PCC Juin25

LA NOUVELLE ÈRE

DU COMPRESSEUR À VITESSE VARIABLE

AUSSI À L'INTÉRIEUR HYDRONIQUE MODERNE

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SOMMAIRE

Éditorial

Nouvelles de l’industrie

Rétrospective du Salon Mécanex/Climatex/ Expolectriq\Éclairage (MCEE) 2025

Une deuxième édition réussie au Palais des congrès de Montréal

PAR LUC BOILY

HYDRONIQUE MODERNE

Choisir le PEX en connaissance de cause Pourquoi le PEX gagne-t-il en importance sur l’acier dans les conceptions hydroniques ?

PAR JEAN-CLAUDE RÉMY

Avec ou sans – quelle est la différence ?

Changements occasionnés lorsque de l’antigel est ajouté à l’eau des circuits hydroniques

PAR JOHN SIEGENTHALER

Un système hydronique qui remplit

efficacement trois fonctions

La Fromagerie Nouvelle France opte pour un choix énergétique logique et naturel

PAR DANNY BOWES

Rationaliser les systèmes hydroniques

Réduire la complexité et les coûts des systèmes tout en améliorant leur rendement

PAR JOHN SIEGENTHALER

Sommes-nous prêts pour les compresseurs à vitesse variable ?

Le point sur l’évolution des technologies relatives aux compresseurs

PAR IAN McTEER

La qualité de l’eau importe

Dureté de l’eau : les systèmes de traitement du point de vue des plombiers

PAR DOUG PICKLYK

« Ma blonde se baigne les pieds dans l’eau »

La période estivale – qui rime avec chaleur et vacances pour plusieurs, déménagement pour certains – inclut désormais aussi des préoccupations d’inondations occasionnées par les pluies abondantes sollicitant certains réseaux pluviaux municipaux jusqu’à saturation, voire refoulement. Dans le but de réduire l’impact des précipitations soutenues et soudaines, le gouvernement du Québec a récemment annoncé – par l’intermédiaire du Programme de gestion durable des eaux de pluie (PGDEP) 2025-2027 – avoir débloqué 20 millions de dollars (20 M$) pour aider les municipalités à poser des gestes visant à réduire les risques d’inondation urbaine. De son côté, l’Association des professionnels de la construction et de l’habitation du Québec (APCHQ) a établi une marche à suivre en cas de sinistre par l’eau (nettoyage, préparation, travaux), basée sur une reconstruction résiliente. Offerts gratuitement sur son site Internet (www.apchq.com), ses conseils pratiques gagnent à être conservés à portée de main. Apprenez-en davantage sur ces deux mesures dans « Les nouvelles de l’industrie », pages 7 et 8. Cet été, on vise que la blonde de Beau Dommage se baigne les pieds dans l’eau… en dehors de la maison.

En ce qui concerne le dossier de la surveillance des chantiers, la Régie du bâtiment du Québec (RBQ) a récemment mis sur pied un comité regroupant 24 acteurs clés de l’industrie de la construction en vue de produire le Guide des bonnes pratiques en surveillance des travaux de construction de bâtiments au Québec. Le Bureau de normalisation du Québec (BNQ) a reçu le mandat de créer et d’animer un comité d’experts chargé de définir le contenu technique du guide et de consolider l’ensemble de la littérature existante en matière de surveillance. La liste des participants figure sur le site www.rbq.gouv.qc.ca.

Une fois bien reposés par votre été, prenez note que la Conférence canadienne de l’hydronique 2025 se tiendra au Palais des congrès de Montréal cette année (30 septembre et 1 er octobre) au grand plaisir des membres québécois. Présenté par le Conseil canadien de l’hydronique (CHC) – sous le thème « Investir dans notre avenir ! » – cet événement réunira des experts de l’industrie, des fabricants et des grossistes. Produits hydroniques, présentations, séances et ateliers figurent aussi au programme (détail à la page 6).

Histoire de vous préparer à cet événement, le présent numéro contient notre cahier Hydronique moderne annuel : 24 pages de solutions pour rationaliser et optimiser vos systèmes (pages 13 et suivantes).

D’ici là, l’équipe de PCC vous souhaite une agréable période de vacances... bien au sec.

C.P. 51058 Pincourt, QC, J7V 9T3 www.pccmag.ca

Service aux lecteurs

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Le magazine Pomberie Chauffage Climatisation est publié quatre fois par année par Annex Business Media. Le magazine PCC est la plus importante publication francophone s’adressant aux entrepreneurs en mécanique du bâtiment du Québec et à leurs fournisseurs.

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Nous reconnaissons l’aide financière du gouvernement du Canada par l’entremise du Fonds du Canada (FCP) pour nos activités d’édition.

Rédacteur en chef

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CONFÉRENCE

CANADIENNE DE L’HYDRONIQUE 2025

L’Institut canadien de plomberie et de chauffage (ICPC) est heureux d’annoncer que la Conférence canadienne de l’hydronique 2025 se tiendra au Palais des congrès de Montréal les 30 septembre et 1 er octobre. Présenté par le Conseil canadien de l’hydronique (CHC) –sous le thème « Investir dans notre avenir ! » – cet événement de deux jours en sol québécois cette année réunira des experts de l’industrie, des fabricants et des grossistes, lesquels feront le point sur le secteur et guideront les joueurs vers demain. En plus de produits hydroniques de pointe présentés par un groupe d’exposants, des présentations, séances et ateliers seront à la disposition des participants.

En vigueur depuis le 1 er mai

HAUSSE DU SALAIRE MINIMUM

La commission des normes, de l’équité, de la santé et de la sécurité du travail (CNESST) rappelle aux travailleurs et aux employeurs que le salaire minimum est passé aux valeurs suivantes le 1 er mai dernier : taux général à 16,10 $ de l’heure (au lieu de 15,75 $) et taux avec pourboires à 12,90 $ de l’heure (au lieu de 12,60 $). La CNESST précise que les travailleurs payés à la commission doivent toujours recevoir au moins le salaire minimum pour le travail qu’ils effectuent. Même chose pour les travailleurs payés à la

pièce. En outre, un employeur ne peut pas justifier d’offrir un salaire différent à des personnes qui font les mêmes tâches dans le même établissement sur la base de leur statut d’emploi. En ce qui concerne les heures supplémentaires, elles sont calculées sur la base d’une semaine de travail de 40 heures.

65 % des proprios envisagent des rénos d’ici 3 ans

REGAIN DES INTENTIONS DE RÉNOVATION AU QUÉBEC

RénoAssistance et l’Association des professionnels de la construction et de l’habitation du Québec (APCHQ) dévoilaient récemment les résultats de leur quatrième édition de l’Enquête sur les intentions de rénovation au Québec . Réalisée auprès de plus de 1500 propriétaires québécois, cette étude annuelle se penche sur les grandes tendances en matière de travaux résidentiels et évalue l’impact de la conjoncture économique sur l’évolution des projets de rénovation. En quelques lignes, disons que les intentions de rénovation au cours des trois prochaines années demeurent toujours aussi populaires chez les propriétaires (65 % considèrent comme assez ou très probable d’en entreprendre). Les travaux intérieurs demeurent les plus populaires (75 %) – rénovation de la cuisine, de la salle de bains et réfection ou remplacement des planchers en tête de liste – suivis des travaux de rénovation extérieurs (46 %) : terrasse, balcon ou patio à l’honneur. Les travaux d’agrandissement et/ ou de conversion se situent loin derrière (9 %). La majorité des propriétaires sondés (68 %) sont plus enclins à rénover leur propriété actuelle pour répondre à leurs

besoins en habitation plutôt que d’en acheter une nouvelle (32 %). 73 % des gens s’estiment peu, voire pas du tout ouverts à se lancer dans des travaux de rénovations majeures au moment d’acheter, ce qui incite à croire que rénover est rarement une mauvaise idée. Les dépenses moyennes prévues par les propriétaires pour leurs rénovations s’élèvent à 30 000 $.

Période transitoire de 18 mois

CODES DE CONSTRUCTION ET DE

SÉCURITÉ

La Régie du bâtiment du Québec (RBQ) rappelle que les règlements modifiant le chapitre I, Bâtiment, du Code de construction et le chapitre VIII, Bâtiment, du Code de sécurité sont entrés en vigueur le 17 avril dernier. Une période transitoire de 18 mois est donc actuellement en cours. Cette dernière sera toutefois de 3 ans pour l’article 2.1.3.7 du chapitre Bâtiment du Code de sécurité, lequel vise la mise à l’essai des systèmes intégrés de protection contre l’incendie et de sécurité des personnes selon la norme CAN/ULC-S1001, pour en faciliter l’implantation par le milieu. Rappelons que le Code de construction détermine les exigences qui visent les concepteurs, les constructeurs et les constructeurs-propriétaires qui conçoivent et exécutent des travaux de construction. La mise à jour du chapitre Bâtiment contient des modifications bonifiant notamment l’accessibilité des bâtiments, la sécurité des utilisateurs, la sécurité structurale, la santé des occupants ainsi que la sécurité incendie. Quant au Code de sécurité, il établit entre autres des exigences qui visent l’exploitation et l’entretien des caractéristiques de sécurité incendie et de protection contre l’incendie intégrées aux bâtiments, aux

équipements et aux installations. Dans le but de simplifier la compréhension des nouvelles exigences contenues dans ces mises à jour, la RBQ a publié des cahiers explicatifs des principaux changements au chapitre Bâtiment du Code de construction ainsi qu’au chapitre Bâtiment du Code de sécurité. (www.rbq.gouv.qc.ca/)

INSCRIRE SES

BÂTIMENTS AU BON MOMENT

Garantie de construction résidentielle (GCR) tient à rappeler aux entrepreneurs accrédités que, conformément à la réglementation gouvernementale en vigueur, il est obligatoire d’inscrire chacun de ses bâtiments dès qu’une des trois éventualités suivantes se produit : (1) signature du contrat d’entreprise ou du contrat préliminaire; (2) délivrance du permis de construction; (3) début des travaux de construction du bâtiment

visé. Elle précise que percevoir un acompte ou non ne change rien à cette obligation. Ainsi, GCR confirme qu’il est de la responsabilité de chaque entrepreneur d’effectuer l’inscription des bâtiments au bon moment. Des frais pour inscription tardive ou incomplète s’appliquent en cas de nonrespect de cette obligation. En outre, GCR rappelle que sa grille tarifaire a été mise à jour en début d’année. Une indexation de 2,7 % a été appliquée sur ses différents tarifs. Il s’agit de la même indexation que pour les tarifs gouvernementaux. Elle souligne aussi que les entrepreneurs cotés B, C, D et N paient deux fois les frais de gestion de risques pour chaque enregistrement, puisque deux inspections sont désormais réalisées par GCR sur leurs projets de construction. Les tarifs d’enregistrement doivent être acquittés au moment de l’enregistrement en tout temps. Seuls les entrepreneurs construisant des projets de copropriétés d’au moins six unités privatives peuvent profiter d’un étalement de paiement.

GESTION

DURABLE DES EAUX DE PLUIE

Par l’intermédiaire du Programme de gestion durable des eaux de pluie (PGDEP) 2025-2027, le gouvernement du Québec a récemment annoncé un financement de 20 millions de dollars (20 M$) visant à aider les municipalités à désengorger leurs canalisations lors d’épisodes de fortes pluies, dans le but de réduire les risques d’inondation urbaine. Ce programme soutient les municipalités dans l’aménagement d’infrastructures de gestion des eaux pluviales écologiques, et ce, en partenariat avec des propriétaires privés. Il s’agit d’une première au Québec. Selon un communiqué publié par le gouvernement, « comme la fréquence des épisodes de pluie abondante s’accroît au fil des ans, il devient essentiel d’intervenir pour diminuer

Enveloppe de 20 M$ pour les municipalités 8

Pour éviter toute pénalité (et frustration)

NOUVELLES DE L’INDUSTRIE

la pression sur les infrastructures d’eau des municipalités ». Le PGDEP entend financer des projets comme des parcs éponges, des tranchées drainantes ou encore des jardins de pluie (autour de résidences, de commerces, de stationnements, etc.) qui contribueront à drainer et à contrôler les apports en eau, tout en favorisant un verdissement des quartiers municipaux. Le PGDEP s’inscrit dans le cadre du Plan national de l’eau : une richesse collective à préserver.

SOLUTIONS RÉSILIENTES

CONTRE LES INONDATIONS

Dans un contexte marqué par une croissance d’événements climatiques extrêmes, l’Association des professionnels de la construction et de l’habitation du Québec (APCHQ) a établi une marche à suivre en cas de sinistre par l’eau (nettoyage, préparation, travaux), basée sur une reconstruction résiliente. Offerte gratuitement sur son site Internet (www.apchq.com), cette marche à suivre gagne à être conservée à portée de main. Selon l’APCHQ, l’intégration de mesures d’adaptation aux programmes gouvernementaux permettrait de réduire les dommages lors de futures inondations et, conséquemment, la charge financière pour les propriétaires, les assureurs et les gouvernements, puisque l’investissement initial serait compensé par les économies réalisées à long terme.

ENTENTE DANS L’INDUSTRIE DE LA CONSTRUCTION

L’Alliance syndicale de la construction – qui regroupe les cinq syndicats de l’industrie (FTQ-Construction, SQC, CPQMCI, CSD-Construction et CSNConstruction) – a dernièrement annoncé qu’une entente sectorielle avec l’Association de la construction du Québec (ACQ) avait été conclue dans les domaines ICI (industriel, commercial et institutionnel). Établie pour une durée de quatre ans (2025-2029), cette entente vise à favoriser la paix industrielle et assurer une plus grande stabilité financière aux travailleurs. Ce faisant, les augmentations salariales prévues sont de 22 % sur quatre ans : 8 % en 2025, 5 % en 2026, 5 % en 2027 et 4 % en 2028.

MESSAGES DE L’INDUSTRIE

Une partie du nouveau CA entourant Jean Turgeon (habit bleu pâle)

NOUVEAU CA DE LA CMMTQ

La Corporation des maîtres mécaniciens en tuyauterie du Québec (CMMTQ) est heureuse de présenter son conseil d’administration 2025-26 au sortir de son assemblée générale annuelle. Tout d’abord, Jean Turgeon (Le Groupe Jenaco inc.) a été réélu président. Il est membre du CA depuis 2019 et siège au comité de direction de la CMMTQ depuis 2021. Il sera appuyé par Jennifer Hamel (Laroche mécanique du bâtiment inc.) à titre de vice-présidente et par Jérémie Côté (Côté Expert en

mécanique du bâtiment) en tant que secrétaire-trésorier. « L’année à venir marquera une étape importante dans la concrétisation des actions prévues dans notre plan stratégique », a déclaré Jean Turgeon par voie de communiqué. « Nous continuerons à défendre les intérêts [des membres] dans les dossiers de l’inspection des travaux de construction, des assurances, des tarifs douaniers et des paiements rapides. » Le conseil d’administration de la CMMTQ compte 14 entrepreneurs actifs en mécanique du bâtiment. Provenant de toutes les régions du Québec, ces administrateurs représentent également l’ensemble des spécialités de ce secteur (liste complète au www.cmmtq.org).

Modernisation et de décarbonation de 1340 logements

IMPOSANT VIRAGE ÉNERGÉTIQUE POUR SIB

La Société immobilière Bélanger (SIB) a récemment annoncé le plus important virage énergétique de son histoire. Grâce à un investissement de plus de 5 millions de dollars (5 M$), l’entreprise a entrepris une vaste mise à niveau de la performance énergétique de 49 immeubles de son parc immobilier, touchant plus de 1300 logements. Soutenu par les programmes de financement de la Société canadienne d’hypothèque et de logement (SCHL), ce chantier s’inscrit dans une volonté de bâtir un immobilier plus écologique, plus confortable pour les locataires et plus durable à long terme. Chacun des 49 immeubles visés a fait l’objet d’une évaluation énergétique, avec pour objectif d’atteindre une amélioration

Photos :

Sylvain

Légaré, photographe; SIB

Marche à suivre en cas de sinistre

en 2025

d’efficacité énergétique et de réduction des gaz à effet de serre de 40 %. Déjà bien amorcés, les travaux sont prévus d’être complétés d’ici novembre 2025. SIB fait valoir l’installation de plus de 495 thermopompes à haute efficacité, la conversion ou l’optimisation de 13 systèmes centraux de chauffage et d’eau chaude, ainsi que la mise aux normes faible débit de 2500 robinetteries. En outre, l'étanchéité a été améliorée dans 490 logements, de nombreuses toitures ont été isolées, et la quasi-totalité des 1340 logements verra son éclairage converti à la technologie DEL.

PARTENARIAT ENTRE

PANASONIC ET EMCO

Un partenariat stratégique national entre l’intégrateur de solutions technologiques Panasonic Canada et le grossiste Emco CVC/R a récemment été annoncé. Cette alliance vise à étendre la distribution des thermopompes écoénergétiques (avec et sans conduits) de Panasonic à travers le pays. Selon le communiqué émis à cet effet, cette collaboration

marque une étape importante dans l’amélioration de l’accès à des solutions de CVC résidentielles à haut rendement – conçues pour offrir une performance fiable, même dans les climats rigoureux du Canada –lesquelles soutiennent la transition du Canada vers des technologies de chauffage et de refroidissement durables et écoénergétiques.

STELPRO REQUALIFIÉE PARMI LES SOCIÉTÉS LES MIEUX GÉRÉES

Chaque année depuis 1993, le concours des Sociétés les mieux gérées au Canada honore les compagnies détenues et gérées par des Canadiens dont le chiffre d’affaires dépasse 50 millions de dollars (M$). Des centaines d’entreprises y participent, se soumettant à un processus indépendant et rigoureux permettant d’évaluer leurs capacités et leurs pratiques de gestion. Parmi les entreprises lauréates en 2025, l’entreprise familiale Stelpro de Saint-Bruno-de-Montarville (600

employés, 5 sites d’activité dans 2 pays) – spécialisée dans l’industrie du chauffage électrique, des planchers chauffants et des contrôles électroniques – a annoncé s’être requalifiée lauréate du Club Platine pour avoir conservé son titre de Sociétés les mieux gérées au Canada pendant 11 années consécutives, et ce, malgré un contexte économique plus difficile et marqué par une baisse des projets de rénovation, un ralentissement de la construction, des taux d’intérêt élevés et une pression inflationniste persistante.

DUBOIS CHEMICALS DISTRIBUÉE PAR WOLSELEY

L’entreprise DuBois Chemicals Canada, propriétaire de la marque Chemfax, est heureuse d'annoncer l'expansion de son partenariat avec le grossiste de produits de plomberie et de CVC/R Wolseley au Québec. Veuillez communiquer avec la succursale de votre région pour obtenir plus de détails sur leur gamme complète de glycols adaptés à vos projets.

Rétrospective du MCEE

PAR LUC BOILY

DEUXIÈME ÉDITION RÉUSSIE AU PALAIS DES CONGRÈS DE MONTRÉAL

Le Salon Mécanex/Climatex/ Expolectriq/Éclairage (MCEE)

2025 – qui s’est tenu les 24 et 25 avril dernier au Palais des congrès de Montréal – a marqué la huitième édition de sa formule jumelée Corporation des maîtres mécaniciens en tuyauterie du Québec (CMMTQ), Institut canadien de plomberie et de chauffage (ICPC), Corporation des entreprises de traitement de l’air et du froid (CETAF) et Corporation des maîtres électriciens du Québec (CMEQ).

355 exposants ont présenté leurs nouveautés à 8000 visiteurs. « L’événement a accueilli quelque 8000 visiteurs, soit environ 1000 de plus qu’en 2023. »

vient « confirmer sa position de plus important Salon de l’industrie de la mécanique du bâtiment, de l’électricité et de l’éclairage au Canada ». 355 exposants (environ 55 de plus que l’édition précédente) y ont présenté leurs plus récents produits et technologies.

L’événement a accueilli quelque 8000 visiteurs, soit environ 1000 de plus qu’en 2023. 15 conférences d’intérêt professionnel ont été mises gratuitement à la disposition des participants. Dans un communiqué, la CMMTQ a fait valoir que l’achalandage de l’événement

« En raison de son Concours des nouveaux produits, de ses conférences d’actualité, de ses présentations de produits sur scène et de la variété de ses exposants, le Salon MCEE renforce à chaque édition sa position d’événement indispensable dans l’industrie canadienne », a commenté le directeur général de la CMMTQ, Steve Boulanger.

PRODUITS GAGNANTS

À ce propos, la Vitrine des nouveaux produits a présenté

87 produits mettant l’accent sur le développement durable, l’efficacité énergétique, l’utilisation rationnelle de l’eau et l’innovation. Nous félicitions particulièrement la compagnie Sunamp, qui a remporté à la fois le prix du Meilleur produit dans la catégorie Appareils et composants de chauffage, de climatisation hydronique et de production d’eau chaude sanitaire et le Grand prix du concours (toutes catégories confondues) avec son unité de stockage thermique. Il est à noter qu’il est encore possible de voir les photos et la description de

Photo : Sylvain Légaré, photographe (pour la

CMMTQ)

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Formule favorisant la mise à niveau des participants.

tous les produits inscrits au concours au www.mcee.ca. Nous profitons de cette occasion pour féliciter tous les participants.

À DANS DEUX ANS !

« Le Salon MCEE a démontré qu’il est plus que jamais un excellent forum pour les visiteurs et les exposants qui ont partagé des connaissances et découvert des produits qui répondent à la demande mondiale en matière de changement climatique », a déclaré Satinder Chera,

SYSTÈMES

DE THERMOPOMPE À BLOC SANS CONDUITS

Unité de stockage thermique de Sunamp.

PDG de l’ICPC. « En plus des membres des associations organisatrices, je remercie le président du comité du Salon MCEE, Denis Beauchamp (Beauchamp, Babin et Associés inc.), pour son engagement dans l’organisation de cet événement d’envergure. »

La prochaine édition du Salon MCEE aura lieu les 14 et 15 avril 2027, toujours au Palais des congrès de Montréal. La CMMTQ souligne que la vente des stands commencera au début de l’année 2026.

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Photos

HYDRONIQUE MODERNE 2025

RATIONALISER ET OPTIMISER

Rationalisation de la conception des systèmes

Impact de l’antigel dans un réseau hydronique

Incidences du PEX comme choix de matériau

Trois fonctions dont une application industrielle

Photo : Adobe Stock/rigamondis

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Choisir le PEX en connaissance de cause

PAR JEAN-CLAUDE RÉMY

POURQUOI LE PEX GAGNE-T-IL EN IMPORTANCE SUR L’ACIER DANS LES CONCEPTIONS HYDRONIQUES ?

Je travaille dans le domaine de l’hydronique depuis plusieurs décennies. Vous ne serez donc pas surpris de lire que ce qui se fait aujourd’hui dans ce secteur s’avère considérablement différent de ce qui se faisait il y a 20 ans. Néanmoins, les changements se sont particulièrement accélérés dans les dernières années, entraînant au passage les sources de chaleur, les commandes et les stratégies de tuyauterie. Non seulement la technologie a-t-elle changé la donne, mais également la nécessité. Les systèmes hydroniques sont devenus plus performants, offrant un confort thermique optimal grâce aux systèmes rayonnants.

Conséquences directes et indirectes de ces améliorations : les systèmes sont devenus plus complexes et plus coûteux. Autre changement de dynamique : la nouvelle génération d’installateurs. D’un côté, les jeunes entrepreneurs ont reçu une formation diversifiée et d’actualité. En revanche, les nouvelles connaissances – matériaux de tuyauterie, particularités d’assemblage, méthodes d’installation… – représentent un défi de taille pour les écoles de métiers. Conséquemment, les finissants ont eu moins de temps pour approfondir chaque technique, et encore moins les plus anciennes.

Les méthodes traditionnelles de pose de tuyauterie en cuivre et en acier (soudage et filetage) se révèlent ainsi aujourd’hui beaucoup moins connues, ce qui se traduit par des délais d’assemblage plus longs, davantage de fuites et une responsabilité accrue. De nombreux entrepreneurs –principalement spécialisés dans les immeubles multifamiliaux et les petits bâtiments commerciaux – n’utilisent plus autant de tuyaux en acier. Cette nouvelle réalité influence grandement le choix du matériau de la tuyauterie ainsi que la méthode d'assemblage utilisée pour réaliser les projets.

Photo : Uponor

Installation d’une tuyauterie en PEX de 3 po dans le plafond.

Il est plus facile de suspendre un tuyau PEX en place et d'effectuer le raccordement au plafond.

ENTRÉE EN SCÈNE DU PEX

Alors que plusieurs nouveaux produits et méthodes d’assemblage ont été lancés avec un succès variable dans le domaine de la plomberie, les ingénieurs et les entrepreneurs ont eu tendance à privilégier l’acier pour le domaine hydronique, du moins pour les réseaux d’eau chaude. Dans les applications d’eau potable, on peut désormais affirmer que le PEX-a et les raccords homologués selon la norme ASTM F1960 (à mémoire de forme) supplantent le cuivre. En ce qui concerne les applications hydroniques, on a également constaté une utilisation accrue du polyéthylène réticulé (PEX), au détriment de l’acier.

S’il existe de nombreuses bonnes raisons de passer au PEX, on ne peut pas en dire autant de conserver l’acier. Le PEX est beaucoup plus léger que l’acier, ce qui permet une manipulation plus rapide et plus facile. On trouve maintenant des tuyaux en PEX dans des diamètres jusqu’à 3 po (et même 4 po dans les milieux souterrains et non coupefeu). Ces tuyaux se transportent plus facilement sur le chantier, sont moins à risque de blessures (au dos ou ailleurs) et ne nécessitent pas de machinerie lourde (chariots élévateurs, grues).

«

La flexibilité du PEX permet également de réduire le nombre de raccords, ce qui joue en faveur de la diminution du risque, car l’utilisation de moins de raccords signifie moins de points de fuite potentiels. »

EXEMPLE CONCRET

Il y a quelques années, le réseau de distribution hydronique d’un immeuble de bureaux de 10 étages à Trois-Rivières a dû être remplacé. L’opération a dû être effectuée en présence des occupants : des professionnels, dont certains portaient des habits à 800 $. Les locaux étaient recouverts de tapis soyeux, de mobilier exotique et d’une décoration raffinée. Pas besoin de préciser que la précaution était de mise.

L’entrepreneur a utilisé de la tuyauterie en PEX-a et des raccords F1960, ce qui a facilité et accéléré

les raccordements, particulièrement dans les espaces restreints. Il est assurément plus facile de suspendre le tuyau en place et d’effectuer le raccordement au plafond. Il est aussi beaucoup plus facile d’y glisser un tuyau de remplacement en PEX qu’en acier. Ainsi, les travaux ont été nettement moins intrusifs, nécessitant des ouvertures plus petites et moins nombreuses dans les murs et les plafonds. Mine de rien, cette technique a permis d’économiser une somme considérable en cloisons sèches, joints et peinture. En matière d’équipement, aucune fileteuse n’a été requise pour graver des filets sur un tuyau en acier de 2 po de nomenclature 40 : une économie de temps, d’expertise et de ressource. Un tuyau en PEX de 2 po se raccorde facilement et proprement avec un outil Milwaukee. D’ailleurs, où auraient été installés la fileteuse et le bidon de fluide de coupe dans cet environnement?

FLEXIBILITÉ ET POLYVALENCE

En outre, le manque de familiarité avec l’acier s’est aggravé avec la pénurie de main-d’œuvre qualifiée. D’un autre côté, certains fabricants

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de PEX proposent des formations complètes, souvent sur place. Il s’agit d’un avantage non négligeable, surtout si les projets durent suffisamment longtemps pour qu’il y ait plus d’une équipe de tuyauteurs à l’œuvre. Dans cette éventualité, les nouveaux employés peuvent être formés rapidement et efficacement. En plus d’enseigner les rudiments d’un bon raccord aux installateurs, la formation peut inclure des notions complémentaires, comme (1) tirer parti de la flexibilité de diamètres plus petits pour éliminer des raccords; (2) se rendre aux appareils de façon optimale; (3) comprendre l’action des supports verticaux/horizontaux; et (4) assurer la dilatation thermique du réseau.

À ce propos, il peut être judicieux de se renseigner sur les offres des fabricants et des distributeurs, au-delà des pièces et des prix. Par exemple, certains proposent une vaste gamme de raccords de transition et de vannes, dont l’un se rend jusqu’à 3 po : raccords F1960 avec embout à souder, à sertir, fileté, rainuré, en PVC-C, et même avec bride Vanstone de 150 psi de capacité.

La flexibilité du PEX permet également de réduire le nombre de raccords, ce qui joue en faveur de la diminution du risque, car l’utilisation de moins de raccords signifie moins de points de fuite potentiels. « Savoir, c’est pouvoir », comme on dit, et c’est aussi la clé pour satisfaire les attentes des clients, éviter les problèmes (juridiques et d’assurance), ainsi que bâtir une entreprise rentable et réputée.

SUPPORTS

Les solutions de support sont également plus faciles avec le PEX. En fait, plus le matériau est léger, plus les choses s’avèrent simples et rapides. Il y a quelques années, un important fabricant de PEX a proposé des solutions qui rendent le PEX très concurrentiel en considération de son installation globale. Par exemple, des brides de colonne montante ingénieuses permettent à la fois de supporter efficacement le poids du tuyau, mais aussi de contrôler la dilatation thermique (éliminant le

Tuyau en PEX (ASTM F876) contenu : 100 % d’eau à 120 °F (49 °C) perte de charge : 4 pi CE / 100 pi vitesse : 1,5 pi/s (min.) / 5,0 pi/s (max.)

Tuyau en acier (nomenclature 40) contenu : 100 % d’eau à 120 °F (49 °C) perte de charge : 4 pi CE / 100 pi vitesse : 1,5 pi/s (min.) / 5,0 pi/s (max.)

Figure 1 : Comparaison du débit entre des tuyaux en PEX et en acier de mêmes dimensions.

« S’il existe de nombreuses bonnes raisons de passer au PEX, on ne peut pas en dire autant de conserver l’acier. »

besoin de boucles de dilatation). Il suffit d’installer une bride à chaque plancher, une autre à chaque deux plafonds (pour les températures de fluide chaud inférieures à environ 140 °F/60 °C), et le tour est joué ! Si l’espace où se trouve la colonne montante s’avère particulièrement encombré ou si une conduite froide touche pratiquement à la cloison sèche, il est suggéré d’installer un guide de mi-étage pour prévenir les points de condensation.

DIMENSIONNEMENT

Au cours de ma carrière, et en tant que formateur national, j’ai participé à des ateliers et des discussions techniques avec de nombreux ingénieurs et des milliers d’entrepreneurs. À la lumière de cette expérience, voici deux des choses qui m’inquiètent le plus chez les entrepreneurs en chauffage : (1) je traite tous mes projets de la même façon, et ça va très bien; (2) ce diamètre de tuyau ne convient pas, comme j’ai utilisé tel type de tuyauterie de telle dimension toute ma vie sans problème. Je vous accorde que la même méthode peut convenir à plusieurs bâtiments, mais ce n’est pas toujours le cas. Voilà d’ailleurs un excellent sujet

pour un autre article. Aujourd’hui, penchons-nous sur les caractéristiques de (1) débit de la tuyauterie (exprimé en gallons par minute, gal/min), de (2) vitesse (en pieds par seconde, pi/s) et de (3) perte de charge (en pieds de colonne d’eau, CE).

Pour ceux qui n’ont jamais fait de calculs, et dont la façon de faire consiste à remplacer un élément par un élément de même nature, je vous invite particulièrement à porter attention à ce qui suit. En ce qui concerne le matériau de la tuyauterie, on peut souvent obtenir un diamètre identique au cuivre avec le PEX, au moins pour les diamètres de 1-1/2 po et moins. Ce n’est pas le cas avec l’acier, lorsqu’on conçoit un réseau hydronique. Bien que le tuyau en PEX soit beaucoup plus lisse et qu’il offre moins de résistance à l’écoulement que le tuyau en acier, le diamètre intérieur de ce dernier s’avère néanmoins bien plus grand. Soulignons également que, si vous utilisez un raccord à sertir plutôt qu’un raccord homologué selon la norme ASTM F1960, la différence sera encore plus grande en raison de la résistance accrue des raccords à sertir. Afin de faire la lumière sur ce point, j’ai utilisé le calculateur en ligne d’Uponor pour comparer le débit d’un contenu 100 % d’eau (gal/min) dans un tuyau en PEX (ASTM F876) et dans un tuyau en acier (nomenclature 40) de différentes dimensions, aux paramètres suivants : température (120 °F / 49 °C), perte de charge (4 pi CE), vitesse minimale (1,5 pi/s) et vitesse maximale (5,0 pi/s).

Les résultats sont illustrés à la Figure 1

Il est à noter que tous les raccords F1960 n’ont pas les mêmes caractéristiques d’écoulement (facteur Cv). De ce fait, ce calculateur n’est valable que pour les produits de ce fabricant. Oui, je sais, le débit est plus important dans la tuyauterie en acier. Cela démontré, quel est l’objectif final de tout réseau de tuyauterie, peu importe son diamètre? De fournir un système (1) performant (plus que simplement fonctionnel), (2) durable et (3) à un prix concurrentiel.

Je ne vous apprends rien en disant que l’acier est désormais plus cher. Ce faisant, son utilisation affectera négativement le coût final d’un projet : un aspect que les entrepreneurs regardent avec le plus grand intérêt. Comme se plaît à le répéter un de mes collègues : « les entrepreneurs ont tous la même calculatrice » ! Et, pendant que j’y pense, le nettoyage chimique du PEX s’avère beaucoup moins dispendieux, long et agressif que celui de l’acier. Il s’agit d’un autre élément à ajouter dans la balance.

SEMBLABLE, MAIS PAS PAREIL

Avant de conclure cet article sur le PEX, je dois malheureusement aborder un sujet désagréable. Comme les ventes annuelles de ce secteur dépassent le milliard de dollars en Amérique du Nord (toutes applications confondues), de nouveaux acteurs se sont immiscés dans le marché pour en avoir une part. Généralement, il s’agit de compagnies qui ne fabriquent pas de tuyaux, mais qui les importent. De prime abord, à qualité égale, la concurrence ne serait pas déloyale. Hélas, ce n’est pas le cas! La crédibilité des entrepreneurs et la sécurité des clients reposent sur la mise aux normes des produits utilisés. Par exemple, lors de la mise en place d’un réseau de distribution complet dans tout établissement au-delà d’une maison unifamiliale, trois normes doivent être respectées, lesquelles permettent, entre autres, d’éviter les incendies. Il s’agit des normes CAN/ULC S102.2 (propagation flamme/fumée 25/50), CAN/ULC S115 (pénétrations coupe-feu nécessitant un

calfeutrage ou un manchon) et CAN/ ULC S101 (ensembles pour plancher/ plafond). De nombreux cas de nonconformité ont eu des conséquences dévastatrices ces dernières années. Je pourrai approfondir cet aspect une prochaine fois.

D’ici là, j’espère que cet article vous a fourni des pistes de solution quant aux choix de vos produits de tuyauterie et de leur provenance. De grâce, ne vous laissez pas guider par le prix du pied linéaire d'un produit! Dans le cas d’un problème, qui en fera les frais pensez-vous?

Jean-Claude Rémy cumule plus de 25 ans d’expérience dans le développement et la formation de solutions de plomberie et de chauffage chez GF Building Flow Solutions (Uponor). En plus de siéger au comité de direction du Conseil canadien de l’hydronique (CCH), il est président du comité de relations gouvernementales (codes et normes) et siège au comité organisateur de conférences nationales. Il peut être joint au Jean-Claude.Remy@ uponor.com.

Avec ou sans – quelle est la différence ?

PAR JOHN SIEGENTHALER

CHANGEMENTS OCCASIONNÉS LORSQUE DE L’ANTIGEL EST AJOUTÉ À L’EAU DES CIRCUITS HYDRONIQUES

J’ai l’habitude de lancer un commentaire plutôt sarcastique lorsqu’on évoque l’utilisation d’antigel dans un réseau hydronique : «  Le seul avantage de l’antigel, c’est qu’il ne gèle pas » . Cette remarque repose sur le fait que l’utilisation d’antigel dans un réseau hydronique : a) augmente le coût du système; b) augmente la puissance de pompage nécessaire pour atteindre le taux de transfert thermique nominal (par rapport à de l’eau seule); c) diminue la capacité de stockage thermique du fluide dans le réseau; et d) nécessite des contrôles chimiques périodiques.

Cependant, dans les pires conditions (par exemple, des températures sous le point de congélation pendant des heures ou des jours, une panne d’électricité et l’impossibilité d’ouvrir les vannes de vidange du système), une solution antigel dans le réseau s’avèrera le seul moyen d’éviter le gel et les dégâts afférents.

CONCEPTION RÉSILIENTE

Un concept qui suscite de plus en plus d’intérêt chez les ingénieurs en chauffage, ventilation et climatisation (CVC) est la « conception résiliente ». Il s’agit d’une approche qui, idéalement, permet aux systèmes de rester opérationnels dans des conditions très anormales ou minimise les effets susceptibles de leur causer des dommages importants en cas de panne.

Les méthodes utilisées par les concepteurs pour parvenir à une conception résiliente varient. Par exemple, on peut penser

qu’intégrer une génératrice de secours à démarrage automatique à un bâtiment équipé d’un réseau hydronique offre une protection suffisante contre le gel en cas de panne de courant. Ce serait le cas, dans la mesure où la génératrice démarre au moment prévu et où elle dispose de suffisamment de carburant pour fonctionner pendant toute la durée de la panne. Un concepteur plus pragmatique privilégiera de l’antigel dans l’ensemble du réseau hydronique afin de garantir l’absence de gel, quelle que soit la durée de la panne de courant.

SOLUTIONS POTENTIELLES

Au cours des dernières décennies, plusieurs fluides ont été mélangés à de l’eau pour produire des solutions antigel. Parmi ceux-ci figurent l’éthylène glycol inhibé, le propylène glycol inhibé, le méthanol, l’éthanol, le chlorure de calcium et d’autres sels. Toutes ces solutions présentent des avantages et des inconvénients. Par exemple, les solutions de méthanol, relativement acceptées dans le secteur des thermopompes géothermiques, présentent une viscosité plus faible et une chaleur spécifique supérieure à celles du

glycol. Cependant, le méthanol est à la fois toxique et hautement inflammable.

L’éthanol (l’alcool utilisé dans les boissons alcoolisées) est un produit chimique réglementé. Son achat nécessite généralement un permis. Des restrictions gouvernementales s’appliquent également au transport légal de ces matières inflammables. Il est impossible de simplement charger un fût de 55 gallons de méthanol dans votre camionnette, de l’attacher avec quelques sangles et de prendre la route en toute légalité.

Les sels comme le chlorure de calcium peuvent abaisser le point de congélation de l’eau, mais leur talon d’Achille est la corrosion, en particulier sur les métaux ferreux. Les liquides antigel les plus utilisés dans les systèmes de CVC sont l’éthylène glycol et le propylène glycol. L’éthylène glycol – bien que possédant des propriétés fluides et thermiques plus intéressantes que le propylène glycol – s’avère toxique, même en quantités relativement faibles. De ce fait, ma préférence va au propylène glycol inhibé. Je parie que tous ceux qui lisent cet article ont déjà ingéré du

Photo :

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Les réseaux de chauffage hydroniques de fonte de neige/glace extérieurs incorporent couramment de l’antigel.

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POUR PLUS D’INFORMATION

Figure 1 – Comparaison de la masse volumique de l’eau avec celle de solutions glycol/eau à 30 % et 50 % sur une plage de températures donnée.

propylène glycol de qualité alimentaire. On l’utilise aussi dans les gouttes ophtalmiques, les bonbons, les boissons gazeuses, l’acétaminophène, l’aspirine, et bien d’autres produits.

Cependant, le propylène glycol de qualité alimentaire n’est pas un liquide antigel idéal pour les réseaux hydroniques. Il peut se dégrader à des températures élevées, favoriser la prolifération de microbes et, avec le temps et les températures élevées, devenir acide.

C’est là qu’intervient le terme « inhibé ». Le propylène glycol inhibé contient des additifs chimiques qui stabilisent le fluide et réduisent le risque de corrosion entre le fluide et certains métaux du système (cuivre, fer, aluminium, etc.).

CONSIDÉRATIONS THERMIQUES

Le taux de transfert d’énergie thermique d’un fluide monophasique peut être déterminé par la formule 1 suivante.

Formule 1 :

q = 8,01Dc(f)(∆T)

o ù :

q = taux de transfert thermique (Btu/h)

D = masse volumique du fluide (lb/pi³), qui dépend de sa température

c = chaleur massique du fluide (Btu/lb/ ° F), qui dépend également de sa température

f = débit du fluide (gallons US par minute)

∆T = variation de température du fluide lorsqu’il absorbe ou libère de la chaleur à travers un dispositif ( ° F)

8,01 = constante nécessaire, en relation avec les unités

Plus la masse volumique et la chaleur massique du fluide sont élevées, plus le taux de transfert thermique est important pour un débit et une variation de température donnés. Le graphique de la Figure 1 illustre la masse volumique de l’eau, ainsi que celle de solutions à 30 % et 50 % de propylène

2 – Comparaison de la chaleur spécifique de l’eau et des solutions eau/glycol sur une plage de températures donnée.

glycol (PG) inhibé offertes sur le marché commercial.

La Figure 2 illustre la chaleur massique de ces mêmes fluides. La masse volumique de tous les fluides diminue avec l’augmentation de la température, tandis que la chaleur spécifique des deux solutions de glycol augmente avec la température. Il est à noter que la chaleur spécifique de l’eau varie peu sur la plage de températures illustrée à la Figure 2 .

La multiplication de la masse volumique (D) par la chaleur spécifique (c) représente l’« effet net » de l’effet de différents fluides sur le transfert thermique. Le tableau de la Figure 3 compare ce résultat à trois températures différentes : 50 ° F, 100  ° F et 150  ° F. Dans chaque cas, le résultat (D x c) des solutions de glycol est exprimé en pourcentage de celui de l’eau. Cela permet de comparer la capacité de stockage thermique de l’antigel par rapport à celle de l’eau.

Ces chiffres montrent que la capacité de stockage thermique des solutions de glycol s’avère inférieure à celle de l’eau, notamment à basse température et à forte concentration de glycol.

Pourtant, à des températures relativement élevées, comme 150  ° F, la capacité de stockage thermique d’une solution de propylène glycol à 30 % n’est inférieure que d’environ 3 % à celle de l’eau. Cela implique qu’un réservoir de stockage devrait contenir environ 3 % plus de solution de propylène glycol à 30 % que d’eau pour stocker la même quantité de chaleur et subir la même variation de température.

CONTRAINTES

Une autre caractéristique des solutions de glycol est leur viscosité supérieure à celle de l’eau à température égale. Cette propriété, combinée à une densité supérieure à celle de l’eau, entraîne une perte de charge (et une chute

Figure

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Capacité de stockage thermique comparée à l'eau

50 ºF 1,00 0,944 0,876

100 ºF 1,00 0,959 0,898

150 ºF 1,00 0,973 0,916

Figure 3 – La capacité de stockage thermique s’avère particulièrement affectée à basse température et à forte concentration de glycol.

de pression associée) plus importante dans tout circuit hydronique, quel que soit le débit. Une perte de charge plus importante implique une puissance de pompage plus importante pour atteindre et maintenir un débit donné dans un circuit, comparativement à l’utilisation d’eau seule dans ce même circuit.

Le tableau de la Figure 4 fournit une autre comparaison entre les pertes de charge de solutions de propylène glycol à 30 % et 50 % aux mêmes trois températures que celles de la Figure 3 . Par exemple, la perte de charge d’une solution de PG à 30 % à 100 °F s’avère 1,24 fois supérieure à celle de l’eau à 100 °F dans le même circuit et au même débit.

La perte de charge d’une solution à forte teneur en glycol par rapport à l’eau se révèle considérable à basse température. L’utilisation d’une solution de PG à 30 % dans la boucle géothermique d’une thermopompe géothermique en représente un bon exemple. À une température de fluide de 32 °F, la perte de charge d’une solution à 30 % de PG est environ 40 % supérieure à celle causée par l’eau. Certaines boucles géothermiques peuvent fonctionner à des températures allant jusqu’à environ 25 °F, ce qui accroîtrait encore la viscosité et la perte de charge résultante. Il sera important de tenir compte de ce facteur lors du dimensionnement des circulateurs de boucles géothermiques.

Les effets combinés d’une chaleur massique plus faible et d’une viscosité plus élevée impliquent des débits et des pertes de charge plus élevés pour obtenir la même capacité de transfert thermique entre un circuit donné contenant une solution antigel et un circuit contenant de l’eau. Ces effets combinés sont facilement évaluables à l’aide de logiciels tels que Hydronics Design Studio . Pour démontrer l’effet net de l’utilisation de solutions de propylène glycol, j’ai créé un circuit simple composé de 100 pi de plinthes à ailettes résidentielles, d’une longueur totale équivalente à 200 pi de tuyau en cuivre de type M de 3/4 po, d’un circulateur Taco 007 et d’une température de fluide d’alimentation de 160 °F. La Figure 5 illustre ce circuit simple, et la Figure 6 illustre le débit et la puissance calorifique du circuit lors du changement de fluide (toutes les autres conditions de fonctionnement demeurant identiques). Les chiffres en rouge entre parenthèses indiquent la variation du débit et de la puissance calorifique en pourcentage par

Perte de charge comparée à l'eau

Figure 4 – La perte de charge s’avère particulièrement importante avec une solution à basse température et à forte concentration de glycol.

rapport à l’utilisation d’eau dans le circuit. La baisse du taux de transfert thermique avec une solution à 30 % de PG n’est pas trop importante : un peu plus de 3 %. En revanche, la baisse du taux de transfert thermique avec une solution à 50 % est de près de 10 %. C’est certainement représentatif. Cette perte de capacité de transfert thermique pourrait être compensée par : 1) l’utilisation d’un circulateur plus puissant ou d’une vitesse plus élevée sur un circulateur multivitesse; 2) l’augmentation du diamètre des conduites pour réduire la perte de charge; et 3) la recherche de composants de substitution susceptibles de réduire les pertes de charge.

RÉSERVOIR DE DILATATION

La variation de densité des solutions de propylène glycol avec la température s’avère supérieure à celle de l’eau. Cela signifie que les réservoirs de dilatation utilisés dans les systèmes avec des solutions de glycol peuvent nécessiter une dimension plus importante pour fonctionner dans les mêmes limites de pression.

J’ai utilisé le module Expansion Tank Sizer du logiciel Hydronics Design Studio pour calculer le volume minimal du réservoir de dilatation pour un réseau contenant 50 gal de fluide, dans une plage de températures allant de 60 °F (remplissage à froid) à 180 °F (température maximale).

J’ai supposé que le haut du système se situait à 10 pi au-dessus du raccord du réservoir de dilatation ( équipé d ’une soupape de surpression de 30 psi). Les volumes minimaux du réservoir de dilatation (paroi) calculés pour ce scénario sont indiqués à la Figure 7 .

Dans ce cas, le volume requis pour un réseau contenant une solution de propylène glycol à 30 % est environ 25 % supérieur à celui requis pour un réseau contenant uniquement de l’eau. Je suis convaincu qu’il est utile de surdimensionner légèrement les réservoirs de dilatation lors de la conception des systèmes hydroniques, en particulier ceux contenant de l’antigel. L’un des avantages de ce surdimensionnement est que le réservoir pourra stocker une « réserve » de fluide, laquelle s’écoulera dans le réseau une fois que l’air capté au démarrage sera éliminé. Dans un réseau de chauffage classique, la température du fluide ne devrait pas descendre en dessous de sa

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circulateur

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circuit de 200 pi équivalent en tuyau 3/4 po

température ambiante à 70 ºF

100 pi de plinthes résidentielles

Figure 5 – Circuit simple composé de 100 pi de plinthes à ailettes résidentielles.

température de remplissage et de mise en service; ce qui est souvent le cas avec les boucles géothermiques, les systèmes solaires thermiques, ainsi que les réseaux de refroidissement hydronique et de fonte de neige/glace.

Dans de telles situations, il est déconseillé que la membrane du réservoir de dilatation se dilate complètement contre la paroi interne du réservoir. Si cela se produit, le réservoir de dilatation ne pourra plus restituer de fluide dans le réseau lors d’une baisse de température et d’une rétractation du fluide. Cela pourra entraîner une pression inférieure à la pression atmosphérique à certains endroits dans le réseau. Des dispositifs – tels que des purgeurs d’air automatiques ou des séparateurs d’air – situés à ces endroits agiront alors comme des brise-vides, laissant l’air pénétrer dans le réseau.

Bien qu’il existe des moyens de calculer le volume de fluide supplémentaire nécessaire pour éviter cette situation, un surdimensionnement du réservoir de dilatation de 20 à 25 %, et une augmentation de la pression du système de 5 psi lors de la mise en service suffisent généralement à garantir la disponibilité d’un volume de fluide résiduel lorsque les températures descendront sous le seuil de congélation.

QUALITÉ DE L’EAU

L’antigel à base de glycol ne doit pas simplement être mélangé à l’eau disponible sur le site. Idéalement, les solutions devraient être combinées à de l’eau déminéralisée afin de minimiser toute interaction chimique avec le chlore, les minéraux, les microbes ou autres contaminants

Figure 6 – Modifications du débit et de la puissance calorifique du circuit lors d’un changement de fluide.

Vol. min. du réservoir de dilatation pour un réseau de 50 gal (60 à 180 ºF)

fluide vol. min. du réservoir

eau 3,9 gallons

30 % propylène glycol 4,9 gallons

50 % propylène glycol 5,8 gallons

Figure 7 – Calculs du volume minimal du réservoir de dilatation fluide débit (gpm) puiss. calor. (Btu/h) eau

présents dans l’eau du site. Plusieurs entreprises proposent désormais des équipements permettant de produire de l’eau déminéralisée sur site.

N’allez pas croire que ce mélange peut ensuite être pompé dans un système nouvellement construit ou un système existant vidangé. Les nouveaux systèmes contiennent souvent des résidus de flux de soudure, d’huiles issues des procédés de fabrication ou d’autres débris. Les systèmes existants peuvent contenir des oxydes de fer ou des résidus d’anciennes solutions antigel.

La meilleure pratique consiste à utiliser un « détergent hydronique », que l’on peut se procurer auprès de plusieurs fournisseurs en Amérique du Nord. Ce produit permettra de nettoyer l’intérieur du réseau avant d’y ajouter la solution antigel. Cette façon de faire prolongera la durée de vie de l’antigel et réduira les risques d’interactions chimiques.

CONCENTRATION

Les entreprises qui fournissent des antigels à base de glycol indiquent souvent deux températures applicables à un pourcentage donné de concentration de leur antigel. La « température de point de congélation » est la température la plus basse qui empêche la formation de cristaux de glace dans la solution. La solution peut fonctionner indéfiniment à cette température ou au-dessus. La « température de point d’éclatement » est la température la plus basse à laquelle le fluide puisse se trouver avant de passer de l’état liquide à l’état solide, entraînant le bris de tuyaux ou d’autres composants. La température de point d’éclatement est nettement inférieure à la température de point de

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Figure 8 – Exemple de variation du point de congélation et du point d’éclatement en fonction des concentrations et des températures pour un antigel au propylène glycol.

congélation. La Figure 8 illustre l’évolution des températures de point de congélation et de point d’éclatement d’un antigel à base de propylène glycol courant en fonction de la température.

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RÉCAPITULATIF

Les solutions antigel sont le seul moyen de protéger les réseaux hydroniques autonomes du gel. Elles sont essentielles pour les boucles géothermiques, ainsi que les réseaux solaires thermiques et de fonte de neige/glace. La plupart des fabricants de thermopompes air/eau monoblocs exigent également l’utilisation d’antigel avec leurs unités. Il les protègera du gel en hiver, ainsi que des cristaux de glace en été, lesquels pourraient se former dans l’évaporateur en mode climatisation lorsque les températures extérieures sont basses.

En résumé, (1) adaptez vos conceptions pour compenser les différences de perte de charge et de capacité de transfert thermique des solutions antigel et augmentez la dimension des réservoirs de dilatation si nécessaire. (2) N’utilisez pas de concentrations nettement supérieures aux valeurs requises. (3) Vérifiez la qualité de l’eau par rapport aux spécifications du fabricant de l’antigel, et assurez-vous de tester régulièrement la solution pour vérifier le point de congélation et les niveaux de réserve d’inhibiteur. (4) Enfin, dormez bien pendant les froides nuits d’hiver, sachant que la chimie agit pour protéger vos systèmes.

John Siegenthaler, PE, est ingénieur professionnel agréé. Il compte plus de 40 ans d’expérience en conception de systèmes de chauffage hydroniques modernes, incluant la quatrième édition de son livre « Modern Hydronic Heating ».

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Un système hydronique qui remplit efficacement trois fonctions

PAR DANNY BOWES

LA FROMAGERIE NOUVELLE FRANCE OPTE POUR UN CHOIX ÉNERGÉTIQUE LOGIQUE ET NATUREL

Après avoir remporté de prestigieux prix au fil des ans, la Fromagerie Nouvelle France a décidé de relocaliser ses activités dans un tout nouvel atelier de fabrication de fromages fins à Racine, dans les Cantons-de-l’Est. L’installation d’un système de chauffage hydronique a constitué une étape clé du projet, comme ce dernier contribue directement à la performance du bâtiment et à la qualité de la production des fromages fins au lait de brebis de l’entreprise. Cet aspect a été confié à la firme Thermo 2000 – un concepteur et fabricant d’équipements de chauffage pour l’eau domestique et pour les systèmes hydroniques résidentiels, commerciaux et institutionnels – établi à Richmond, dans la même région.

CHOIX DE L’ÉQUIPEMENT

« Le chauffage dans une fromagerie, c’est névralgique. C’est une part importante des coûts d’exploitation », lance Marie-Chantal Houde, copropriétaire de la Fromagerie Nouvelle France. « Sans eau chaude, on ne produit pas.

C’est aussi simple que ça ! Voilà pourquoi le choix des équipements est rapidement devenu un point crucial dans notre projet. »

Déjà au fait du potentiel que représentait le chauffage hydronique dans leur type d’activités, les copropriétaires ont aussi fait le choix d’écarter le gaz naturel au profit de l’électricité comme énergie de base. Ainsi, l’entreprise est devenue l’une des rares fromageries au Québec à opter pour l’électricité pour des raisons pratiques, économiques et environnementales.

En matière d’équipement, une chaudière Voltmax SCR de 180 kW se trouve au cœur de trois systèmes distincts :

• d’eau chaude domestique pour les opérations de lavage/stérilisation des équipements de production;

• d’eaux de procédés pour le chauffage des cuves et étuves de production;

• et d’eau recirculée pour le plancher chauffant.

« La chaudière électrique alimente également deux réserves thermiques connectées à un échangeur plaque à plaque qui maintient l’eau chaude d’un bassin de fabrication. »

« Le chauffage représente une part importante de nos coûts d’exploitation, puisqu’il est présent à pratiquement toutes les étapes de nos opérations. Ça exigeait une solution qui, non seulement allait nous permettre de réduire nos coûts, mais aussi d’économiser l’eau. C’est exactement ce que la solution Thermo 2000 nous a permis de concrétiser », explique Mme Houde.

EAU DOMESTIQUE

Alimenté par la chaudière électrique de 180 kW, un seul chauffe-eau indirect instantané TurboMax suffit pour produire l’eau domestique destinée à l’usage courant et, surtout, aux activités de nettoyage exigeant une température d’eau à 140 °F. « Le lavage des équipements compte pour environ 60 % de nos procédés. C’est majeur dans notre quotidien de transformateur », précise Mme Houde.

EAUX DE PROCÉDÉS

La chaudière électrique alimente également deux réserves thermiques connectées à un échangeur plaque à plaque qui maintient l’eau chaude d’un bassin de fabrication, lequel maintient à son tour la température constante pour les quatre cuves de production. Ainsi, à la manière d’immenses bains-marie, le lait est chauffé simplement par pont thermique. « Ce procédé nous assure une constance de production essentielle dans la fabrication de fromages fins », fait valoir la copropriétaire.

Figure et photos fournies par Thermo 2000

Les deux réservoirs tampons du système et le TurboMax 120-9

Schéma d’installation des équipements des systèmes hydronique et de procédé.

Chaudière électrique VoltMax

PLANCHER CHAUFFANT

En complément aux eaux de procédés, la chaudière électrique et les réserves thermiques alimentent le réseau de tuyaux du plancher à chauffage rayonnant installé dans une dalle de béton sur une surface de plus de 2600 pi ca. L’installation de ce plancher chauffant combiné à deux réserves thermiques s’avère un élément clé de la performance énergétique de la fromagerie. Elles ont permis de répondre aux besoins de chauffage

autant augmenter la puissance de la chaudière. Cette stratégie permet de prioriser les activités de fabrication le jour et de tirer parti de la masse thermique du plancher chauffant, afin de limiter l’appel de puissance. Il est ainsi possible de contrôler les appels de puissance maximale et de profiter d’un prix au kWh des plus avantageux.

RENDEMENT ET ÉCONOMIE

Jean-Philippe Turcotte, directeur général de Thermo 2000 est particulièrement fier de ce projet. « La conception du système de la fromagerie intègre plusieurs de nos solutions. Globalement, la solution déployée permet une source d’énergie moins puissante pour une même production de chaleur. Il s’agit d’un projet qui démontre l’extraordinaire complémentarité et la performance du chauffage hydronique. »

Après quatre ans d’utilisation du système, Mme Houde se félicite encore de leur choix. « Le chauffage hydronique nous permet de limiter nos coûts d’exploitation et notre consommation en eau domestique. C’est génial ! Dans une logique de production écoresponsable à laquelle nous adhérons totalement,

l’électricité se révèle une combinaison gagnante sur toute la ligne », conclutelle.

Le fabricant souligne que tous les équipements installés sur le site de cette étude de cas sont contenus à l’intérieur d’une salle mécanique de seulement 100 pi ca.

Danny Bowes, ing., est ingénieur de systèmes hydroniques chez Thermo 2000. Cumulant plus de six ans d’expertise dans le domaine, il assiste les ingénieurs et les entrepreneurs dans leurs divers projets de systèmes hydroniques. (thermo2000.com)

À PROPOS

La Fromagerie Nouvelle France se spécialise dans la production artisanale de fromages fins au lait de brebis. Depuis 2010, la compagnie a remporté plus de 40 prix, dont celui du Meilleur fromage du Québec en 2011, 2014, 2022 et 2023 pour le Zacharie Cloutier : un fromage à pâte ferme, 100 % brebis. L’approvisionnement est assuré par la bergerie laitière intégrée à l’entreprise familiale. Découvrez-en plus sur l’entreprise en visitant son site Internet (fromagerienouvellefrance.com).

Rationaliser les systèmes hydroniques

PAR JOHN SIEGENTHALER

RÉDUIRE LA COMPLEXITÉ ET LES COÛTS DES SYSTÈMES TOUT EN AMÉLIORANT LEUR RENDEMENT

On m’a récemment demandé d’examiner un projet de système de chauffage pour une école, dans lequel deux chaudières électriques avaient été ajoutées pour compléter l’apport de chaleur d’une chaudière à gaz en fonte. Les chaudières électriques avaient été choisies pour profiter des faibles tarifs d’électricité en heures hors pointe.

Le système alimentait quatre zones de plancher chauffant à basse température, nécessitant toutes la même température d’eau d’alimentation à la charge nominale. Le concepteur avait prévu de faire fonctionner la chaudière à gaz à des températures suffisamment élevées pour éviter une condensation prolongée des gaz de combustion. Il avait également prévu d’installer un « circulateur de dérivation » afin d’augmenter la température d’entrée de la chaudière à gaz et (soi-disant) d’éviter la condensation des gaz de combustion.

Un mitigeur motorisé à trois

voies serait utilisé pour chacune des quatre zones afin de réduire la température de l’eau d’alimentation des chaudières. Le schéma proposé pour le système est illustré à la Figure 1 .

Bien que le système en question aurait probablement pu fournir de la chaleur pour satisfaire la charge, il l’aurait fait dans des conditions de fonctionnement indésirables, et après un coût d’installation nettement supérieur à celui requis.

ERREURS DE CONCEPTION

Voici une liste des problèmes et quelques modifications proposées pour les corriger  :

1) Ne jamais raccorder des chaudières – ou toute autre source de chaleur hydronique – en série. Cela n’offre aucun avantage, et présente de nombreux inconvénients, comme l’impossibilité de démonter une chaudière pour l’entretien sans modifier temporairement la tuyauterie afin de maintenir le fonctionnement du système.

Dans le cas de chaudières modulantes à condensation (mod/ con) ou de thermopompes, le raccordement en série réduira l’efficacité des sources de chaleur en aval en raison de la température d’entrée d’eau plus élevée. Le passage de l’eau chaude dans des chaudières à combustion inactives

Figure

augmente également inutilement les pertes thermiques par la paroi et la cheminée.

2) Bien qu’il soit possible d’utiliser le système proposé ( Figure 1 ) à des températures d’eau plus élevées et d’utiliser des mitigeurs pour atteindre les températures d’alimentation plus basses nécessaires aux circuits de plancher chauffant, cela n’est pas nécessaire – particulièrement avec des chaudières électriques qui ne produisent pas de gaz de combustion susceptibles de se condenser.

La chaudière à gaz peut être protégée contre la condensation prolongée des gaz de combustion en installant un mitigeur motorisé à trois voies qui détecte et réagit à la température à l’entrée de la chaudière. Ce mitigeur tentera de maintenir la température d’entrée de la chaudière à 130 °F ou plus, en autant que possible. Le circulateur de dérivation illustré à la Figure 1 ne réagit pas à la température à l’entrée de la chaudière – il ne peut donc pas assurer une protection anticondensation constante.

3) Aucun clapet antiretour pour

les circuits de zone individuels ne figure à la Figure 1 . Cela permettrait pourtant l’inversion du flux dans les zones inactives lorsque d’autres zones fonctionnent. Lorsque le zonage est réalisé à l’aide de circulateurs à commande indépendante, chaque circuit de zone doit être équipé d’un clapet antiretour.

4) La Figure 1 ne présente aucun robinet de vidange ni séparateur d’air central. De ce fait, le remplissage et la vidange du réseau illustré nécessiteraient de nombreuses heures pénibles.

5) Bien que l’aspect suivant ne constitue pas une erreur majeure, les sondes de température d’eau associées à tout type d’ensemble mitigeur doivent être installées en aval du circulateur associé, dans la mesure du possible. Cette façon de procéder garantit un mélange complet des flux chaud et froid avant que l’écoulement traverse la sonde qui commande l’ensemble mitigeur.

MODIFICATIONS PROPOSÉES

Le schéma illustré à la Figure 2 propose une approche qui élimine tous les

problèmes décrits précédemment. Les trois sources de chaleur sont désormais raccordées en parallèle, et chaque chaudière a été équipée d’une vanne permettant de l’isoler (voire de la retirer) pour l’entretien, et ce, sans affecter le fonctionnement des autres sources de chaleur.

De plus, chaque chaudière possède son propre circulateur, lequel ne fonctionnera que lorsque la chaudière sera active. Chaque chaudière est également équipée d’un clapet antiretour pour empêcher l’inversion du flux, et d’un robinet de vidange pour accélérer l’évacuation de l’air lors de la mise en service initiale ou après l’entretien.

La chaudière à gaz est désormais protégée contre la condensation prolongée des gaz de combustion par un mitigeur motorisé à trois voies qui réagit à la température à l’entrée de la chaudière. Lorsque cette température sera inférieure à 130 °F, l’orifice froid du mitigeur sera complètement fermé. Cela créera une « recirculation » de l’eau sortant de la chaudière, la retournant directement à l’intérieur.

Très peu de chaleur sera dirigée vers les collecteurs. Cela permettra à la chaudière de se réchauffer rapidement au-dessus des conditions provoquant une condensation prolongée des gaz de combustion avant d’acheminer de la chaleur aux circuits de charge.

Les trois sources de chaleur sont reliées par des collecteurs de grande dimension qui mènent à un séparateur hydraulique. En plus d’isoler la dynamique de pression des circulateurs de la source de chaleur de celle des circulateurs de charge, le séparateur hydraulique assure une séparation efficace des impuretés et de l’air potentiellement présents dans le réseau.

Je recommanderais également d’équiper le séparateur hydraulique d’un aimant pour capturer les particules de métaux ferreux circulant dans le flux. Cette pratique est recommandée pour les nouveaux systèmes, et elle s’avère particulièrement importante dans les projets de modernisation.

La température de l’eau à la sortie –côté charge du séparateur hydraulique

sonde de temp. extérieure

collecteurs de bonne dimension

clapets antiretour

régulateur de chaudière à plusieurs étages

– est surveillée par un régulateur de source de chaleur à trois étages. Ce régulateur actionne les trois sources de chaleur en fonction de ses paramètres.

De façon générale, la chaudière à gaz est utilisée comme premier étage (en supposant que le prix du chauffage au gaz soit inférieur à celui du chauffage par résistance électrique en période de pointe). Les chaudières électriques sont utilisées comme deuxième et troisième étages, afin de maintenir une température d’eau d’alimentation adéquate pour les circuits de charge. Cette température est basée sur la commande de réglage extérieure.

Les quatre mitigeurs motorisés à trois voies illustrés dans la conception d’origine ( Figure 1 ) peuvent être supprimés. Ils ne sont plus nécessaires. Le mélange s’effectue désormais entièrement dans le séparateur hydraulique. Le régulateur de source de chaleur à plusieurs étages fournit toute la logique et le fonctionnement

de

de la source de chaleur nécessaires pour atteindre et maintenir la température d’eau d’alimentation requise. L’élimination des quatre mitigeurs motorisés, ainsi que du matériel de commande requis à leur fonctionnement, permettrait d’économiser plusieurs milliers de dollars sur un système de cette taille. Enfin, chacune des quatre zones est équipée d’un clapet antiretour pour empêcher l’inversion du flux, et d’un robinet de vidange pour accélérer l’évacuation de l’air et le remplissage.

INGÉNIERIE DE LA VALEUR

Bien que l’expression « ingénierie de la valeur » soit parfois utilisée ironiquement pour sous-entendre une « dévalorisation » de la conception sans se soucier du rendement, son objectif réel se veut un concept très pertinent que tous les concepteurs de systèmes devraient appliquer. Une véritable ingénierie de la valeur réduit les coûts sans compromettre la qualité.

Dans de nombreux cas, l’ingénierie de la valeur peut également améliorer l’efficacité, la fiabilité et la facilité d’entretien du système à long terme. Son application dans la conception de systèmes hydroniques repose sur une compréhension approfondie des conceptions éprouvées relatives à la tuyauterie, aux vannes, au rendement des circulateurs, aux concepts de commande et aux caractéristiques de fonctionnement de toutes les sources de chaleur en cause.

Plus vous consacrerez de temps à l’apprentissage des bases de la conception hydronique, mieux vous identifierez les occasions d’« élagage » des conceptions proposées pour atteindre des résultats optimaux.

John Siegenthaler, PE, est ingénieur professionnel agréé. Il compte plus de 40 ans d’expérience en conception de systèmes de chauffage hydroniques modernes, incluant la quatrième édition de son livre « Modern Hydronic Heating ».

chaudière à gaz

vanne à 3 voies surveillant la temp. à l'entrée de la chaudière

sonde

temp. d'aliment. du syst. vers le régulateur de la chaudière

réservoir de dilatation et eau d'appoint

séparateur hydraulique

chaudière électrique chaudière électrique

clapets antiretour

robinets de vidange

collecteurs de bonne dimension

Figure 2 – Conception revue avec toutes les sources de chaleur raccordées en parallèle.

PUMP

POMPE À CHALEUR MONOBLOC AIR-EAU

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L’injection de vapeur améliorée (EVI) augmente l’efficacité, diminue la plage de température ambiante de fonctionnement jusqu’à -22 °F / -30 °C et augmente la température maximale de l’eau d’alimentation

• Extrêmement silencieuse : niveau sonore en fonctionnement de 38 à 53 dB

• Interface 24 V CA pour une connexion facile au thermostat

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Sommes-nous prêts pour les compresseurs à vitesse variable ?

PAR IAN McTEER

LE POINT SUR L’ÉVOLUTION DES TECHNOLOGIES RELATIVES AUX COMPRESSEURS

Par un jour de printemps, au milieu des années 1970, j’ai accompagné un technicien frigoriste expérimenté lors d’une intervention résidentielle. À cette époque, la climatisation résidentielle était principalement composée de ventilateurs de table, de fenêtres ouvertes stratégiquement et, pour certains, de climatiseurs de fenêtre nouvellement offerts.

Lorsque je suis entré dans la salle technique de cette maison luxueuse, j’ai été impressionné par la taille et la complexité de l’équipement. Un énorme générateur d’air chaud au mazout était équipé de deux serpentins refroidisseurs de dalle installés en série dans le plénum d’air chaud – tous deux à un angle de 45 degrés – et commandés par un détendeur thermostatique réglable.

Le générateur d’air chaud comportait un imposant moteur à deux vitesses fonctionnant en mode continu toute l’année. Une partie de notre travail consistait à lubrifier le moteur, à changer la poulie et la courroie d’entraînement, et à commuter électriquement le

moteur en régime élevé continu pour les besoins estivaux de refroidissement.

J’ai eu un véritable coup de cœur pour les deux compresseurs hermétiques refroidis à l’eau, faciles à entretenir, montés sur des ressorts fixés à de solides poutres en I en acier. Sur le mur adjacent se trouvaient deux énormes démarreurs de moteur contenant une multitude de condensateurs et d’autres commandes. J’avais hâte de tout savoir à leur sujet.

L’ÈRE DES COMPRESSEURS ALTERNATIFS

Une époque est souvent définie comme une période marquée par un caractère distinctif. Je n’ai plus jamais revu de compresseurs de ce type (ou semi-hermétiques) dans une application résidentielle, car peu après ce jour, les premiers climatiseurs biblocs résidentiels sont arrivés dans mon univers de chauffage, ventilation et climatisation (CVC) en pleine expansion.

Plusieurs des premiers systèmes biblocs auxquels j’ai eu affaire

utilisaient des compresseurs rotatifs. Ces compresseurs volumétriques à piston roulant ou à palettes rotatives avaient l’avantage de fournir un débit constant de gaz d’aspiration et de refoulement. Ils sont encore utilisés aujourd’hui dans diverses applications.

Les compresseurs volumétriques alternatifs – également appelés compresseurs à piston – sont essentiellement des pompes qui, comme tous les compresseurs frigorifiques, fournissent une différence de pression permettant la circulation du fluide frigorigène. L’apport de chaleur pendant le pompage augmente la pression de vapeur jusqu’à la pression maximale. Les fabricants de compresseurs hermétiques ont développé plusieurs modèles de compresseurs alternatifs destinés aux applications résidentielles. L’un de ces modèles comportait quatre pistons opposés, disposés sur une surface plane.

Un autre modèle intégrait une commande de capacité à deux pistons. À faible charge, un seul

piston pompait. Lorsqu’une capacité supérieure était requise, le moteur s’inversait et engageait le second piston, assurant ainsi la pleine capacité de pompage.

Dans les années 1950, General Electric a développé un compresseur alternatif destiné aux climatiseurs et aux thermopompes. Ce compresseur était doté d’un système de soupapes unique permettant de réduire le volume perdu au minimum. En effet, à chaque course de refoulement du piston, la quasi-totalité de la charge était expulsée du cylindre, améliorant ainsi l’efficacité du pompage. La coque hermétique surdimensionnée servait d’accumulateur de frigorigène, une boucle de tube de refoulement traversant le fond de la coque. La conduite de refoulement chaude vaporisait tout frigorigène liquide retournant au compresseur pendant le fonctionnement. Entièrement en aluminium, le châssis, le carter du moteur, le piston et la bielle étaient conçus pour réduire les contraintes thermiques et permettre au compresseur de fonctionner à une température plus basse en dissipant la chaleur des surfaces de roulement. De nombreux compresseurs alternatifs de ce type –au concept véritablement unique – sont encore utilisés aujourd’hui.

L’ÈRE DES COMPRESSEURS À SPIRALE

En 1987, Trane a lancé son compresseur à spirale (scroll) 3D sur le marché commercial. Soulignons que ce fabricant a été l’un des derniers à utiliser des compresseurs à spirale dans des produits résidentiels. Si les compresseurs alternatifs tirent toujours parti d’une excellente fiabilité, le rendement accru, le niveau sonore réduit et le coût de production nettement inférieur des compresseurs à spirale ont inévitablement convaincu les fabricants de systèmes biblocs à adopter pleinement ce dernier modèle dans la plupart de leurs gammes de produits.

Le volume de compression d’un compresseur à spirale dépend de la relation orbitale entre les deux volutes qui compriment le gaz frigorigène dans un mouvement circulaire continu. Lorsque la spirale orbitale

« Alors que l’ère des compresseurs à vitesse variable s’impose sur le marché du CVC/R, plusieurs problèmes subsistent, rendant leur adoption généralisée moins probable dans un avenir rapproché. »

se déplace, elle crée un volume décroissant entre elle et la spirale fixe. Le gaz frigorigène est aspiré dans les poches situées entre les deux volutes. À mesure que la volute continue de se déplacer, les poches se rétrécissent, forçant finalement le gaz comprimé à traverser l’orifice central et à rejoindre le serpentin du condenseur.

Il n’y a aucun risque de collision entre un piston et la culasse ou la soupape, et aucun volume réduit ne diminue l’efficacité de la compression. Le fonctionnement en spirale intègre un mécanisme assurant une conformité radiale et axiale. Les volutes peuvent se déplacer de haut en bas ou latéralement, juste assez pour laisser passer une « petite quantité » de liquide sans endommager l’assemblage. (note : petite quantité !)

Au début des années 2000, les compresseurs à spirale avec anneau de modulation intégré ( Figure 1 ) ont fait leur apparition sur le marché des équipements haut de gamme. Ils sont

Orifice de dérivation

Anneau de levage

Anneau de modulation

Électrovanne à trois voies

devenus les compresseurs à deux étages. Leur capacité de pompage était réduite de 35 % au premier étage. Les unités extérieures à spirale à deux étages, connectées à des appareils de traitement d’air à vitesse variable, offraient non seulement des économies d’énergie, mais aussi des températures constantes et un meilleur contrôle de l’humidité.

L’ÈRE DES COMPRESSEURS À VITESSE VARIABLE

La surveillance gouvernementale rigoureuse des appareils énergivores, comme les générateurs d’air chaud à gaz, les réfrigérateurs, les climatiseurs et les thermopompes (pour n’en nommer que quelques-uns), a poussé les fabricants à trouver des moyens plus efficaces de réduire la consommation de ces produits tout en conservant (voir surpassant) leur rendement. Par exemple, la commande de capacité partielle offerte par les compresseurs à spirale à deux étages a été améliorée par l’arrivée du variateur de fréquence – également appelé onduleur (Inverter) – dans les systèmes de CVC résidentiels il y a plus de dix ans.

Les variateurs de fréquences permettent de réguler la vitesse du compresseur en ajustant la fréquence de l’alimentation électrique plutôt qu’en utilisant des dispositifs de décharge mécaniques. Cela permet d’améliorer le rendement à faible charge et le contrôle de l’humidité,

Photo

Figure 1 - Compresseur à spirale avec anneau de modulation intégré.

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Nos produits CVC sont conçus sur la base de l’excellence. Profitez d’une sélection de produits d’avant-garde, tels que les fournaises au gaz, les climatiseurs centraux, les thermopompes centrales, les appareils de traitement d’air, les systèmes muraux et les thermostats. Chacun de nos produits CVC intègre les dernières technologies de pointe et d’efficacité énergétique pour aider vos clients à profiter chaque jour d’un confort total tout en optimisant leur consommation d’énergie.

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tout en consommant moins d’énergie en charge partielle.

Un onduleur convertit le courant alternatif (CA) entrant en courant continu (CC) à l’aide d’un redresseur. La tension de CC résultante alimente le circuit de l’onduleur, lequel produit à son tour une tension de CA à fréquence variable.

La vitesse du moteur du compresseur est régulée par le

lors du démarrage des thermopompes résidentielles, dont les compresseurs à rotor bloqué peuvent appeler plus de 100 ampères (A) (Figure 2).

Un trop grand nombre de climatiseurs ou de thermopompes classiques de grande taille démarrant un cycle à peu près au même moment entraînera une chute de tension importante pouvant affecter la stabilité du réseau électrique. Les propriétaires

comme un scintillement lumineux. Un service public a d’ailleurs signalé que 7 % des plaintes de ses clients l’an dernier étaient liées à ce phénomène.

On entend souvent des commentaires décriant notre réseau de distribution électrique comme étant vétuste et mal en point. Il ne fait aucun doute que de nombreuses améliorations doivent y être apportées pour soutenir le niveau d’électrification que nous souhaitons tous. Les ingénieurs des services publics peinent à renforcer le système de distribution en augmentant, entre autres, la taille des conducteurs secondaires et des conducteurs de service, ainsi que celle des transformateurs.

Cependant, les installations de transformateurs de plus grande taille doivent être adaptées à la demande, car les transformateurs fonctionnent à leur plus haut rendement à environ 80 % de leur capacité. Les services publics recherchent donc des fabricants d’appareils qui amélioreront

MOINS DE CONTRARIÉTÉ, PLUS D’EFFICACITÉ

Optimisez votre espace avec des rangements de nouvelle génération

Figure 2 - Remarquez la valeur LRA (intensité du rotor bloqué) au démarrage figurant sur la plaque signalétique du compresseur.

les caractéristiques électriques et électroniques des équipements de CVC/R résidentiels et commerciaux, susceptibles de polluer le réseau avec des phénomènes transitoires, des harmoniques, des creux de tension et des surtensions.

Les compresseurs à vitesse variable ne nécessitent généralement que 30 à 40 % de courant de rotor bloqué au démarrage. En fait, ce modèle intègre souvent une fonction automatique de correction active du facteur de puissance, conçue pour augmenter la tension de sortie (CC) du compresseur lorsque la demande de puissance est élevée. Cette correction améliore le facteur de puissance pour le service public d’électricité local en réduisant l’appel de courant et, simultanément, en limitant la distorsion harmonique susceptible d’entraîner une surchauffe du transformateur.

Mais les compresseurs à vitesse variable peuvent également être victimes de problèmes de qualité de l’énergie et subir les mêmes fluctuations de tension et surtension potentiellement causées par les compresseurs classiques du voisinage, perturbant le réseau. Les commandes de ce type de compresseur peuvent également s’avérer plus sujettes à la surchauffe ou aux pannes de composants dues à la chaleur lorsque des composants mal conçus ou de mauvaise qualité – comme les microprocesseurs, les condensateurs et les semi-conducteurs – ne parviennent pas à réguler correctement la vitesse du compresseur et les fonctions du système de commande.

En outre, même les meilleurs composants génèreront de la chaleur en cours de fonctionnement. Sans mécanisme de refroidissement adéquat – tels que des ventilateurs, des dissipateurs thermiques ou des dissipateurs thermiques refroidis par frigorigène (voir Figure 3 ) – ou si le compresseur à vitesse variable est installé dans une zone mal ventilée, la chaleur générée par ses composants s’accumulera et pourrait entraîner des pannes prématurées.

Cela dit, même si l’ère des compresseurs à vitesse variable

s’impose sur le marché du CVC/R, plusieurs problèmes subsistent, lesquels rendent leur adoption généralisée moins probable dans un avenir rapproché. D’une part, le coût initial des compresseurs à variateur de fréquence conçus pour les climats froids – dotés d’une injection de vapeur dense – les rend moins attrayants pour les propriétaires et les constructeurs serrés dans leur budget, qui continuent de privilégier les coûts immédiats aux économies d’énergie à long terme.

Un autre point faible potentiel de ces équipements réside dans leur complexité. En effet, le processus de réglage de la vitesse du compresseur pour maintenir une température intérieure constante et un contrôle optimal de l’humidité nécessite des sondes/capteurs plus sophistiqués et des systèmes de commande avancés, associés à des lignes de codes logiciels propriétaires, ce qui complique considérablement les diagnostics et les réparations en cas de dysfonctionnement.

Les techniciens et les installateurs doivent apprendre à travailler avec des valeurs de CC élevées. Le dimensionnement des conduites exige

aussi le strict respect des spécifications du fabricant concernant leur longueur et leur pente maximales. Dans le cas contraire, les systèmes de gestion de l’huile – conçus pour garantir un retour d’huile adéquat dans le carter du compresseur – seront altérés et entraîneront des pannes majeures du compresseur. Le risque de coûts de réparation et d’entretien considérablement plus élevés existe bel et bien, et il ne peut pas être ignoré. De surcroît, il est reconnu que la pénurie d’installateurs et de techniciens qualifiés dans notre industrie remet en cause le succès de l’ère des compresseurs à vitesse variable, ce dernier reposant sur le nombre de diplômés d’écoles de métiers ayant opté pour une carrière dans le CVC/R.

Outre le défi de la main-d’œuvre qualifiée, les fabricants se tournent progressivement vers des équipements résidentiels chargés de frigorigènes A2L « légèrement inflammables » à faible potentiel de réchauffement planétaire (PRP). Les entrepreneurs sont donc vivement encouragés à planifier de la formation en lien avec les frigorigènes A2L : techniques de manipulation sécuritaires, outils homologués, etc.

En conclusion, les problèmes liés au coût initial élevé, au manque de personnel technique compétent en CVC/R et à une infrastructure électrique encore loin d’être prête pour une électrification à grande échelle signifient que l’ère des compresseurs à vitesse variable devrait arriver progressivement plutôt que massivement, comme l’ère des compresseurs à spirale. Dans un sens, c’est dommage, car les compresseurs à vitesse variable comportent de nombreux avantages – en matière de confort, de durabilité, de réduction sonore et d’efficacité énergétique – qui en font un meilleur choix pour la plupart des applications de climatisation et de thermopompes résidentielles.

Ian McTeer est un consultant en CVC comptant 35 ans d’expérience dans l’industrie. Il est mécanicien en réfrigération et technicien gazier, classe 1.

Photo

Figure 3 - Remarquez le dissipateur thermique refroidi par frigorigène qui maintient les composants électriques de cette unité à une température optimale.

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La qualité de l’eau importe

PAR DOUG PICKLYK

DURETÉ DE L’EAU : LES SYSTÈMES DE TRAITEMENT DU POINT DE VUE DES PLOMBIERS

Dès notre plus jeune âge, nous apprenons tous la formule chimique de l’eau :

H₂O. Néanmoins, trouver de l’eau pure contenant uniquement de l’hydrogène et de l’oxygène s’avère quasiment impossible.

L’eau que nous puisons dans les lacs, les sources et les aquifères –filtrée à travers les roches et le sol – accumule des minéraux et de nombreux autres solides dissous.

Même l’eau de pluie s’imprègne des impuretés atmosphériques en tombant, la rendant souvent légèrement acide et imprégnée de gaz dissous.

Le rôle des plombiers consiste, non seulement à s’assurer que les bâtiments reçoivent une eau propre et saine pour les occupants, mais aussi que cette eau soit sans danger pour les appareils de plomberie et les chauffeeau. Pour y arriver, ils testent et mesurent la qualité de l’eau afin d’établir sa dureté et détecter ses contaminants. Les maisons et les bâtiments approvisionnés par des stations d’épuration tirent parti de la surveillance de la qualité de l’eau potable par la municipalité. Cette surveillance vise la sécurité des personnes.

Pour les occupants dont le bâtiment est approvisionné en eau potable à partir d’un puits, « la première étape consiste toujours à procéder à une analyse complète de l’eau, incluant son pH, sa dureté, sa teneur en fer, en nitrates, etc. », suggère Paul Ethier, directeur national des ventes chez HALO Water Systems.

Pour l’analyse de la salubrité de l’eau de puits, il est conseillé de s’adresser aux services de santé publique provinciaux ou territoriaux, ou encore aux autorités responsables de l’eau potable.

Le système résidentiel à deux médias 45K Pure Water de Watts combine l’adoucissement de l’eau et la filtration au charbon actif dans un même dispositif. Il permet ainsi de réduire le goût et l’odeur de chlore.

Le nouveau système de traitement de l'eau électrique WEC de Navien a recours à l’électrolyse pour enlever le tartre (sans billes de résine ni sels).

Pour les plombiers qui hésitent à effectuer des analyses, M. Ethier recommande de communiquer avec l’Association canadienne sur la qualité de l’eau (ACQE) pour obtenir des informations et une formation. Dans une démarche visant à gérer la dureté de l’eau et les dommages potentiels aux réseaux de plomberie, le recours à un plombier s’avère tout indiqué.

EAU DURE

La dureté de l’eau est principalement causée par la présence d’ions calcium (Ca+) et de magnésium (Mg+) dans l’eau. Ces ions pénètrent dans l’eau par lessivage des minéraux solides, en particulier dans les zones riches en calcaire, où les minéraux se dissolvent. Imaginez que vous ajoutez du sel dans un verre d’eau. Le sel –ou chlorure de sodium (NaCl) – se dissoudra dans l’eau. Les ions de sodium (Na+) et de chlorure (Cl-) se sépareront et s’entoureront de molécules d’eau. Si vous chauffez cette eau, vous vous retrouverez bientôt avec un seul dépôt de sel. Dans une solution d’eau riche en calcium et en magnésium, la chaleur (ou l’évaporation) provoquera la formation de carbonate de calcium (CaCO 3 ), communément appelé calcaire ou tartre.

Plus visibles dans les bouilloires électriques, ces dépôts minéraux se forment également dans les robinets et les pommeaux de douche, ce qui entraîne un faible débit et l’apparition d’un calcaire blanc disgracieux, particulièrement visible sur des robinets noirs mats. Cette accumulation se produit également à l’intérieur des lavevaisselle et des machines à laver, entraînant une consommation d’énergie accrue et des pannes prématurées. L’eau dure réduit aussi

l’efficacité des détergents et entraîne la formation de résidus de savon. L’intérieur des tuyaux n’échappe pas non plus à l’accumulation de tartre, limitant le débit et augmentant la pression.

Comme les chauffe-eau instantanés et les chaudières à condensation modernes comportent des échangeurs de chaleur incorporant des passages plus étroits – que dans les chaudières en fonte plus anciennes – l’accumulation de tartre réduira la puissance calorifique et le rendement. Il est donc dans l’intérêt des plombiers et des entrepreneurs en chauffage de savoir comment limiter l’accumulation de tartre dans les réseaux de leurs clients.

ADOUCISSEURS D’EAU

Pour éliminer la dureté de l’eau, il faut une solution adoucissante. Un adoucisseur d’eau à échange d’ions classique exerce une interaction chimique qui élimine les ions indésirables dissous (calcium et magnésium), et échange ces derniers avec d’autres ions de charge similaire, généralement du sodium ou du potassium.

L’eau brute traverse un lit de billes de résine, où les ions responsables de la dureté sont échangés. Ces billes de résine nécessitent des cycles de « rafraîchissement » périodiques. Un bac à saumure est donc intégré au système. Après qu’une quantité d’eau prédéfinie a traversé la résine, un rinçage à l’eau salée est utilisé pour régénérer le lit de résine, afin que les billes continuent d’échanger des ions avec l’eau dure. Ce rinçage au sel est directement évacué à l’égout.

Le volume du lit de résine requis est déterminé en fonction du débit requis. « Différentes qualités et différents types de résine sont utilisés pour l’échange d’ions. La plupart des adoucisseurs d’eau classiques utilisent une résine cationique en polystyrène réticulée à 8 %. Cependant, la teneur de certains modèles peut atteindre 10 % ou 12 % », explique M. Éthier. Des pourcentages plus élevés prolongent la durée de vie et augmentent la capacité des lits de résine.

« Adapter la taille d’adoucisseur à la situation spécifique de votre client garantit une performance,

Les adoucisseurs d’eau professionnels

Profile de GE Water & Air Solutions incorporent une vanne connectée et un système de filtration SmartHQ pour surveiller le débit, le niveau de sel et le remplissage. Le système peut aussi couper l’eau à distance.

AquaSolve by Lync, une marque de Watts, utilise la cristallisation assistée par média pour empêcher l’entartrage sans utiliser de sel ni de lavage à contre-courant.

Le conditionneur d’eau sur canalisation

ION 2.0 Plus de HALO utilise une technologie de champs magnétiques multi-inversés pour modifier la structure moléculaire des minéraux dissous et les maintenir en suspension dans l’eau.

« En proposant des services d’entretien simples, le professionnel créera

des relations durables avec ses clients. »

une efficacité et une satisfaction optimales », fait valoir Ben Tate, directeur national des ventes pour le traitement de l’eau chez Navien.

Le dimensionnement du système dépend de la qualité de l’eau, du débit et des objectifs de traitement. Les systèmes résidentiels typiques traitent 5 à 12 gallons par minute (gal/ min), tandis que les unités industrielles traitent 50 à 500 gal/min. « Les systèmes commerciaux offriront également une redondance pour gérer les pointes de demande », précise M. Tate.

Néanmoins, certains systèmes à double fonction incorporent maintenant des filtres ou du charbon pour traiter le goût ou l’odeur désagréables de l’eau : des problèmes souvent corrigés par des systèmes de traitement supplémentaires, comme la filtration intensive et l’osmose inverse (OI). Ce sujet pourrait être approfondi une autre fois.

SOLUTIONS DE RECHANGE

Si l’adoucisseur d’eau par échange d’ions est reconnu comme la méthode la plus courante pour réduire la dureté de l’eau, l’Association internationale des responsables de la plomberie et de la mécanique (IAPMO) a publié en 2018 la norme IAPMO/ANSI Z601-2018 qui concerne les dispositifs antitartre destinés aux applications de chauffage de l’eau résidentielles et similaires. Ces dispositifs doivent réduire la quantité de tartre produite d’au moins 70 % par rapport à un échantillon non traité.

Certains filtres antitartre satisfont cette norme. Il existe également des procédés de rechange qui ont recours à différents types de résine, et d’autres qui utilisent l’électricité ou des aimants, dont la fonction est de réorienter ou d’éliminer les ions responsables de la formation de tartre dans l’eau.

Lors du Salon AHR Expo 2025, Navien a présenté son nouveau système de traitement de l’eau électrique WEC, qui utilise une technologie électromembranaire selon laquelle des électrodes positives et négatives attirent les ions au passage de l’eau. Une fois les membranes saturées, le système inverse le courant et élimine les ions indésirables. Le modèle

PLOMBERIE suite de la page 45

WEC600 est certifié IAPMO Z601, et son entrée au Canada était imminente.

Le système HALO incorpore un inhibiteur de tartre ION 2.0, lequel force l’eau à passer devant des aimants qui réorientent les ions. Cette technologie empêche la formation de carbonate de calcium.

AquaSolve by Lync, une compagnie du groupe Watts, utilise pour sa part une technologie de cristallisation assistée par média. Ce procédé utilise un autre type de surface média qui attire les minéraux et les convertit en particules cristallisées qui n’adhèrent pas aux surfaces. Cette technologie permet de réduire l’entartrage des conduites sans éliminer les ions et sans lavage à contre-courant.

Loin d’être exhaustive, cette courte liste de solutions de rechange vise à montrer qu’il existe de nombreuses options sur le marché pour traiter le tartre.

ENTRETIEN

Gérer un service de traitement de l’eau, c’est prendre soin de son client. Une fois le système installé et les problèmes résolus, un entretien périodique augmentera son efficacité. Les plombiers devraient proposer les mesures programmées suivantes :

Analyse périodique de l’eau – ces contrôles permettront de détecter tout changement de teneur en minéraux,

d’équilibre du pH ou de niveaux de contamination pouvant nécessiter des ajustements.

Entretien de l’adoucisseur d’eau  –les propriétaires doivent couramment reconstituer le niveau de sel des adoucisseurs d’eau à échange d’ions, et les plombiers doivent inspecter/ nettoyer les bacs à saumure et les lits de résine pour en garantir l’efficacité, ainsi qu’inspecter/ajuster les vannes de commande du système.

Détartrage des chauffe-eau –le détartrage annuel des chauffeeau (avec ou sans réservoir) permet de prévenir les pertes d’efficacité et prolonge leur durée de vie. L’intégration d’un échéancier de traitement de l’eau devrait réduire les besoins en détartrage.

Inspection et rinçage des conduites – cette opération périodique permet d’éliminer les sédiments et les dépôts de minéraux accumulés, réduisant ainsi les obstructions et maintenant le débit intact.

Remplacement des filtres – les propriétaires qui utilisent un système d’osmose inverse ou d’autres systèmes de filtration doivent remplacer leurs filtres à l’intervalle prescrit pour en garantir l’efficacité.

Nettoyage des appareils sanitaires – l’eau dure peut provoquer de petits dépôts sur les robinets et les pommeaux de douche, nécessitant un nettoyage

occasionnel au vinaigre ou avec des solutions détartrantes spécialisées. Loin de nous l’idée de faire faire le « ménage » par un plombier qualifié. En proposant ces services d’entretien simples, le professionnel créera des relations durables avec ses clients, leur procurant une satisfaction à long terme et garantissant la fiabilité du système. La capacité d’effectuer l’analyse et prendre des mesures de la qualité de l’eau devrait faire partie des compétences de tout plombier. Comprendre et résoudre les problèmes de dureté de l’eau permet non seulement de protéger les réseaux de plomberie, mais aussi d’améliorer la qualité de vie des propriétaires, comme ils auront accès à de l’eau de meilleure qualité.

En mettant de l’avant des solutions, telles que des adoucisseurs d’eau, des systèmes de filtration et des traitements détartrants, les plombiers peuvent éviter les réparations et prolonger la durée de vie des composants de plomberie et de chauffage. Des services d’entretien programmés garantissent la satisfaction des clients et consolident le rôle du plombier comme expert de confiance en matière de gestion de la qualité de l’eau domestique.

Doug Picklyk est rédacteur en chef du magazine HPAC.

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