Une installation en toiture conçue pour remplacer une configuration vieillissante et sécuriser le fonctionnement hivernal
Cette installation de thermopompe murale Samsung WindFree™ MaxHeat à Bois-des-Filion se distingue par son emplacement sur un toit plat, au milieu de plusieurs unités extérieures déjà présentes. Ce type de projet exige une planification beaucoup plus poussée qu’une installation au sol ou sur un balcon, puisque nous devons tenir compte à la fois de l’étanchéité de la toiture, de la stabilité du support, du parcours des conduites, des vents, de la neige, des vibrations et de l’accès futur pour l’entretien.
La photo du chantier montre clairement l’environnement dans lequel nos techniciens ont travaillé. Plusieurs condenseurs occupaient déjà la toiture, dont des équipements installés sur des supports de bois vieillissants. La nouvelle unité a été positionnée sur un support métallique distinct, surélevé au-dessus de la membrane et appuyé sur des bases conçues pour répartir la charge sans percer inutilement le revêtement du toit.
Le parcours frigorifique longe la toiture avant de rejoindre le groupe extérieur. Nous avons également protégé et attaché les conduites afin qu’elles restent stables malgré le vent, les variations de température et les interventions futures sur le bâtiment.
Dans ce contexte, notre objectif n’était pas seulement d’installer une thermopompe Samsung fonctionnelle. Nous devions créer une solution durable, accessible et compatible avec un environnement de toiture déjà chargé.
Ce que la configuration du toit nous a révélé dès l’évaluation
Une toiture plate peut sembler offrir beaucoup d’espace, mais la surface réellement disponible est souvent limitée par plusieurs contraintes :
- les autres équipements de climatisation;
- les sorties de ventilation;
- les conduits et câbles existants;
- les drains de toit;
- les parapets;
- les zones de circulation;
- les pentes de drainage;
- les secteurs fragiles ou réparés de la membrane;
- les distances exigées entre les appareils.
Sur ce projet de Bois-des-Filion, les unités déjà installées occupaient une partie importante du secteur. Certaines reposaient sur des structures de bois exposées aux intempéries. Nous devions donc choisir un emplacement qui ne bloque ni le refoulement d’air des appareils voisins ni l’accès aux panneaux de service.
La nouvelle thermopompe a été placée de manière à conserver une zone libre autour de son échangeur et de sa ventilation. Son support métallique permet de maintenir l’appareil au-dessus de la toiture, tout en laissant suffisamment d’espace sous le cabinet pour l’écoulement de l’eau et l’inspection.
Pourquoi une thermopompe sur un toit doit être surélevée
L’unité extérieure visible à droite de la photo repose sur une structure métallique installée au-dessus de deux traverses de bois protectrices. Cette approche répond à plusieurs objectifs techniques.
Réduire le risque d’accumulation de neige autour de l’appareil
À Bois-des-Filion, une toiture plate peut accumuler une quantité importante de neige, particulièrement près des parapets et des obstacles qui modifient le mouvement du vent. Une unité posée trop bas peut se retrouver partiellement ensevelie.
Lorsque la neige bloque l’échangeur ou limite la circulation de l’air, la thermopompe travaille dans de mauvaises conditions. Le rendement peut diminuer, les cycles de dégivrage peuvent devenir plus fréquents et certains composants peuvent subir des contraintes supplémentaires.
La hauteur du support doit donc être choisie en fonction :
- de l’accumulation de neige prévisible;
- de la hauteur du parapet;
- de l’exposition au vent;
- du modèle de thermopompe;
- du dégagement exigé par le fabricant;
- des règles propres au bâtiment.
Faciliter l’évacuation de l’eau de dégivrage
En mode chauffage, une thermopompe extérieure peut accumuler du givre sur son serpentin. Le système effectue alors un cycle de dégivrage pour faire fondre cette accumulation.
L’eau produite doit pouvoir s’écouler sous l’appareil. Si le condenseur est installé trop près de la toiture, cette eau peut geler directement contre la base, bloquer certaines ouvertures ou créer une masse de glace sous le cabinet.
Le support surélevé laisse un espace libre qui aide à limiter ce problème. Il faut toutefois surveiller l’évolution de la glace pendant l’hiver, surtout lorsqu’un équipement fonctionne intensivement par temps humide et froid.
Préserver l’accès pour l’entretien
Une unité placée directement sur la membrane est plus difficile à inspecter. La hauteur supplémentaire améliore l’accès aux parties inférieures du cabinet et permet de voir si de l’eau, de la glace ou des débris s’accumulent.
Pour nos techniciens, cet accès facilite également :
- le contrôle des fixations;
- l’inspection de l’isolation;
- la vérification du câblage;
- le nettoyage du serpentin;
- l’entretien des composants;
- le diagnostic des vibrations.
Un support qui protège la membrane du toit
Une toiture ne doit pas être traitée comme une dalle de béton extérieure. Sa membrane doit demeurer intacte afin d’empêcher les infiltrations d’eau.
Dans cette installation, le support n’a pas été simplement déposé directement sur le revêtement. Des éléments de protection répartissent le poids et limitent le contact agressif avec la membrane.
Une mauvaise installation peut causer plusieurs problèmes :
- perforation ou abrasion de la membrane;
- concentration excessive de la charge;
- accumulation d’eau autour des pieds;
- déplacement du support sous l’effet du vent;
- vibration transmise à la structure;
- difficulté à effectuer de futurs travaux de toiture.
Nous devons également éviter d’obstruer le drainage naturel du toit. Les bases du support et les conduites ne doivent pas créer un barrage qui retient l’eau de pluie ou la neige fondue.
Une nouvelle thermopompe au milieu de plusieurs équipements existants
La photo montre au moins trois unités extérieures dans le même secteur. Cette densité est courante sur les toits d’immeubles résidentiels, de plex ou de petits bâtiments commerciaux.
Dans ce type d’environnement, nous devons évaluer l’interaction entre les appareils. Un condenseur rejette de l’air qui peut être chaud en climatisation ou froid en chauffage. Si cet air est immédiatement aspiré par une unité voisine, le rendement des deux systèmes peut être affecté.
La nouvelle Samsung WindFree™ MaxHeat devait donc être installée avec des dégagements suffisants par rapport aux équipements déjà en place.
Nous vérifions notamment :
- l’orientation du ventilateur;
- l’emplacement de l’échangeur;
- la direction des vents dominants;
- la distance entre les condenseurs;
- la hauteur relative des appareils;
- l’accès aux panneaux électriques et frigorifiques;
- la possibilité de remplacer une unité voisine dans le futur;
- le chemin sécuritaire pour les techniciens.
Une installation qui semble acceptable en été peut devenir problématique en hiver si les appareils rejettent leur air les uns vers les autres ou si la neige s’accumule entre les supports.
Le parcours des conduites sur une toiture exposée
La liaison frigorifique visible sur la photo parcourt une portion importante du toit avant de rejoindre la thermopompe. Ce parcours comprend généralement :
- la conduite de liquide;
- la conduite de gaz;
- l’isolation;
- le câble de communication;
- certains conducteurs électriques, selon la conception;
- un revêtement protecteur ou un cache extérieur.
Sur une toiture, les conduites sont exposées à des conditions particulièrement exigeantes :
- rayonnement solaire;
- pluie;
- gel;
- neige;
- vent;
- variations rapides de température;
- circulation occasionnelle des techniciens;
- travaux futurs sur la membrane.
L’isolation frigorifique doit rester continue et bien protégée. Une isolation déchirée ou dégradée peut entraîner de la condensation, une perte d’efficacité et une détérioration accélérée des matériaux.
Nous attachons également le parcours afin qu’il ne se déplace pas au vent. Les supports doivent être espacés correctement sans écraser l’isolation ni créer des points de contrainte sur les conduites de cuivre.
Le passage au-dessus du parapet
Sur la photo, la liaison franchit le bord du toit avant de descendre le long du mur extérieur. Ce point mérite une attention particulière, car le cuivre ne doit pas être plié brutalement.
Un coude trop serré peut :
- réduire le diamètre intérieur;
- fragiliser la conduite;
- endommager l’isolation;
- créer un point de vibration;
- augmenter le risque de fuite à long terme.
Nous réalisons donc une courbure progressive et protégeons la section exposée. Le passage au-dessus du parapet doit aussi être fixé de façon à éviter que les conduites frottent constamment contre la maçonnerie ou la finition métallique.
Cette partie du parcours est souvent négligée dans les installations improvisées. Pourtant, elle demeure l’une des zones les plus exposées au vent, à la glace et aux mouvements liés à la dilatation thermique.
Pourquoi la Samsung WindFree™ MaxHeat convenait à cette installation
La Samsung WindFree™ MaxHeat est conçue pour assurer la climatisation en été et le chauffage durant la saison froide. La gamme est particulièrement intéressante pour les propriétaires qui souhaitent utiliser une thermopompe pendant une grande partie de l’hiver québécois.
Son compresseur à vitesse variable adapte la puissance du système aux besoins réels. Plutôt que de fonctionner uniquement à pleine capacité puis de s’arrêter, l’appareil peut moduler son fonctionnement afin de maintenir une température plus stable.
À l’intérieur, la technologie WindFree™ permet une diffusion de l’air à travers une façade microperforée. Une fois la température demandée atteinte, le système peut réduire la sensation de courant d’air direct.
Cette caractéristique est appréciée dans :
- les chambres;
- les salons;
- les bureaux;
- les pièces compactes;
- les aires ouvertes où les occupants se trouvent face à l’unité.
La thermopompe peut d’abord utiliser son volet principal pour atteindre rapidement la consigne, puis passer à une diffusion plus douce.
Capacité et rendement : ne pas présumer à partir de la photo
Même si l’image permet d’identifier la marque et le type d’installation, elle ne permet pas de confirmer la capacité exacte de l’appareil.
Selon la combinaison installée, une Samsung WindFree™ MaxHeat peut être offerte dans plusieurs capacités. Le nombre de BTU, le rendement SEER2, le rendement HSPF2 et la performance à basse température doivent être vérifiés à partir des numéros complets de l’unité intérieure et extérieure.
Pour certaines combinaisons de 12 000 BTU, il est possible d’obtenir un rendement d’environ 24 SEER2 et un fonctionnement en chauffage jusqu’à environ −30 °C. Une référence AHRI associée à certaines combinaisons de cette capacité est 215399291.
Ces données ne doivent pas être appliquées automatiquement à toutes les thermopompes portant le nom WindFree™ MaxHeat. Nous confirmons toujours :
- les deux numéros de modèle;
- la capacité nominale;
- la capacité à basse température;
- le numéro AHRI;
- la tension d’alimentation;
- le MCA;
- le MOCP;
- les diamètres de conduites;
- la longueur maximale autorisée;
- la charge additionnelle de réfrigérant, si applicable.
La longueur frigorifique d’une installation sur le toit
Une unité placée sur une toiture est souvent plus éloignée de l’unité intérieure qu’un condenseur installé directement derrière le mur.
La longueur réelle du circuit doit inclure :
- les sections horizontales sur le toit;
- la descente le long du bâtiment;
- les portions cachées dans un conduit;
- les changements de niveau;
- les remontées verticales;
- les détours imposés par la structure.
Chaque fabricant fixe une longueur maximale et une différence d’élévation admissible. Certaines installations exigent également l’ajout d’une quantité précise de réfrigérant au-delà de la longueur préchargée.
Il ne suffit donc pas de mesurer la distance en ligne droite entre les deux appareils. Nous devons calculer le parcours réel et confirmer sa conformité avant l’installation.
Le contrôle d’étanchéité et la mise sous vide
Une fois le cuivre installé, le circuit frigorifique doit être préparé correctement avant l’ouverture des valves de service.
Notre méthode comprend notamment :
- la coupe et l’ébavurage du cuivre;
- la préparation des raccords évasés;
- le serrage aux valeurs prescrites;
- le test d’étanchéité;
- la mise sous vide;
- le contrôle de la stabilité du vide;
- l’ouverture des valves;
- le démarrage du système;
- la vérification des températures et des pressions de fonctionnement selon les conditions.
La mise sous vide permet de retirer l’air et l’humidité présents dans les conduites. Sur un long parcours de toiture, cette étape demeure essentielle, car le volume interne du circuit peut être plus important.
Une installation extérieure bien finie ne garantit pas à elle seule la fiabilité du système. La qualité des raccords et de la mise en service est tout aussi déterminante.
La gestion des vibrations sur un toit plat
Une thermopompe à compresseur variable fonctionne généralement de façon silencieuse, mais tout équipement mécanique produit un certain niveau de vibration.
Sur une toiture, cette vibration peut se transmettre à la structure du bâtiment si le support n’est pas adapté. Les occupants peuvent alors percevoir un bourdonnement à l’intérieur, même si le bruit extérieur semble faible.
Nous devons donc considérer :
- la rigidité du support;
- la répartition des points d’appui;
- la présence de matériaux antivibratoires;
- la proximité des murs porteurs;
- la position par rapport aux chambres;
- la vitesse du compresseur;
- la stabilité du cabinet.
Le support métallique visible sur la photo maintient l’unité indépendante de la membrane tout en répartissant la charge. Selon les caractéristiques du bâtiment, des dispositifs antivibratoires supplémentaires peuvent être envisagés.
Les vents et l’ancrage de l’équipement
Un toit plat est beaucoup plus exposé au vent qu’un balcon ou une cour protégée. L’unité extérieure, le support et les conduites doivent donc demeurer stables lors des rafales.
La méthode de fixation dépend notamment :
- de la hauteur du bâtiment;
- de l’exposition du secteur;
- du poids du condenseur;
- du type de support;
- de la membrane;
- des exigences du fabricant;
- des contraintes du propriétaire ou du gestionnaire.
Nous évitons de percer la toiture sans coordination avec les responsables de l’enveloppe du bâtiment. Lorsque des ancrages permanents sont requis, leur étanchéité doit être réalisée selon une méthode compatible avec la toiture.
L’accès sécuritaire pour l’entretien CVAC
Une installation sur un toit doit rester accessible après la fin du chantier. Le technicien doit pouvoir atteindre l’unité, ouvrir les panneaux et utiliser ses instruments sans marcher sur les conduites ni risquer de perdre l’équilibre près du parapet.
Dans ce projet, la thermopompe a été placée dans un espace permettant d’accéder à ses côtés techniques. Le parcours frigorifique a été maintenu près de la surface et fixé afin de ne pas devenir un obstacle mobile.
Pour le propriétaire ou le gestionnaire, il est important de ne pas modifier cette zone en ajoutant :
- des matériaux de construction;
- des équipements temporaires;
- des câbles libres;
- des blocs;
- des objets lourds;
- des éléments qui bloquent le ventilateur.
Un entretien CVAC professionnel doit pouvoir être réalisé sans devoir déplacer plusieurs installations voisines.
Les subventions et l’importance du numéro AHRI
Certaines thermopompes murales à climat froid peuvent être admissibles à des aides financières au Québec. La marque Samsung et l’appellation MaxHeat constituent de bons indicateurs, mais elles ne suffisent pas à confirmer l’admissibilité.
La vérification doit porter sur :
- la combinaison exacte des unités;
- le numéro AHRI;
- la capacité de chauffage reconnue;
- la certification applicable;
- le type de propriété;
- le programme en vigueur;
- la date d’installation;
- les documents exigés.
Le propriétaire devrait conserver :
- la facture détaillée;
- la preuve de paiement;
- les numéros de modèle;
- les numéros de série;
- les photos des plaques signalétiques;
- la date de mise en service;
- les coordonnées de l’entrepreneur et son numéro de licence.
Une promesse de subvention fondée uniquement sur le nom de la gamme peut entraîner une mauvaise surprise. Nous vérifions les références précises avant de confirmer un montant.
Une installation Samsung en toiture pensée pour durer à Bois-des-Filion
Cette installation de thermopompe murale Samsung WindFree™ MaxHeat à Bois-des-Filion démontre les exigences particulières d’un projet réalisé sur un toit plat.
Le nouveau groupe extérieur a été installé sur un support métallique surélevé, avec une répartition de charge adaptée à la membrane. Son emplacement tient compte des équipements voisins, de la circulation de l’air, de l’entretien, de la neige et de l’eau produite lors des dégivrages.
Le parcours frigorifique a été protégé et fixé sur la toiture avant de franchir le parapet. Cette section exige une attention particulière afin de prévenir les frottements, les courbures excessives et les dommages causés par le vent ou le soleil.
La réussite du projet ne se limite pas à l’unité visible. Elle repose également sur le dimensionnement, la préparation du cuivre, le test d’étanchéité, la mise sous vide, l’alimentation électrique et la vérification complète du système après le démarrage.
Chez AirGreen, nous réalisons des installations de thermopompes murales à Bois-des-Filion, Montréal, Laval, Longueuil, sur la Rive Nord et la Rive Sud. Chaque chantier est planifié selon la structure réelle du bâtiment, qu’il s’agisse d’une installation au sol, sur balcon, sur mur ou sur une toiture déjà occupée par plusieurs équipements.