Une installation multizone pensée pour chauffer et climatiser trois espaces sans multiplier les unités extérieures
Installer une thermopompe triple zone Fujitsu Aquila XLTH à Saint-David demande beaucoup plus que de simplement fixer trois unités murales et de les raccorder à un compresseur extérieur. Dans ce type de projet, la qualité du résultat dépend surtout de la planification : choix des capacités intérieures, trajet des conduites frigorifiques, positionnement de l’unité extérieure, gestion du drainage, dégagements nécessaires autour du condenseur et organisation des différentes zones de confort.
Pour cette installation réalisée par notre équipe AirGreen, nous avons travaillé avec une solution Fujitsu AIRSTAGE multizone au réfrigérant R32, conçue pour permettre à plusieurs espaces de la résidence de profiter d’un contrôle individuel tout en utilisant une seule unité extérieure. La documentation technique Fujitsu de la série H confirme justement qu’une unité extérieure peut alimenter plusieurs unités intérieures et que les configurations proposées peuvent combiner différentes capacités et différents types d’évaporateurs selon le projet.
Le résultat visible à l’extérieur illustre bien l’un des avantages les plus importants d’un système multizone : une seule thermopompe extérieure dessert plusieurs zones de la maison, ce qui réduit considérablement l’encombrement autour du bâtiment.
Une unité extérieure installée en hauteur plutôt qu’au niveau du sol
L’un des détails qui ressort immédiatement de cette installation à Saint-David est le positionnement de la thermopompe Fujitsu sur une structure murale robuste, à bonne distance du sol.
Nous avons installé l’unité sur des supports métalliques adaptés au poids et aux dimensions du condenseur. Cette façon de procéder présente plusieurs avantages dans notre climat québécois.
Elle permet notamment de garder l’appareil au-dessus d’une partie importante de l’accumulation de neige hivernale. Un condenseur installé trop près du sol peut se retrouver entouré de neige compacte après plusieurs tempêtes ou après le déneigement de la cour. Lorsque l’air circule mal autour de la thermopompe, son fonctionnement en chauffage peut être affecté.
L’installation en hauteur facilite également l’écoulement de l’eau produite lors des cycles de dégivrage. Une thermopompe utilisée pendant l’hiver doit périodiquement dégivrer son échangeur extérieur. L’eau qui en résulte doit pouvoir s’évacuer sans former une masse de glace directement sous l’appareil.
Sur la photo de cette réalisation, on remarque aussi que notre équipe a conservé l’accès au côté technique du système. Ce détail est important : les raccords frigorifiques, valves de service et connexions doivent rester accessibles afin de faciliter les vérifications, l’entretien et les éventuelles interventions futures.
Trois circuits frigorifiques réunis proprement sur une seule thermopompe
Une thermopompe triple zone implique nécessairement davantage de tuyauterie qu’un système simple zone.
Chaque unité intérieure doit être reliée à l’unité extérieure par son circuit frigorifique. À cela s’ajoutent les connexions électriques et les éléments nécessaires au drainage des condensats.
Sur cette installation Fujitsu, plusieurs ensembles de conduites isolées descendent proprement le long du mur avant de rejoindre les raccords de l’unité extérieure. Nous avons regroupé les parcours de manière à limiter l’encombrement tout en conservant des courbes suffisamment progressives pour ne pas imposer de contraintes inutiles aux conduites de cuivre.
La qualité de cette partie du travail est particulièrement importante. Une installation multizone mal planifiée peut rapidement donner un résultat visuellement désordonné avec trois parcours complètement différents, une accumulation de câblage ou des conduites qui deviennent difficiles à entretenir.
Chez AirGreen, nous planifions plutôt le parcours complet avant d’effectuer les pénétrations dans le bâtiment.
Pourquoi le choix des trois unités intérieures ne se fait pas au hasard
Un système multizone ne doit pas être dimensionné simplement en additionnant approximativement la superficie des pièces.
Fujitsu prévoit différentes combinaisons d’unités intérieures pour ses systèmes AIRSTAGE de série H. La documentation présente notamment des unités murales de plusieurs capacités ainsi que des solutions Slim Duct, cassette compacte et Mid Static Duct. Elle précise également que la capacité combinée raccordée peut, dans certaines configurations approuvées, dépasser la capacité nominale de l’unité extérieure. Fujitsu indique toutefois très clairement que dépasser 100 % de capacité raccordée n’augmente pas la capacité réelle de production du système.
C’est un point essentiel lorsqu’on compare les soumissions pour une installation de thermopompe multizone à Montréal, Laval, Longueuil, sur la Rive Nord ou la Rive Sud.
Installer trois unités intérieures totalisant une capacité élevée ne signifie pas automatiquement que le compresseur extérieur pourra produire cette même puissance simultanément dans les trois pièces.
Nous devons donc considérer :
- la superficie et le volume de chaque espace;
- l’isolation du bâtiment;
- le nombre et la dimension des fenêtres;
- l’exposition au soleil;
- la disposition des étages;
- les pertes de chaleur;
- l’utilisation réelle de chaque zone;
- et la capacité disponible de l’unité extérieure dans les conditions hivernales.
Fujitsu précise d’ailleurs dans ses tables que celles-ci servent à vérifier les combinaisons autorisées, mais qu’elles ne remplacent pas la sélection de capacité du système; le fabricant recommande son outil Design Simulator pour effectuer cette sélection.
Le vrai avantage d’un système triple zone : le confort pièce par pièce
Dans une maison comportant plusieurs étages ou des pièces utilisées de manière très différente, un système simple zone atteint rapidement ses limites.
Une chambre située à l’étage n’a pas les mêmes besoins qu’un salon très fenestré au rez-de-chaussée. Un bureau occupé toute la journée peut nécessiter davantage de climatisation qu’une chambre d’amis utilisée occasionnellement.
Avec la Fujitsu Aquila multizone, chaque unité intérieure dispose de sa propre commande. Fujitsu indique que les unités intérieures peuvent être réglées individuellement, ce qui permet d’adapter la température de chaque zone.
Cela ne signifie toutefois pas qu’une pièce peut être en chauffage pendant qu’une autre fonctionne en climatisation. La documentation de la série précise que le système assure chauffage et refroidissement, mais pas simultanément dans des modes opposés.
Cette distinction est importante et nous l’expliquons toujours aux propriétaires avant l’installation.
On peut donc régler différentes températures dans les trois espaces lorsqu’ils fonctionnent dans le même mode général, mais on ne doit pas considérer un multizone résidentiel classique comme trois systèmes complètement indépendants.
Ce que cette installation Fujitsu à Saint-David montre concrètement sur la qualité d’un projet CVAC multizone
Une implantation extérieure qui tient compte du bâtiment
Le mur de brique de cette résidence présentait une surface appropriée pour organiser les différents raccordements tout en maintenant l’unité Fujitsu à l’extérieur des principales zones de circulation.
Nous devions néanmoins composer avec plusieurs éléments : la fenêtre située à proximité, la hauteur du bâtiment, les conduites provenant des différentes zones intérieures et l'espace nécessaire devant le ventilateur pour assurer une bonne circulation d’air.
Nous avons donc positionné le condenseur de manière à maintenir sa façade largement dégagée. Dans une installation CVAC, cet aspect ne doit jamais être négligé. Une thermopompe peut être parfaitement dimensionnée sur papier et pourtant perdre en efficacité si son rejet d’air est bloqué par un mur, une clôture, un balcon ou un autre obstacle.
Le R32 : un élément important de cette génération Fujitsu
L’unité visible sur cette installation porte clairement l’identification R32.
Le réfrigérant utilisé influence la conception du système, les procédures d’installation et les méthodes de travail des techniciens. Lors du remplacement d’un ancien système, il ne faut donc jamais supposer qu’une tuyauterie existante peut automatiquement être réutilisée simplement parce que son diamètre semble compatible.
Nous vérifions notamment l’état des conduites, leur longueur, les diamètres nécessaires, les exigences du fabricant et les conditions de l’installation précédente avant de déterminer la meilleure approche.
C’est particulièrement important sur une thermopompe multizone, où plusieurs circuits frigorifiques se rejoignent sur le même équipement extérieur.
Un système conçu pour le chauffage en climat froid
La gamme Fujitsu AIRSTAGE Aquila de série H présentée par le fabricant vise les applications résidentielles multizones, incluant les besoins de chauffage en climat froid. La documentation Fujitsu indique notamment que les versions CTEB de la série peuvent fonctionner en chauffage jusqu’à -26 °C et en climatisation jusqu’à 50 °C.
Cette information est particulièrement pertinente au Québec.
Nous devons toutefois faire une distinction entre la température minimale de fonctionnement d’une thermopompe et la quantité de chaleur qu’elle peut réellement fournir lorsqu’il fait extrêmement froid.
Ce sont deux choses différentes.
Pour déterminer si une thermopompe peut répondre seule aux besoins d’une propriété ou si un chauffage d’appoint demeure souhaitable, nous regardons plutôt la capacité de chauffage disponible à basse température, les pertes thermiques du bâtiment et la stratégie de chauffage globale de la résidence.
Une seule unité extérieure, jusqu’à plusieurs zones intérieures
La plateforme Fujitsu AIRSTAGE série H offre plusieurs formats d’unités extérieures.
Selon la documentation fournie par Fujitsu :
- une unité extérieure de 18 000 BTU/h peut raccorder jusqu’à deux unités intérieures;
- une unité de 24 000 BTU/h peut en raccorder jusqu’à trois;
- une unité de 36 000 BTU/h peut aller jusqu’à quatre;
- une unité de 45 000 BTU/h peut aller jusqu’à cinq unités intérieures.
Le document présente d’ailleurs spécifiquement, à sa page 4, un exemple de système à trois zones utilisant une unité extérieure AOUH24KWAS3/AOUH24KWAH3.
Cela ne signifie pas que toutes les maisons ayant trois pièces à traiter devraient automatiquement recevoir une thermopompe de 24 000 BTU. La sélection doit toujours tenir compte des charges réelles du bâtiment et des combinaisons approuvées par le fabricant.
Les erreurs que nous cherchons à éviter sur une installation triple zone
Après de nombreuses installations de thermopompes murales et multizones à Montréal, Laval, Longueuil, sur la Rive Nord et la Rive Sud, certaines erreurs reviennent régulièrement lorsque nous inspectons des installations existantes.
Parmi les plus importantes :
Choisir les BTU uniquement selon la superficie. Une pièce fortement exposée au soleil et une pièce intérieure de même superficie peuvent avoir des besoins très différents.
Surcharger inutilement l’unité extérieure. Le fait qu’une combinaison soit permise ne signifie pas qu’elle constitue la meilleure sélection pour chaque bâtiment.
Installer le condenseur trop près du sol. Au Québec, la neige et la glace doivent faire partie de la planification dès le départ.
Négliger l’apparence des conduites. Sur un système triple zone, trois parcours mal organisés peuvent rapidement devenir très visibles sur une façade.
Oublier l’accès pour le service. Un condenseur coincé contre un obstacle peut transformer une intervention simple en opération beaucoup plus complexe.
Confondre contrôle indépendant et fonctionnement totalement indépendant. Les trois unités peuvent offrir des réglages individuels, mais le système multizone fonctionne dans un mode général compatible pour toutes les zones.
Une installation qui reste accessible pour l’entretien CVAC
La longévité d'une thermopompe dépend aussi de ce qui se passe après son installation.
Un entretien CVAC périodique permet de vérifier l’état des unités intérieures, des filtres, des échangeurs, du drainage et de l’unité extérieure.
Sur un système comportant trois évaporateurs, il est particulièrement important de ne pas attendre qu’une unité commence à montrer des signes évidents d’encrassement. Les trois unités peuvent fonctionner pendant des durées très différentes selon les habitudes des occupants.
Une unité installée dans le salon peut fonctionner beaucoup plus longtemps que celle d’une chambre rarement utilisée. L’entretien devrait donc tenir compte de l’état réel de chaque zone plutôt que de considérer les trois unités comme parfaitement identiques.
Pourquoi nous aimons cette configuration pour certaines propriétés de Saint-David
Ce projet illustre exactement le type de situation où une thermopompe triple zone Fujitsu devient intéressante : plusieurs espaces doivent être chauffés et climatisés, mais le propriétaire souhaite éviter d’installer plusieurs condenseurs autour du bâtiment.
Une seule unité extérieure simplifie l’apparence de la propriété et permet de centraliser une grande partie de l’installation mécanique.
À l’intérieur, les occupants conservent néanmoins la possibilité de régler leurs différentes zones selon leur utilisation.
C’est cette combinaison entre flexibilité intérieure et réduction du nombre d’équipements extérieurs qui explique la popularité des systèmes multizones dans les maisons de Montréal et des secteurs environnants.
Chez AirGreen, nous ne cherchons cependant pas à installer un multizone simplement parce qu’il permet de raccorder plusieurs têtes. Nous comparons toujours cette solution avec des systèmes simples zones lorsqu’ils peuvent offrir un meilleur rendement, une meilleure redondance ou une configuration plus appropriée au bâtiment.
Le travail invisible compte autant que ce que l’on voit sur la photo
Une belle installation extérieure attire naturellement l’attention, mais les éléments qui déterminent réellement la fiabilité à long terme sont souvent invisibles une fois les travaux terminés.
La préparation des conduites, la qualité des raccords frigorifiques, le tirage au vide, les connexions électriques, le drainage, la fixation des unités intérieures et le respect des spécifications du fabricant sont autant d’étapes essentielles.
Sur une installation triple zone Fujitsu Aquila XLTH, ces opérations sont répétées ou coordonnées sur plusieurs circuits. La rigueur devient donc encore plus importante qu’avec un simple climatiseur mural.
Notre objectif chez AirGreen est que l’installation soit non seulement propre le jour où nous quittons le chantier, mais qu’elle demeure accessible, logique et fiable plusieurs années plus tard.
Pour les propriétaires qui évaluent une thermopompe multizone à Saint-David, Montréal, Laval, Longueuil, sur la Rive Nord ou la Rive Sud, cette réalisation constitue un bon exemple de ce qu’il faut rechercher : un dimensionnement réfléchi, une implantation extérieure adaptée à l’hiver québécois, des conduites organisées et une configuration qui correspond réellement aux besoins des différentes pièces.