Installation d'une thermopompe murale multizone GREE FREEMATCH R32 à 4 têtes à Saint-Mathieu-de-Beloeil, dans la MRC de La Vallée-du-Richelieu

Quatre têtes, un seul compresseur : le calcul que presque personne ne montre au client

Saint-Mathieu-de-Beloeil est une municipalité de 40 km² pour environ 3 000 résidents et quelque 1 225 logements. Le territoire est majoritairement agricole, séparé du village de Beloeil depuis 1903, traversé par l'autoroute 20 depuis 1964 et doté de son propre aéroport municipal. Le parc bâti y est donc particulier : des maisons de pierre du XIXe siècle voisinent des constructions récentes, et une bonne partie de ces bâtiments n'a jamais eu de réseau de conduits. Sans conduits, une thermopompe centrale est hors de question sans travaux majeurs. C'est le terrain naturel du multizone mural.

Sur ce chantier, nous avons installé un système GREE FREEMATCH R32 à quatre têtes. La photo montre l'une d'elles, posée haut sur un mur, juste sous le plafond, au-dessus d'une ouverture de porte, avec la ligne frigorifique sortant du mur par un percement encore ouvert au moment du cliché.

Ce dossier permet d'expliquer la chose la plus mal comprise du multizone : quatre têtes ne forment pas quatre thermopompes. Elles forment une seule machine, avec un seul compresseur, un seul circuit de réfrigérant, et un plancher de modulation commun. Tout le reste en découle.

Ce que nous avons installé à Saint-Mathieu-de-Beloeil

L'unité extérieure GWHD(36)ND6MO

• Modèle : GWHD(36)ND6MO, série FREEMATCH R32
• Nombre de têtes raccordables : de 2 à 4
• Capacité frigorifique nominale : 10 550 W, soit 36 000 BTU/h, modulante de 2 600 à 12 000 W (8 870 à 40 900 BTU/h)
• Capacité calorifique nominale : 10 550 W, soit 36 000 BTU/h, modulante de 2 600 à 15 000 W (8 870 à 51 180 BTU/h)
• SEER 2 : 21 — HSPF 2 : 10 — EER 2 : 12 — COP : 3,56 W/W
• Plage de fonctionnement : chauffage de -30 °C à 24 °C, climatisation de -30 °C à 48 °C
• Alimentation : 208/230 V — MCA de 30 A, protection maximale de 45 A
• Réfrigérant : R32, charge d'usine de 2 700 g (95,3 oz)
• Lignes : liquide ø 1/4 po, gaz ø 3/8 po — longueur préchargée de 40 m (131 pi), longueur totale maximale de 80 m (262 pi), dénivelé maximal de 25 m (82 pi), charge additionnelle de 20 g/m (0,2 oz/pi) au-delà de la précharge
• Dimensions : 1 020 × 826 × 427 mm (40-1/8 × 32-1/2 × 17-5/16 po) — 78,5 kg (173,1 lb)
• Niveau sonore : 63 dB(A)
• Codes AHRI : 214931589 en configuration tout mural, 214931595 en configuration tout conduits, 214931599 en configuration mixte
• Technologies : onduleur G10, dégivrage intelligent, adaptation automatique de la tension, autodiagnostic, sonde de détection de fuite A2L incluse sur les unités intérieures

La répartition des quatre têtes

Le calcul de charge pièce par pièce a mené à une répartition asymétrique, ce qui est presque toujours le bon résultat :

• 12 000 BTU/h dans l'aire ouverte principale, la pièce qui a la plus grande fenestration et le plus grand volume ;
• 12 000 BTU/h dans la seconde zone de vie ;
• 9 000 BTU/h dans la chambre principale ;
• 9 000 BTU/h dans la seconde chambre, celle dont la tête est visible sur la photo, au-dessus de la porte.

Total raccordé : 42 000 BTU/h de têtes sur une unité extérieure de 36 000 BTU/h. Ce n'est pas une erreur. C'est le cœur du sujet.

Un seul circuit électrique pour quatre zones

Un détail d'installation qui pèse lourd dans une maison ancienne : sur cette gamme, les unités intérieures sont alimentées par l'unité extérieure. Il n'y a donc pas quatre circuits à tirer jusqu'à quatre têtes, mais un seul circuit de 45 A vers l'extérieur, plus un câble d'interconnexion par tête.

Comparé à quatre systèmes muraux indépendants — qui exigeraient quatre circuits dédiés, quatre disjoncteurs et quatre unités extérieures — l'économie au panneau électrique est considérable. Dans une maison de rang alimentée par une entrée de 100 A ou de 200 A déjà chargée, c'est souvent l'argument qui tranche.

Le ratio de combinaison, expliqué avec les vrais chiffres

Additionner les têtes ne donne pas la capacité du système

Un système multizone est conçu pour que la somme des capacités des têtes dépasse la capacité de l'unité extérieure. Le rapport entre les deux s'appelle le ratio de combinaison. Ici, 42 000 sur 36 000 donne environ 117 %.

Ce surdimensionnement apparent repose sur un fait de comportement : les pièces d'une maison n'atteignent pas leur pointe en même temps. La chambre principale demande de la puissance la nuit ; l'aire ouverte plein sud demande de la puissance en fin d'après-midi ; le bureau demande de la puissance quand quelqu'un y travaille. Un système dimensionné pour que les quatre zones tirent simultanément leur capacité nominale serait surdimensionné 90 % du temps.

La contrepartie doit être dite au client, et nous la disons : quand les quatre têtes appellent en même temps, chacune reçoit moins que sa capacité nominale. Le système répartit les 36 000 BTU/h disponibles. Ce n'est pas un défaut, c'est le principe de fonctionnement. Un entrepreneur qui promet 42 000 BTU/h simultanés sur une unité de 36 000 promet quelque chose qui n'existe pas.

Le vrai risque n'est pas le manque de capacité, c'est le plancher de modulation

Voici la donnée que les fiches techniques publient mais que presque personne ne commente : la capacité minimale de cette unité extérieure est de 8 870 BTU/h.

Autrement dit, quand le compresseur tourne, il produit au minimum l'équivalent d'une tête de 9 000 BTU/h à pleine puissance. Cela a une conséquence directe et souvent mal anticipée : une nuit d'octobre, si seule la chambre de 9 000 BTU/h appelle, le système est déjà à son plancher. Il ne peut pas descendre plus bas. Il produit, il atteint la consigne, il s'arrête, il redémarre.

Ce cyclage court est la première cause d'insatisfaction sur un multizone mal conçu. Il produit :

• des variations de température perceptibles dans la pièce ;
• une déshumidification médiocre en été, parce que le serpentin n'a pas le temps de condenser ;
• un bruit de démarrage et d'arrêt répété, particulièrement audible la nuit dans une chambre ;
• une usure supérieure du compresseur.

C'est pour cette raison que nous refusons systématiquement d'installer une tête isolée sur une grosse unité extérieure « pour se garder de la marge pour plus tard ». La marge se paie en confort tous les jours.

Les deux erreurs symétriques

1. Trop de têtes, trop grosses. Le réflexe de mettre du 12 000 partout « au cas où ». Résultat : une chambre de 10 × 12 pieds reçoit deux fois ce dont elle a besoin, la tête tourne au minimum, brasse de l'air froid par intermittence, et le client dort avec la porte ouverte parce que la pièce est inconfortable.
2. Des têtes trop petites sur une unité trop grosse. Le ratio descend sous 100 %, le compresseur n'a jamais de charge suffisante pour travailler dans sa zone efficace, et les cotes SEER 2 de 21 affichées sur la fiche ne se matérialisent jamais dans la maison.

Le bon dimensionnement se situe entre les deux, il se calcule pièce par pièce, et il tient compte de l'orientation, de la fenestration, de l'isolation et de l'usage réel de chaque pièce. Nous faisons ce calcul avant de proposer une configuration, jamais après.

Ce qu'un multizone ne peut pas faire

Trois limites qu'il faut connaître avant de signer, et qu'un vendeur pressé ne mentionnera pas.

• Le chauffage et la climatisation simultanés sont impossibles. Toutes les têtes partagent un seul circuit de réfrigérant. Si une zone appelle du chauffage pendant qu'une autre appelle de la climatisation, le système ne peut pas satisfaire les deux. Dans une maison où un bureau plein sud surchauffe pendant qu'une chambre nord reste fraîche en mi-saison, c'est une contrainte réelle.
• Une panne à l'extérieur immobilise les quatre zones. C'est le revers du circuit unique et du panneau électrique allégé. Quatre systèmes indépendants coûtent plus cher et occupent quatre emplacements de mur extérieur, mais ils ne tombent pas ensemble.
• La longueur de tuyauterie est un budget fermé. Cette unité accepte 80 m de longueur totale, toutes têtes confondues, et 25 m de dénivelé. Quatre têtes réparties dans une maison consomment ce budget beaucoup plus vite qu'on ne l'imagine, et chaque mètre au-delà de la précharge de 40 m exige 20 g de R32 supplémentaires, pesés et consignés.

Une tête au-dessus d'une porte : la contrainte que raconte la photo

La tête visible sur la photo est posée dans le haut d'un mur, à quelques centimètres du plafond, directement au-dessus du cadrage d'une porte. Ce n'est pas un emplacement par défaut. C'est un emplacement décidé.

Pourquoi ce mur, et pourquoi si haut

Dans une chambre, les emplacements possibles pour une thermopompe murale sont rarement nombreux. Le mur extérieur est occupé par la fenêtre. Les murs latéraux reçoivent le lit et la garde-robe. Il reste le mur intérieur, celui de la porte, et la seule surface libre y est la bande au-dessus du cadrage.

Ce choix impose ses règles :

• Le dégagement au plafond doit être respecté à la lettre. Une tête collée trop près du plafond aspire son propre air soufflé, ce qui fausse la sonde de température ambiante et fait couper l'appareil avant que la pièce ne soit traitée.
• La projection d'air doit balayer la pièce, pas la porte. Une tête posée au-dessus d'une ouverture souffle naturellement vers le mur opposé. L'orientation des volets et la programmation du balayage se règlent à la mise en service, pas au hasard.
• Le lit ne doit pas être dans le jet. Sur un mur de porte, le lit se trouve souvent en face. Nous en discutons avec le client avant de percer, parce que déplacer une tête après coup laisse une cicatrice dans le mur et dans la relation.

Le linteau qu'on ne perce pas

Au-dessus de chaque ouverture de porte se trouve un linteau, c'est-à-dire l'élément structural qui reprend la charge du mur au-dessus du vide. Sur la photo, le percement de la ligne frigorifique est volontairement décalé à côté du cadrage, et non au-dessus de son centre.

C'est délibéré. Un linteau ne se perce pas, ne s'entaille pas et ne se contourne pas par improvisation : il transmet une charge, et l'affaiblir met en cause la structure du mur. Sur un chantier de thermopompe murale, cela signifie que le point de sortie de la ligne se décide en lisant l'ossature, pas en cherchant le trajet le plus court. Quand le seul passage disponible traverse une zone structurale, la bonne réponse est de déplacer la tête, pas de percer quand même.

Le drain de condensat quand la tête est au point le plus haut

Une tête montée tout en haut d'un mur a un avantage et un piège.

L'avantage : la gravité. Le condensat s'écoule naturellement, sans pompe, à condition que la pente soit continue sur tout le parcours jusqu'à l'extérieur. Une pompe à condensat en moins, c'est une pièce mobile en moins, un bruit en moins et une panne potentielle en moins.

Le piège : sur un mur intérieur, le drain doit traverser toute la maison pour rejoindre un point de rejet. La pente se perd vite, et un contre-pente de quelques millimètres suffit à créer une rétention d'eau, puis une odeur, puis un débordement dans le bac de la tête. Nous vérifions la pente au niveau sur toute la longueur, et lorsque le trajet ne permet pas de pente continue, nous installons une pompe plutôt que d'espérer.

Le percement, l'étanchéité et la finition

Sur la photo, le percement est encore ouvert : on voit l'ossature, l'isolant et le faisceau composé des deux lignes frigorifiques isolées et du câble d'interconnexion. C'est l'état du chantier au moment du raccordement, pas l'état de livraison.

Un percement terminé, chez nous, comporte :

• une pente vers l'extérieur de la traversée, pour que l'eau qui suivrait le faisceau sorte au lieu d'entrer ;
• une continuité du pare-air et du pare-vapeur rétablie autour du faisceau, faute de quoi la traversée devient un pont d'infiltration et un point de condensation dans le mur ;
• un scellement mécanique et durable plutôt qu'un simple cordon de mousse expansive, qui se dégrade aux ultraviolets côté extérieur et n'assure aucune étanchéité à l'air à long terme ;
• une protection du faisceau contre la vermine côté extérieur ;
• et la réfection du gypse, du composé et de la peinture côté intérieur, parce qu'une installation qui laisse un trou dans un mur fini n'est pas terminée.

La hauteur minimale d'installation et l'étiquette A2L

L'étiquette apposée sous la tête porte deux valeurs qui viennent des exigences liées au R32, un réfrigérant classé A2L, c'est-à-dire faiblement inflammable : une hauteur minimale d'installation et une aire minimale de pièce, cette dernière située autour de 7,1 m² (environ 76,5 pi²) pour une unité de ce format.

Ces deux valeurs vont ensemble. Le R32 est plus dense que l'air : en cas de fuite, il descend. Plus l'appareil est haut, mieux le réfrigérant se disperse avant d'atteindre le sol, et plus petite peut être la pièce desservie. Une tête montée dans le haut d'un mur satisfait naturellement l'exigence de hauteur. Une unité console posée au bas d'un mur, elle, exige une aire de plancher plus grande pour la même charge.

La conséquence pratique est simple à énoncer : une petite chambre, un bureau exigu ou une pièce fermée de moins de 7 m² ne reçoivent pas n'importe quelle tête, et la vérification se fait avant la commande de l'équipement. Chaque unité intérieure de cette gamme est par ailleurs équipée d'une sonde de détection de fuite qui doit rester alimentée en permanence pour remplir son rôle.

Les erreurs les plus fréquentes sur un multizone à quatre têtes

1. Dimensionner les têtes à l'œil plutôt que par un calcul de charge pièce par pièce.
2. Ignorer le plancher de modulation de l'unité extérieure et se retrouver avec du cyclage court dans la plus petite zone.
3. Installer une seule tête sur une grosse unité en prévision d'un ajout futur.
4. Promettre au client le fonctionnement simultané en chauffage et en climatisation sur un circuit unique.
5. Percer un linteau ou une poutre pour raccourcir le trajet de la ligne.
6. Dépasser le budget de longueur de tuyauterie sans ajouter, peser et consigner la charge additionnelle de 20 g/m.
7. Négliger la pente du drain de condensat sur un long parcours intérieur.
8. Sceller la traversée de mur à la mousse expansive seule et considérer le travail terminé.
9. Se fier au mauvais code AHRI au moment de la demande de subvention.

Subventions et admissibilité : trois codes AHRI pour une même unité extérieure

Ce point mérite un développement, parce qu'il est propre aux systèmes multizones et qu'il coûte cher quand on se trompe.

La même unité extérieure GWHD(36)ND6MO porte trois codes AHRI distincts selon la nature des unités intérieures qui lui sont raccordées :

• 214931589 lorsque toutes les têtes sont murales ou non gainées ;
• 214931595 lorsque toutes les unités intérieures sont gainées ;
• 214931599 en configuration mixte, c'est-à-dire dès qu'une unité gainée côtoie des murales.

Ajouter une seule unité gainée à un ensemble de trois murales change donc la combinaison certifiée, ses cotes de rendement et le code à inscrire au dossier de subvention. Nous voyons régulièrement des demandes refusées ou retardées parce que le code déclaré ne correspond pas à la combinaison réellement installée. Chez AirGreen, nous inscrivons le code exact sur la soumission et nous accompagnons nos clients dans le montage du dossier. Comme les montants et les critères sont révisés périodiquement, nous invitons toujours à les valider avant de signer.

Deux chiffres de la fiche technique à ne pas reprendre sans vérifier

Nous lisons les documents techniques ligne par ligne, et nous préférons signaler ce qui accroche.

La longueur maximale de tuyauterie. La page de présentation de cette gamme annonce 100 m. Le tableau, lui, donne 80 m pour le modèle de 36 000 BTU/h ; les 100 m ne concernent que le modèle de 42 000. Une soumission bâtie sur les 100 m de la page couverture peut décrire un tracé impossible.

Les cotes de rendement affichées en tête de document. On y lit « jusqu'à 21 SEER 2 / 12,5 EER 2 / 10 HSPF 2 ». Le SEER 2 de 21 et le HSPF 2 de 10 valent effectivement pour toute la gamme, mais l'EER 2 de 12,5 appartient aux modèles de 18 000 et de 28 400 BTU/h. Celui installé ici affiche 12. La différence est mince, mais elle illustre une règle générale : le tableau est fiable, la page couverture est un condensé promotionnel.

Nous ajoutons un troisième constat, qui n'est pas une erreur mais une lacune : la fiche fournie ne contient aucune donnée sur les unités intérieures. Ni capacités, ni dimensions, ni niveaux sonores, ni modèles. Or dans un système à quatre têtes, c'est précisément la moitié qui compte pour le confort quotidien. Ces données existent dans les fiches produit des unités intérieures, et nous les remettons au client avec la soumission plutôt que de le laisser choisir des têtes à l'aveugle.

Nos installations dans la Vallée-du-Richelieu et sur la Rive-Sud

Saint-Mathieu-de-Beloeil s'ajoute à une série de chantiers menés dans la MRC de La Vallée-du-Richelieu et dans le reste de la Montérégie : Saint-Charles-sur-Richelieu, McMasterville, Saint-Mathias-sur-Richelieu, Saint-Roch-de-Richelieu, Saint-Sébastien, Venise-en-Québec, Saint-Liboire, Sainte-Madeleine et La Présentation. Les problèmes ne se répètent jamais tout à fait : un vide sanitaire de 42 pouces, une dalle qu'on ne peut pas percer, un panneau électrique saturé, un mur fini à ouvrir, et ici quatre zones à traiter dans un bâtiment sans réseau de conduits.

Chez AirGreen, nous concevons, installons et entretenons des thermopompes murales, des systèmes multizones à deux, trois, quatre et cinq têtes, des thermopompes centrales, des climatiseurs muraux et des solutions commerciales à Montréal, Laval, Longueuil, sur la Rive-Nord et sur la Rive-Sud. Nous détenons la licence RBQ 5645-9605-01, incluant les sous-catégories ventilation, réfrigération et électricité.

Si votre maison n'a pas de conduits et que vous envisagez un système à plusieurs têtes, la première étape n'est ni le choix de la marque ni le nombre de zones. C'est un calcul de charge pièce par pièce, suivi d'une vérification du ratio de combinaison et du plancher de modulation. Nous faisons les deux, et nous vous montrons les chiffres.