Installation d'une thermopompe murale multi-zones GREE FreeMatch R32 à 4 têtes à Calixa-Lavallée (MRC de Marguerite-D'Youville, Montérégie)

Quatre têtes, un seul compresseur : la chose que les soumissions n'expliquent jamais

Un système multi-zones à 4 têtes se vend facilement. Quatre pièces, quatre télécommandes, quatre températures. C'est ainsi que la plupart des soumissions le présentent, et c'est ce que le client comprend.

La réalité physique est différente, et elle mérite d'être expliquée avant les travaux plutôt qu'au premier hiver : les quatre têtes partagent un seul compresseur, un seul circuit frigorifique et une seule vanne d'inversion. Cette contrainte détermine le dimensionnement, le comportement en demande simultanée, la possibilité — ou non — de chauffer une pièce pendant qu'on en climatise une autre, et jusqu'au code de subvention que le client pourra utiliser.

Voici comment nous avons abordé cette installation à Calixa-Lavallée, et ce que nous avons expliqué au propriétaire avant de percer le premier mur.

Calixa-Lavallée : 500 habitants, aucun réseau de conduits, aucun gaz naturel

Calixa-Lavallée est la plus petite municipalité de la MRC de Marguerite-D'Youville, en Montérégie, entre Verchères et Contrecœur. Environ cinq cents personnes, un territoire majoritairement agricole, un noyau villageois modeste, et un nom emprunté au compositeur de l'hymne national.

Pour un entrepreneur en CVAC, ce profil rural produit des conditions très constantes :

• Aucun réseau de gaz naturel. Le chauffage est électrique, au mazout ou au bois.
• Peu de maisons munies d'un réseau de conduits. Les résidences chauffées aux plinthes électriques n'ont jamais eu de gaines, et en installer un après coup coûte souvent plus cher que l'équipement lui-même.
• Des besoins très inégaux d'une pièce à l'autre. Une maison de campagne avec une grande aire ouverte au sud, deux chambres à l'étage et un bureau ajouté dans une ancienne véranda ne se chauffe pas avec une seule consigne.
• Des distances. Le condenseur ne se pose pas toujours à trois mètres du salon.

C'est le terrain naturel du multi-zones. Pas parce que c'est à la mode, mais parce que la solution centrale exigerait des conduits qui n'existent pas.

L'équipement retenu : GREE FreeMatch R32, condenseur GWHD(36)ND6MO

Nous avons retenu le condenseur GWHD(36)ND6MO, qui accepte de 2 à 4 unités intérieures. C'est la configuration exacte du projet : quatre têtes, aucune marge d'ajout ultérieure. Ce point a été discuté avec le client, parce qu'il n'est pas neutre.

Fiche technique du condenseur installé

La règle que personne n'explique : les capacités des têtes ne s'additionnent pas

C'est le cœur du dimensionnement d'un multi-zones, et c'est là que se jouent la satisfaction du client et la réputation de l'entrepreneur.

Le ratio de combinaison

Sur un système à 4 têtes, la somme des capacités nominales des unités intérieures dépasse presque toujours la capacité du condenseur. Quatre têtes de 9 000, 9 000, 12 000 et 12 000 BTU/h totalisent 42 000 BTU/h nominaux sur un condenseur certifié à 36 000 BTU/h, soit environ 117 %.

Ce n'est pas une erreur de conception : c'est la conception. Elle repose sur la diversité des charges — les quatre pièces n'atteignent jamais leur pointe au même instant. Une chambre au nord demande son maximum à cinq heures du matin en janvier; le salon plein sud demande le sien à quinze heures en juillet. Le condenseur module entre 8 870 et 40 900 BTU/h en froid et entre 8 870 et 51 180 BTU/h en chaud pour suivre le total réel, pas le total théorique.

La limite de cette logique doit être dite clairement au client : en demande simultanée maximale, chaque tête reçoit moins que sa capacité nominale. Le matin le plus froid de l'année, avec quatre têtes en appel, la répartition se fait au prorata et aucune pièce n'obtient son plein débit calorifique. Un ratio de combinaison choisi sans calcul de charge par pièce produit exactement cette situation, et le client conclut — à tort — que l'appareil est défectueux.

Le plancher de modulation : le piège de la tête trop petite

L'autre extrémité de la plage est tout aussi importante et beaucoup moins connue. Le condenseur ne descend pas sous 8 870 BTU/h. C'est son plancher, quel que soit le nombre de têtes en fonction.

Conséquence directe : si une seule tête de 9 000 BTU/h fonctionne seule un soir d'octobre, le système est déjà à son minimum. Il ne peut pas moduler plus bas. Il atteint la consigne, s'arrête, redémarre — c'est du cycle court, avec ce que cela implique d'inconfort, d'usure du compresseur et de rendement réel inférieur au SEER2 affiché.

Nous en tirons deux règles de conception :

1. Ne jamais raccorder une seule petite tête à un gros condenseur en espérant en ajouter d'autres « plus tard ». Le système fonctionnera mal pendant toute la période intermédiaire.
2. Grouper les zones qui s'appellent ensemble. Deux chambres à l'étage, orientées de la même façon, se comportent comme une seule charge et maintiennent le compresseur au-dessus de son plancher.

Un seul mode à la fois : chauffage OU climatisation

C'est la caractéristique la plus mal comprise de tous les systèmes multi-zones de ce type. Les quatre têtes partagent un circuit frigorifique unique avec une seule vanne d'inversion. L'appareil peut donc chauffer les quatre pièces, ou climatiser les quatre pièces. Il ne peut pas faire les deux en même temps.

En pratique, la première tête qui appelle impose le mode; une tête qui demande le mode opposé passe en attente ou en ventilation seule. À Calixa-Lavallée comme partout au Québec, la période critique est l'entre-saison : fin avril, début octobre, quand une pièce plein sud avec grandes fenêtres surchauffe pendant qu'une chambre au nord reste fraîche.

Nous en avons parlé avec le client avant la signature, et c'est ce genre de conversation qui distingue une installation CVAC correctement conçue d'un appareil vendu au tonnage. Les stratégies possibles :

• Regrouper les zones par orientation et par usage, pour que les demandes contradictoires soient rares.
• Accepter la contrainte de façon éclairée, ce qui est le cas dans la grande majorité des résidences.
• Séparer physiquement une pièce au comportement thermique très différent — bureau avec équipement informatique, véranda vitrée — sur un système indépendant, quand le budget et l'usage le justifient.

Un détail utile, ici : la plage de climatisation descend jusqu'à -30 °C extérieur. Ce n'est pas une coquille. Une pièce à forts gains internes — bureau, salle de serveurs domestique, pièce voisine d'un poêle à bois — peut être climatisée en plein hiver, ce que la plupart des systèmes refusent de faire sous 0 °C.

Un seul circuit électrique pour tout le système

Une caractéristique du FreeMatch R32 change concrètement le coût des travaux : les unités intérieures sont alimentées par l'unité extérieure. Il n'y a pas de circuit dédié ni de prise à installer dans chaque pièce.

Le bilan électrique se résume donc à :

• Un circuit unique vers le condenseur, dimensionné selon MCA 30 A et protégé selon MOCP 45 A.
• Un câble d'interconnexion vers chaque tête, cheminant avec la tuyauterie frigorifique et le drain de condensat dans la même gaine.

Dans une maison ancienne de Calixa-Lavallée — murs de plâtre sur lattes, absence de vides techniques verticaux, panneau électrique souvent déjà bien chargé par le chauffage aux plinthes — cette architecture évite quatre percements électriques et quatre circuits au panneau. C'est un argument technique, mais aussi un argument de conservation du bâtiment.

La tuyauterie : où se cache le vrai coût d'un 4 têtes

Le condenseur est pré-chargé pour 40 mètres de tuyauterie totale, tous circuits confondus. La longueur totale maximale est de 80 mètres, avec un dénivelé maximal de 25 mètres. Au-delà des 40 mètres pré-chargés, il faut ajouter 20 grammes de R32 par mètre supplémentaire.

Sur un système à 4 têtes, ce calcul n'a rien de théorique. Prenons une répartition réaliste pour une maison de campagne à deux étages :

Le total de 58 m reste sous la limite de 80 m, mais dépasse les 40 m pré-chargés de 18 m. La charge additionnelle est donc de 18 × 20 g = 360 g, portant la charge du système à environ 3 060 g de R32.

Trois conséquences que nous documentons systématiquement :

1. La charge additionnelle doit être pesée, pas estimée aux pressions. Une balance électronique, un relevé écrit, une signature.
2. La longueur réelle de chaque branche doit être mesurée, pas déduite d'un plan. Les contournements de solives et de colonnes ajoutent facilement deux ou trois mètres par branche.
3. La charge totale, et non celle d'une seule tête, gouverne les exigences A2L. Nous y venons.

R32, classe A2L et surface minimale de pièce : ce qui change sur un multi-zones

Le R32 est classé A2L, faiblement inflammable, et la gamme FreeMatch intègre une sonde de détection de fuite de réfrigérant de série. Jusqu'ici, rien de différent d'un climatiseur mural simple.

La différence est dans le chiffre. Un mono-split de 9 000 BTU/h contient quelques centaines de grammes. Ce système-ci en contient plus de trois kilogrammes, et tout ce réfrigérant circule dans un circuit unique. En cas de fuite au niveau d'une tête, ce n'est pas la fraction attribuée à cette pièce qui peut s'y libérer : c'est la charge du circuit.

Cette distinction gouverne la surface minimale de pièce exigée par la norme applicable pour chaque tête. Une petite chambre de 8 m² ne pose aucun problème sur un mono-split; sur un multi-zones à charge élevée, elle demande une vérification explicite au tableau du manuel d'installation, et parfois le choix d'un autre emplacement pour la tête ou d'un autre type d'unité intérieure.

Nous faisons ce calcul au moment de la conception, pas au moment de la pose. Un système entièrement installé dont une tête se trouve dans une pièce trop petite ne se corrige pas avec un tournevis.

La tête murale : ce que la photo montre, et ce que ça implique

L'unité murale visible est une tête GREE posée haut sur un mur clair, dans une pièce finie.

L'affichage indique 74 : une question de réglage, pas de fonctionnement

Le témoin numérique affiche 74, c'est-à-dire une consigne en degrés Fahrenheit — environ 23,3 °C. Les appareils sortent d'usine avec l'affichage impérial, et beaucoup de clients québécois passent des semaines à lire une valeur qui ne leur parle pas.

Le basculement en degrés Celsius se fait par la télécommande. Nous le réglons systématiquement à la mise en service, et nous le montrons au client, parce qu'un occupant qui ne comprend pas l'affichage de son appareil finit par le régler à tâtons — c'est-à-dire mal.

Dans la même conversation, nous expliquons la fonction de sonde déportée de la télécommande, souvent nommée I Feel : la consigne est alors mesurée à la hauteur de la télécommande plutôt qu'à celle de la tête, à deux mètres du plafond. Dans une pièce à haut plafond, l'écart entre les deux lectures atteint facilement deux degrés.

Le dégagement au plafond et la position sur le mur

La tête est installée près du plafond, comme elle doit l'être, mais le dégagement au-dessus du boîtier n'est pas un détail esthétique : il conditionne l'entrée d'air de reprise. Une tête plaquée sous une moulure ou coincée sous un plafond cathédrale mal évalué recircule son propre air soufflé et perd une part mesurable de sa capacité.

Nous appliquons trois critères de position, dans cet ordre :

1. Le dégagement de reprise au-dessus et sur les côtés, selon le manuel.
2. La trajectoire du jet d'air, qui ne doit pas balayer un mur latéral à courte distance ni souffler directement sur une place assise.
3. La sortie du drain de condensat en pente continue, qui décide très souvent du côté du mur où la tête peut aller.

Les traces sur le mur : un problème réel, prévisible et évitable

On distingue des marques sur le mur sous la tête. Ce phénomène est connu et il n'a rien à voir avec une fuite : le jet d'air entraîne les poussières en suspension le long de la surface, et le dépôt se fixe dans les zones de turbulence, sous et à côté de l'appareil.

Les causes aggravantes sont identifiables : filtre encrassé, tête installée trop près d'un mur perpendiculaire, orientation des volets figée vers le bas, et surtout absence d'entretien CVAC régulier. Le nettoyage des filtres toutes les quatre à huit semaines en saison de fonctionnement règle l'essentiel du problème. Nous laissons cette consigne par écrit et nous montrons le retrait des filtres au client avant de quitter le chantier.

Les erreurs de conception les plus coûteuses sur un multi-zones à 4 têtes

Nous sommes régulièrement appelés en second recours sur des systèmes multi-zones installés ailleurs, à Montréal, à Laval, à Longueuil, sur la Rive-Nord et sur la Rive-Sud. Les mêmes fautes reviennent, et presque toutes sont commises avant le premier percement.

• Aucun calcul de charge par pièce. Les têtes sont choisies à la surface au sol, ce qui donne systématiquement des chambres surdimensionnées et des aires ouvertes sous-dimensionnées.
• Un ratio de combinaison excessif, qui promet au client une performance que le condenseur ne peut pas livrer en demande simultanée.
• Une seule petite tête sur un gros condenseur, avec cycle court garanti hors saison de pointe.
• La contrainte de mode unique jamais expliquée, ce qui produit un appel de service en octobre et un client convaincu d'avoir été trompé.
• La longueur totale de tuyauterie non additionnée. Sur un 4 têtes, il est facile de dépasser les 40 m pré-chargés sans s'en rendre compte, et de livrer un système sous-chargé de plusieurs centaines de grammes.
• La charge additionnelle estimée aux pressions plutôt que pesée.
• La surface minimale de pièce non vérifiée pour la tête installée dans la plus petite chambre.
• Le drain de condensat en contre-pente, ou raccordé à une pompe alors qu'une pente gravitaire était possible — chaque pompe ajoutée est un point de défaillance de plus, multiplié par quatre.
• Les traversées de mur non scellées côté intérieur, qui laissent passer l'air extérieur derrière le gypse et créent de la condensation en hiver.
• Le condenseur posé au sol sans dégagement de dégivrage, ce qui compte double sur un multi-zones fonctionnant plus d'heures par saison.

Subventions : trois codes AHRI pour un seul condenseur

Ce système comporte une particularité administrative qui mérite toute l'attention des propriétaires et des entrepreneurs.

Le condenseur GWHD(36)ND6MO possède trois codes de référence AHRI distincts, selon la nature des unités intérieures qui lui sont raccordées :

Autrement dit, ajouter une seule unité gainée à un ensemble de trois têtes murales fait basculer le système du code 214931589 au code 214931599. Le condenseur est physiquement le même. Le dossier de subvention, lui, ne l'est pas.

Nous avons vu des demandes refusées ou retardées pour cette seule raison : un dossier monté avec le code « non gainé » alors que le système installé comportait une unité à conduits. Nous fournissons donc le code correspondant à la configuration réellement posée, accompagné de la liste des unités intérieures.

Les systèmes de cette efficacité — SEER2 21, HSPF2 10, certification ENERGY STAR — sont généralement admissibles aux programmes d'aide financière offerts au Québec, sous réserve des critères en vigueur au moment de la demande. Ces critères évoluent plus vite que les brochures : nous recommandons de les valider avant la signature du contrat plutôt qu'après les travaux.

Ce que le client a reçu à la fin du chantier

• La liste complète des unités intérieures avec leur capacité et leur emplacement.
• Le code AHRI correspondant à la configuration réellement installée.
• La longueur mesurée de chaque branche, le total, et la charge additionnelle pesée en grammes.
• Les relevés de mise en service par tête : températures d'entrée et de sortie d'air, courant tiré, pressions.
• La confirmation de la vérification de surface minimale de pièce pour chacune des quatre têtes.
• L'affichage basculé en degrés Celsius et la démonstration de la fonction de sonde déportée.
• La marche à suivre pour le nettoyage des filtres et le calendrier d'entretien CVAC recommandé.

AirGreen à Calixa-Lavallée et dans le Grand Montréal

Les systèmes multi-zones représentent une part croissante de notre travail, en particulier dans les municipalités rurales de la Montérégie où le réseau de conduits n'existe pas et où le gaz naturel ne se rend pas. Nous intervenons à Calixa-Lavallée et dans l'ensemble de la MRC de Marguerite-D'Youville, ainsi qu'à Montréal, Laval, Longueuil, sur la Rive-Nord et sur la Rive-Sud.

Si vous envisagez une thermopompe murale, un système à deux, trois ou quatre têtes, une thermopompe centrale ou le remplacement d'un appareil existant, notre équipe procède au calcul de charge pièce par pièce avant de proposer un modèle. Sur un multi-zones, c'est ce calcul — et non le tonnage total — qui détermine si le système tiendra ses promesses au mois de janvier.