Installation d'une thermopompe multizone 5 têtes GREE FreeMatch R32 à Sainte-Justine-de-Newton (MRC de Vaudreuil-Soulanges)

Cinq têtes de 6 000 BTU/h sur un compresseur de 42 000 : quand le nombre de zones impose un appareil trop gros

Chez AirGreen, ce chantier de Sainte-Justine-de-Newton est celui où nous avons passé le plus de temps à expliquer un désaccord technique plutôt qu'à vendre. Les propriétaires voulaient cinq zones. Le calcul de charge donnait 30 000 BTU/h pour toute la maison. Et la gamme GREE FreeMatch R32 ne propose qu'un seul appareil extérieur capable d'alimenter cinq unités intérieures : un 42 000 BTU/h.

Autrement dit, le nombre de pièces à traiter imposait un compresseur nettement plus gros que la maison. C'est une situation que la documentation commerciale n'aborde jamais, et que nous publions ici au complet — la comparaison que nous avons soumise aux clients, la solution que nous recommandions, celle qu'ils ont retenue, et ce que nous avons fait pour que la configuration fonctionne malgré tout.

Le contexte : une maison de rang aux pièces petites et fermées

Sainte-Justine-de-Newton est l'une des municipalités les plus rurales de la MRC de Vaudreuil-Soulanges : un peu moins de mille résidents, plus de 84 km² de territoire dont la quasi-totalité est en zone agricole, des fermes laitières, de la grande culture céréalière et une fromagerie artisanale de chèvre du côté de Péveril. Le canton de Newton a été proclamé en 1805; l'ouest a été colonisé par des Écossais venus de Glengarry et l'est par des familles francophones de la seigneurie de Vaudreuil. Le parc résidentiel qui en découle est fait de maisons de rang, souvent anciennes, rarement ouvertes sur un grand volume central.

La maison visée en est un exemple net : cinq pièces fermées de petites dimensions, cloisonnées, sans aire ouverte, chauffage électrique par plinthes, aucun réseau de conduits.

Cinq têtes identiques, toutes au plus petit calibre disponible. Trente mille BTU/h de capacité intérieure sur un compresseur de 42 000 BTU/h nominaux, soit 71 % — le ratio le plus bas que nous ayons publié.

L'appareil extérieur est le GWHD(42)ND6MO, certification AHRI 214931590 en non gainé (214931596 gainé, 214931600 mixte), MCA 30 A, protection maximale 45 A, 2 700 g de R32 d'usine, 79 kg.

Le vrai problème n'est pas la surcapacité, c'est le plancher

Un compresseur trop gros pour les têtes ne provoque pas ce que l'on imagine. Aucune tête ne sera jamais privée de réfrigérant : il y en a largement assez pour tout le monde, même les cinq zones en appel simultané par −25 °C. Ce n'est pas là que ça coince.

Ça coince en bas de l'échelle. La fiche technique du GWHD(42) donne une plage de modulation en chauffage allant de 8 870 à 54 590 BTU/h. Le chiffre du bas est une propriété du système, pas de chaque tête : c'est la plus petite quantité de chaleur que ce compresseur sait produire de façon continue, tous ports confondus.

Comparez avec une tête de 6 000 BTU/h.

Le plancher du système dépasse de près de 50 % ce qu'une seule petite pièce peut absorber. Concrètement : lorsque le bureau appelle seul un mardi après-midi, le compresseur ne peut pas descendre à sa rencontre. Il produit son minimum, satisfait la pièce en quelques minutes, s'arrête, attend, redémarre. Même en additionnant deux zones — 12 000 BTU/h — on dépasse à peine le plancher. Cette maison n'est réellement dans le confort de modulation continue que lorsque trois zones ou plus appellent ensemble, c'est-à-dire par temps froid, ce qui est heureusement la période où le système travaille le plus.

Le mécanisme du plancher de modulation est expliqué en détail dans notre article de Saint-Chrysostome. Ce qui est propre à ce chantier, c'est que le plancher n'est pas un cas limite occasionnel : il structure le comportement de tout le système.

Ce que nous avons recommandé : deux appareils plutôt qu'un

Voici la comparaison que nous avons remise aux clients, construite uniquement à partir des données du fabricant.

Le point décisif est la dernière ligne. Deux compresseurs plus petits ont, mécaniquement, des planchers de modulation plus bas en valeur absolue. Une tête de 6 000 BTU/h raccordée à un GWHD(18) vit dans un rapport beaucoup plus sain avec son compresseur qu'attelée à un 42 000. La ligne de modulation minimale figure sur la fiche du modèle exact — c'est une ligne que nous invitons tout propriétaire à faire pointer du doigt par son entrepreneur avant de signer.

Deux systèmes apportent aussi les modes indépendants — le salon peut refroidir en mai pendant que les chambres chauffent — et une redondance réelle, sujet développé dans notre article de Franklin.

Pourquoi un seul appareil a quand même été installé

Nous écrivons aussi ce qui va à l'encontre de notre recommandation, parce que c'est ce qui rend un avis crédible.

Les clients ont retenu la solution A pour quatre raisons parfaitement rationnelles : un seul appareil extérieur à installer et à entretenir; un seul circuit électrique dédié au lieu de deux, ce qui compte sur un panneau rural déjà chargé (question traitée dans notre article de Saint-Édouard); une seule visite d'entretien annuelle; et un coût d'installation inférieur, deux systèmes exigeant deux évacuations, deux mises en service et deux bases extérieures.

Notre rôle s'arrête là : présenter la comparaison par écrit, expliquer la conséquence, et livrer un travail impeccable sur la solution choisie. Ce que nous refusons, c'est de laisser croire que la configuration retenue est optimale alors qu'elle est un compromis assumé.

Ce que nous avons fait pour que cette configuration fonctionne

Quatre mesures, toutes prises à la mise en service et consignées au dossier :

1. Une zone d'ancrage. Le salon conserve une consigne active en permanence plutôt qu'un arrêt nocturne, de manière à ce que le compresseur ait toujours au moins une charge sérieuse à servir.
2. Le couplage des petites zones. Les consignes ont été regroupées pour que les pièces appellent par paires plutôt qu'isolément — la mécanique du couplage est détaillée dans notre article de Saint-Urbain-Premier.
3. La vitesse minimale de ventilation relevée d'un cran sur les deux zones les moins sollicitées, ce qui allonge les cycles au lieu de les hacher.
4. Les plinthes conservées partout, avec une note écrite de point d'équilibre remise aux propriétaires. À 71 %, elles ne sont pas un appoint symbolique : elles sont ce qui couvre une pièce isolée que le compresseur n'a pas intérêt à démarrer pour lui seul.

Les cinq parcours totalisent 43 mètres développés — la maison est compacte — donc l'ensemble reste sous la précharge de 50 mètres et aucun réfrigérant n'a été ajouté.

Le calcul de charge : pourquoi 6 000 BTU/h par pièce n'est pas une supposition

Tout ce qui précède repose sur un chiffre : 30 000 BTU/h pour cette maison. Il vaut la peine d'expliquer d'où il vient, parce que c'est l'étape que la moitié des soumissions concurrentes sautent purement et simplement.

Ce qu'un calcul de charge contient réellement

Une pièce à la fois, on additionne ce qui sort et on soustrait ce qui entre :

• les surfaces d'enveloppe de la pièce — murs extérieurs, plafond sous comble, plancher sur vide sanitaire ou sur sol — et la résistance thermique réelle de chaque assemblage, qui dépend de l'année de construction et des travaux faits depuis;
• la fenestration, comptée séparément par orientation, parce qu'une fenêtre au sud et une fenêtre au nord de même dimension ne se comportent pas du tout de la même façon;
• l'infiltration d'air, propre à l'étanchéité du bâtiment et à la position de la pièce;
• les gains internes — occupants, éclairage, appareils — qui réduisent la charge de chauffage et augmentent celle de climatisation;
• la température extérieure de calcul de la municipalité, tirée des données climatiques réglementaires, et non de la journée la plus froide dont quelqu'un se souvient.

Pourquoi la règle du pied carré échoue

Deux pièces de 12 m² dans la même maison peuvent avoir des charges qui varient du simple au double. L'une est en coin, avec deux murs extérieurs et une grande fenêtre; l'autre est intérieure, entourée de pièces chauffées, avec une seule petite ouverture. Une règle de surface leur donne la même tête. Le calcul leur en donne deux différentes.

L'inverse est vrai aussi, et c'est ce qui produit le plus de surdimensionnement : une enveloppe récente peut demander environ la moitié de ce que demandait une maison des années 1970 de même superficie — nous développons ce point dans notre article de Saint-Lazare. Un entrepreneur qui applique des ratios appris sur du parc ancien installe systématiquement trop gros, et une tête trop grosse fait exactement ce que personne ne veut : elle cycle court, elle ne déshumidifie pas, et elle est bruyante parce qu'elle démarre fort au lieu de moduler bas.

Chauffage et climatisation sont deux calculs, pas un

Chaque pièce ressort avec deux chiffres. La chambre orientée à l'ouest peut être la plus exigeante en climatisation et l'une des plus faciles en chauffage; la pièce au-dessus d'un garage non chauffé fait l'inverse. Sur un système multizone, on choisit le calibre de chaque tête en connaissant les deux, en sachant lequel des deux gouverne dans la réalité de l'occupation — et en gardant en tête que le système entier ne peut travailler que dans un seul mode à la fois.

Ce que le calcul change davantage sur un multizone que sur un système central

C'est l'argument que nous tenons pour le plus important de cet article.

Sur un système central, une erreur de répartition entre les pièces se corrige : on rééquilibre les registres, on modifie une descente, on ajuste les débits. La capacité est mise en commun et redistribuée.

Sur un multizone, la capacité de chaque pièce est figée dans le matériel. Une tête de 6 000 dans une pièce qui en demandait 9 000 restera insuffisante pour toute la durée de vie du système, et le seul correctif consiste à remplacer l'unité intérieure — donc à récupérer le réfrigérant, refaire un tirage au vide, repeser la charge et reprendre la mise en service. Une erreur de calcul sur un central se règle avec un tournevis. Sur un multizone à cinq têtes, elle se règle avec un camion.

Les données que nous demandons, et ce que vous devriez exiger

Nous demandons systématiquement l'année de construction, l'historique d'isolation, la date de remplacement des fenêtres, et nous mesurons les pièces plutôt que de nous fier au plan d'origine. Ce qui ne se vérifie pas est écrit comme hypothèse dans le rapport, pas fondu dans un total.

De votre côté, une soumission de CVAC sérieuse doit pouvoir vous fournir, sur demande, la charge calculée pièce par pièce — pas un chiffre global pour la maison, et surtout pas un calibre justifié par « c'est ce qu'on met d'habitude ». La grille complète de comparaison de soumissions multizones se trouve dans notre article de Saint-Chrysostome.

Détails de pose

La tête visible sur la photo est montée en angle, serrée contre le plafond, avec la sortie de tuyauterie latérale à droite et une goulotte horizontale rejoignant immédiatement le coin de la pièce — le choix du côté de sortie détermine le côté du drain de condensat et se décide avant la fixation de la plaque. L'afficheur indique 69, soit une consigne en degrés Fahrenheit d'environ 20,5 °C, laissée après la mise en service. Le comportement du réseau de drains sur un chantier à cinq têtes est traité dans notre article de Les Cèdres, et la condensation à l'intérieur d'une goulotte intérieure dans celui de Saint-Louis-de-Gonzague.

Erreurs à éviter

• Additionner les têtes pour obtenir une capacité de système. Trente mille BTU/h de têtes ne font pas un appareil de 30 000, ni de 42 000 utilisables pièce par pièce.
• Choisir le nombre de zones avant d'avoir le calcul de charge. C'est ce qui a imposé ici un compresseur surdimensionné.
• Ignorer la ligne de modulation minimale de la fiche technique. Sur une maison de petites pièces, c'est la ligne la plus importante du tableau.
• Standardiser toutes les têtes à 9 000 BTU/h pour simplifier l'inventaire, alors que le calcul en demande 6 000.
• Retirer les plinthes sur une configuration à 71 %.
• Accepter un calibre sans justification écrite pièce par pièce.

Entretien et suites

Cinq filtres identiques, donc une seule référence à retenir et à garder en réserve — le seul avantage franc d'une configuration entièrement homogène. Un seul serpentin extérieur, en pleine zone agricole : poussière de champ, résidus de récolte et neige soufflée s'y déposent sans jamais déclencher de code d'erreur, et le rinçage annuel de la batterie conditionne le rendement plutôt qu'il ne l'améliore. Le sujet du salissement en milieu rural est développé dans notre article de Saint-Télesphore, la municipalité voisine.

Côté aides financières, la maison étant chauffée à l'électricité, les programmes visant l'abandon d'un combustible fossile ne s'appliquent pas; les avenues pertinentes restent les programmes d'efficacité énergétique d'Hydro-Québec et Rénoclimat, dont nous validons les modalités à l'ouverture du dossier. Le code AHRI déclaré doit correspondre à la configuration réellement installée. La garantie est de 10 ans, portée à 12 ans sur enregistrement auprès du distributeur avec preuve d'installation, enregistrement que nous effectuons à la fin du chantier.

AirGreen à Sainte-Justine-de-Newton et dans l'ouest de Vaudreuil-Soulanges

Nous travaillons régulièrement dans le secteur agricole de l'ouest de la MRC — Sainte-Justine-de-Newton, Saint-Télesphore, Sainte-Marthe, Saint-Polycarpe, Rigaud — où les maisons de rang posent des problèmes de dimensionnement très différents de ceux des banlieues récentes. Un plan compartimenté n'est pas un défaut : il justifie même particulièrement bien un système multizone, à condition que quelqu'un ait fait le calcul avant de choisir le nombre de têtes.

Nous réalisons ce type d'installation CVAC et d'entretien CVAC à Montréal, à Laval, à Longueuil, sur la Rive-Nord et sur toute la Rive-Sud. Pour un projet multizone, la première étape utile n'est pas un prix : c'est un relevé sur place et une charge calculée pièce par pièce, remise par écrit.