui demeure impressionnante à très basse température

Le principal intérêt de l’ORION XLTH+ pour une installation au Québec reste son comportement lorsque la température extérieure baisse fortement.

Fujitsu publie des pourcentages de chauffage maximal à différentes températures. À -26 °C, la fiche indique :

• 147 % pour le modèle 09;
• 128 % pour le modèle 12;
• 116 % pour le modèle 15.

Même à -30 °C, les valeurs indiquées sont respectivement de 113 %, 103 % et 101 %, sur la base des conditions de mesure expliquées par le fabricant.

Pour nous, cette information est beaucoup plus utile que la simple affirmation qu’une thermopompe « fonctionne à -30 °C ».

La vraie question est plutôt de savoir quelle capacité elle conserve lorsqu’il fait très froid.

C’est particulièrement pertinent à Saint-Paul-de-l'Île-aux-Noix, où l’achat d’une thermopompe murale est souvent motivé autant par les besoins de chauffage que par la climatisation estivale.

Technologie Inverter : adapter la puissance plutôt que fonctionner constamment au maximum

La FUJITSU AIRSTAGE ORION XLTH+ utilise un compresseur Inverter.

Le principe est de faire varier la capacité du système selon les besoins réels. Lorsqu’une forte demande de chauffage ou de climatisation est présente, le système augmente son fonctionnement. Lorsque la température intérieure approche de la consigne, il peut réduire son régime.

Cette modulation contribue à obtenir :

• une température plus régulière;
• moins de cycles marche-arrêt;
• un confort plus stable;
• un fonctionnement généralement plus discret à charge réduite;
• une utilisation énergétique mieux adaptée à la demande.

Sur un équipement conçu pour fonctionner pendant une grande partie de l’hiver, ce comportement est particulièrement intéressant.

R-32 : clairement identifiable sur l’unité photographiée

Un petit détail visible sur la façade de l’unité extérieure mérite une attention particulière : l’identification R32.

Fujitsu explique dans sa brochure que le R-32 possède un potentiel de réchauffement global de 675 selon la référence utilisée, contre 2088 pour le R-410A, ce qui représente une réduction de 68 % dans la comparaison présentée par le fabricant.

Pour le propriétaire, cela peut sembler n’être qu’une différence de réfrigérant.

Pour nos techniciens, cela signifie également que la préparation, l’outillage et les méthodes de travail doivent être compatibles avec le système installé. Une nouvelle génération d’équipement doit être accompagnée de pratiques d’installation appropriées.

La stabilité du support : un détail invisible depuis l’intérieur, mais essentiel sur le toit

Sur la photo, la structure soutenant la machine est clairement visible.

Cette partie du projet mérite autant d’attention que l’appareil lui-même.

Une thermopompe contient un compresseur et un ventilateur qui génèrent des mouvements et de faibles vibrations en fonctionnement. Sur un mur de fondation ou une dalle, ces vibrations se transmettent d’une certaine manière. Sur une toiture, le comportement peut être différent.

Nous devons donc chercher une installation :

• stable;
• nivelée;
• suffisamment rigide;
• adaptée au poids de l’équipement;
• compatible avec la surface de toiture;
• accessible sans compromettre la membrane.

Les unités extérieures de la gamme présentée pèsent, selon la capacité, environ 86 à 97 lb. La charge n’est donc pas énorme comparativement à certains équipements centraux, mais cela ne justifie jamais une installation improvisée.

Attention aux pénétrations de toiture

Lorsque nous travaillons sur un toit plat, chaque percement éventuel doit être traité avec prudence.

Une installation de thermopompe ne devrait pas créer un futur problème d’infiltration d’eau.

Dans la mesure du possible, nous planifions les supports et le trajet technique de manière à respecter l’étanchéité existante. Lorsque des pénétrations sont nécessaires, elles doivent être réalisées et scellées selon une méthode appropriée au système de toiture.

C’est l’une des grandes différences entre une installation au sol et un projet en hauteur : l’étanchéité du bâtiment fait partie de l’équation CVAC.

Le meilleur emplacement doit également faciliter l’entretien futur

Nous pensons toujours au technicien qui reviendra éventuellement quelques années plus tard.

Il devra pouvoir :

• retirer les panneaux de service;
• vérifier les raccordements;
• accéder aux valves;
• nettoyer l’échangeur;
• effectuer des mesures électriques;
• inspecter le drain et les conduites;
• intervenir sans devoir déplacer plusieurs équipements voisins.

Sur la photo de cette installation à Saint-Paul-de-l'Île-aux-Noix, l’unité demeure accessible depuis l’avant et dispose d’un espace de travail appréciable devant elle.

Ce détail peut sembler insignifiant au moment de l’installation, mais il devient particulièrement important au moment d’un entretien CVAC ou d’une réparation.

Un système également conçu pour être silencieux

Les niveaux sonores de l’unité extérieure varient selon la capacité.

La fiche technique indique notamment :

• 44 dB(A) pour la version 09;
• 48/49 dB(A) selon le mode pour la version 12;
• 51/49 dB(A) pour la version 15.

Fujitsu mentionne également un mode de fonctionnement de l’unité extérieure à faible niveau de bruit.

Le bruit réel perçu dépend toutefois fortement de l’installation.

Sur une toiture, nous devons considérer non seulement le son transmis dans l’air, mais aussi les vibrations pouvant se propager dans la structure du bâtiment. C’est une autre raison pour laquelle le choix du support ne doit jamais être traité comme un simple détail de finition.

ENERGY STAR et subventions : vérifier la combinaison exacte avant de calculer une aide financière

La fiche technique FUJITSU présente les trois capacités avec les classifications ENERGY STAR applicables à la gamme.

Cela constitue un élément important lorsqu’un propriétaire cherche une thermopompe admissible à une aide financière.

Toutefois, l’admissibilité à une subvention ne devrait jamais être déterminée uniquement à partir du logo présent sur une brochure.

Nous recommandons de vérifier :

1. les numéros exacts de l’unité intérieure et extérieure;
2. la référence AHRI ou ENERGY STAR correspondante;
3. la capacité installée;
4. les critères du programme d’aide financière en vigueur au moment de l’installation;
5. les documents exigés pour déposer la demande.

Les programmes et montants peuvent évoluer. Il est donc préférable de confirmer l’admissibilité du système précis plutôt que de supposer que toutes les machines portant le même nom commercial donnent automatiquement droit au même montant.

Ce chantier illustre bien notre approche des installations plus complexes

Une photographie d’un appareil terminé donne parfois l’impression que l’installation elle-même est simple.

Dans la réalité, ce projet de FUJITSU ORION XLTH+ à Saint-Paul-de-l'Île-aux-Noix implique plusieurs décisions techniques : déterminer un emplacement viable sur une toiture déjà occupée par des éléments mécaniques, prévoir un support suffisamment haut, préserver la circulation de l’air, gérer les conduites et garder l’unité accessible.

À cela s’ajoutent toutes les étapes que la photo ne montre pas :

• raccordement des conduites frigorifiques;
• isolation;
• alimentation électrique;
• communication entre l’unité intérieure et extérieure;
• épreuve et préparation du circuit;
• mise sous vide;
• mise en service;
• vérification du fonctionnement en chauffage et climatisation.

C’est précisément là que l’expérience de terrain compte.

Ce qu’un propriétaire devrait retenir avant une installation de thermopompe sur toiture

Une thermopompe de qualité comme la FUJITSU AIRSTAGE ORION XLTH+ fournit une excellente base technique. Mais elle doit encore être installée dans un environnement qui lui permet de fonctionner correctement.

Pour un projet sur toit plat, nous recommandons de porter une attention particulière au dégagement, à la hauteur par rapport à la neige, à la stabilité du support, au drainage hivernal, aux vibrations, à l’étanchéité et à l’accessibilité pour le service.

Ce sont exactement les principes que nous appliquons chez AirGreen pour nos installations à Saint-Paul-de-l'Île-aux-Noix ainsi que dans le Grand Montréal, notamment à Montréal, Laval, Longueuil, sur la Rive Nord et la Rive Sud.

Le résultat que nous recherchons n’est pas uniquement une thermopompe qui démarre correctement le jour de l’installation. Nous voulons un système dont l’emplacement, les supports et les raccordements restent logiques après plusieurs étés, plusieurs hivers et plusieurs cycles de dégivrage.

Cette installation sur toiture démontre bien cette philosophie : une FUJITSU ORION XLTH+ R-32 conçue pour le froid, installée sur une structure surélevée et intégrée avec soin parmi les équipements existants du bâtiment.