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Rooftop avec pompe à chaleur
Rooftops tout électriques à pompe à chaleur pour le chauffage et le refroidissement des bâtiments tertiaires par climat froid
Présentation du rooftop à pompe à chaleur
Un rooftop à pompe à chaleur est un équipement monobloc tout électrique de toiture assurant le chauffage et le refroidissement. Il utilise un seul circuit frigorifique réversible pour chauffer ou refroidir, remplaçant ainsi essentiellement le générateur à gaz d’un rooftop gaz/électricité par une pompe à chaleur tout électrique. Les rooftops tout électriques offrent une voie claire et directe aux bâtiments soumis à des obligations de décarbonation et qui électrifient leurs systèmes techniques, sans nécessiter de coûteuse rénovation du local technique.
Performances et retour sur investissement du rooftop à pompe à chaleur
Tous les ingénieurs en génie climatique, responsables des achats et gestionnaires de bâtiments se heurtent à la même question : un rooftop à pompe à chaleur peut-il réellement maintenir le bâtiment au chaud tout au long de l’hiver ? Son coût peut-il être comparé à celui du rooftop au gaz qu’il remplace ? Cette page répond à ces préoccupations à l’aide de données mesurées, notamment la courbe COP de Koven Air par climat froid (jusqu’à 30°C/22°F), ainsi que des normes du secteur, de la réglementation sur les fluides frigorigènes, de résultats de projets sur le terrain et d’un cadre de calcul de puissance et de retour sur investissement pour vous aider à prendre des décisions éclairées lors de l’achat et de la spécification.
- Tout électrique · sans raccordement au gaz
- Injection de vapeur EVI jusqu’à −30 °C
- Fluide frigorigène R-32 à faible PRG
- Pompe à chaleur grande puissance, 24–40 RT
- Base de classement AHRI 340/360
- Assistance technique gratuite à vie
Vous spécifiez un rooftop à pompe à chaleur pour un projet en climat froid ou de décarbonation ? Estimez gratuitement la puissance nécessaire, la charge du bâtiment et le retour sur investissement du passage du gaz à l’électricité, en tenant compte de votre zone climatique.
−30 °C
Injection de vapeur EVI
24–40 RT
Pompe à chaleur grande puissance
R-32
Fluide frigorigène à faible PRG
Zéro gaz
Fonctionnement tout électrique
Pourquoi les gestionnaires remplacent les rooftops au gaz par des rooftops à pompe à chaleur
Les réglementations ne sont plus les seules raisons d’abandonner les rooftops au gaz : des préoccupations opérationnelles et financières accélèrent également cette transition. Trois facteurs poussent les bâtiments tertiaires vers les rooftops à pompe à chaleur, chacun avec son propre défi en matière d’achat.
En bref : trois facteurs principaux accélèrent la transition vers les rooftops à pompe à chaleur :
01
(1) décarbonation et économies
selon le département de l’Énergie des États-Unis, les rooftops à pompe à chaleur peuvent réduire de moitié les émissions de gaz à effet de serre et les dépenses énergétiques par rapport aux rooftops traditionnels chauffés au gaz ;
02
(2) durée de vie des équipements
le remplacement des rooftops gaz/DX vieillissants arrivés en fin de vie rend minime le surcoût d’une solution électrique ; et
03
(3) transition des fluides frigorigènes et codes du bâtiment
les nouvelles réglementations prévoyant l’élimination progressive du fluide frigorigène R-410A et l’actualisation des exigences de performance des bâtiments imposent de toute façon de renouveler les équipements.
Pourtant, seuls environ 15 % des bâtiments tertiaires aux États-Unis utilisent des pompes à chaleur, ce qui laisse une marge importante pour leur adoption à grande échelle.
Le problème : posséder un rooftop au gaz coûte de plus en plus cher et devient moins prévisible
Sur les forums HVAC, les professionnels des achats expliquent régulièrement que les pannes concernent généralement un composant précis, comme une batterie ou un échangeur thermique, plutôt que l’unité entière, et que l’approvisionnement en pièces détachées complique souvent la réparation. Des gestionnaires de bâtiments signalent fréquemment des pannes prématurées de batterie d’évaporateur, parfois dans les deux ans, sur des pompes à chaleur monoblocs de marques haut de gamme, ou des échangeurs de rooftops gaz qui se fissurent après une seule saison de chauffage. Si la pièce de rechange est indisponible pendant plusieurs mois, une marque prétendument « fiable » peut laisser un bâtiment inoccupé et sans chauffage.
Voici les problèmes précis auxquels un rooftop à pompe à chaleur digne de ce nom doit apporter une réponse efficace :
01
L’intégrité de la batterie et de l’armoire est une préoccupation majeure
les fuites des batteries à microcanaux ou en V survenant au cours des 1-5 premières années sont la raison la plus souvent citée par les acheteurs pour abandonner une marque.
02
La disponibilité des pièces et la facilité d’entretien priment souvent sur le prix affiché
les installateurs accordent plus d’importance à l’accès rapide aux pièces et à la facilité d’intervention qu’au prix annoncé, car un bâtiment sans chauffage et sans date connue de réapprovisionnement entraîne des coûts considérables.
03
La fiabilité du chauffage par climat froid est le principal frein psychologique
la crainte qu’une unité tout électrique « cesse de fonctionner » lors d’une vague de froid et fasse exploser la facture d’électricité en activant le chauffage d’appoint par résistance.
04
C’est le coût total, et non le prix affiché, qui tranche
la pompe à chaleur coûte un peu plus cher à l’achat. Reste à savoir si les économies d’énergie et les aides compensent cet écart dans le délai de 1-3 ans auquel s’attendent les acheteurs.
La suite de cette page aborde ces quatre difficultés dans l’ordre : performances par climat froid, conception tout électrique ou hybride, résultats éprouvés et coûts. Chaque point est étayé par des données plutôt que par des adjectifs. Les propriétaires qui étudient une rénovation à l’échelle de tout leur parc devraient également consulter le guide DOE sur les rooftops à pompe à chaleur et la gamme de rooftops commerciaux de Koven Air.
Pour Koven Air, le véritable compromis consiste à privilégier la durabilité plutôt qu’une performance moyenne sur une fiche technique. Chaque rooftop est fabriqué en interne sur nos propres lignes de production de précision ; chaque pièce de rechange peut ainsi être reliée à son dossier de fabrication, sans attendre plusieurs mois une commande en souffrance. Éprouvé sur le terrain dans des projets de rénovation tertiaires, des bureaux régionaux de 5 ton aux halls industriels de 40 ton, il répond aux défaillances de batteries et aux problèmes de pièces qui mettent prématurément les unités existantes hors service.
Gamme de rooftops tout électriques à pompe à chaleur Koven : modèles, puissance et caractéristiques
Koven Air fabrique des rooftops monoblocs tout électriques à pompe à chaleur pour les bâtiments tertiaires, industriels et institutionnels. Leur conception repose sur deux priorités directement liées aux difficultés évoquées : la capacité de chauffage par climat froid et la durabilité des batteries et de l’armoire. La gamme comprend des unités commerciales légères intégrant un système DOAS, ainsi que des rooftops à pompe à chaleur de grande puissance atteignant la plage 24-40RT, peu représentée dans l’offre tout électrique à pompe à chaleur des grandes marques américaines.
Caractéristiques représentatives des modèles de rooftops à pompe à chaleur Koven
OPT_SYST : EVI ON
| Caractéristique | DOAS-025HPB (PAC tout électrique) | Pompe à chaleur DX pour grand rooftop |
|---|---|---|
| Puissance frigorifique | 85 kW | 120 kW (34 RT) |
| Puissance calorifique | 92 kW | 135 kW |
| Débit d’air | 12 000 m³/h | 18 000 m³/h |
| Pression statique externe | 350 Pa | 350 Pa |
| Fluide frigorigène | R-32 (GWP 675) | R-410A (ancienne gamme) |
| Compresseur | Compresseur scroll Daikin PM-sync à variateur de fréquence, 10–100 % | Compresseur scroll à variateur de fréquence, 30–100 % |
| Efficacité nominale | IPLV(C) 9.2 · COP 3.6 | Optimisé pour les climats froids |
| Régulation | API Siemens + écran tactile 7″, compatible avec les systèmes de gestion technique du bâtiment | Intégration BMS/BA |
| Filtration | G4 + F7 (PM2.5 ≥ 90 %) | G4 + F7 |
| Niveau sonore | ≤ 62 dB(A) @ 1 m | Compresseur scroll silencieux |
| Limite de chauffage | Injection de vapeur EVI — fonctionnement jusqu’à −30 °C (−22 °F), dégivrage intelligent | |
Pourquoi les choix techniques comptent pour les acheteurs
Conception axée sur la durabilité
Chaque rooftop à pompe à chaleur Koven est doté d’ailettes en aluminium hydrophile et de tubes en cuivre à rainures internes (qui augmentent l’efficacité de l’échange thermique d’environ 15 %), d’une armoire à double paroi isolée et d’une protection anticorrosion par galvanisation à chaud et pulvérisation électrostatique. Ces choix répondent directement aux défaillances dues aux fuites des batteries et à la corrosion de l’armoire, qui mettent prématurément hors service les équipements concurrents. Les unités sont fabriquées sur 23 lignes de précision pour la tôlerie, avec une traçabilité en 400 points et un test de vieillissement de 24 heures avant expédition.
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Cycle frigorifique pour climat froid
La capacité de chauffage par faible température extérieure est assurée par l’injection de vapeur améliorée/économisée (EVI) : un circuit frigorifique secondaire qui sous-refroidit le fluide frigorigène liquide et injecte de la vapeur dans un orifice intermédiaire du compresseur scroll. Cette technique éprouvée et brevetée est décrite dans des demandes récentes, telles que US20230271481A1 (injection simultanée de vapeur et de liquide) et EP4679006A1 (pompe à chaleur rooftop à injection économisée), qui présentent la même architecture associant économiseur et injection que celle utilisée par Koven pour maintenir la capacité lorsque la température extérieure baisse. Des essais évalués par les pairs montrent que l’EVI améliore les performances thermiques par climat froid d’environ 4-6 % par rapport à une pompe à chaleur air-air sans EVI.
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Découvrez toute la gamme — rooftops, systèmes dédiés à l’air neuf et groupes d’eau glacée à pompe à chaleur — ou consultez la courbe COP par climat froid pour découvrir les performances mesurées sur toute la plage de températures.
La différence entre l’ingénierie et un catalogue, c’est de choisir la bonne unité pour chaque besoin : un rooftop à pompe à chaleur surdimensionné ou sous-dimensionné fonctionne par cycles courts ou sollicite excessivement le chauffage par résistance, un risque discret qui fait grimper les coûts d’exploitation pour un projet de 34 ton. Koven Air adapte chaque unité à la charge calculée pour le bâtiment et la teste en interne sur site pendant 24 heures avant l’expédition. Un modèle standard ou une unité conçue selon vos spécifications pour un atelier mécanique, une salle propre ou un entrepôt, dans toutes les puissances de 3 à 34 ton. Nous ne devinons pas : nous fabriquons.
Sources : documentation produit et projets Koven Air (source primaire) ; brevets USPTO/EPO ; étude EVI publiée dans Energy for Sustainable Development (Elsevier).
Performances par climat froid : courbe COP Koven (+7 °C à −30 °C)
La réponse d’emblée : peut-on chauffer par temps froid sans chauffage d’appoint couvrant 100 % des besoins ? Oui. Selon EnergySense de University of Illinois, les pompes à chaleur par climat froid nécessitent un appoint dimensionné, et non couvrant 100 % des besoins, et atteignent un COP supérieur à 1.75 à 5F : elles produisent 175 % de l’énergie qu’elles consomment et dépassent les performances d’une chaudière au gaz efficace à 92 %. Les technologies obsolètes ont laissé croire que « les pompes à chaleur ne fonctionnent pas sous 30F » ; les unités modernes à basse température produisent une quantité importante de chaleur jusqu’à 0F, et nombre d’entre elles fonctionnent à 15-20F avec une baisse de puissance limitée à 30 %.
Rooftops tout électriques ou hybrides bi-énergie : tableau comparatif
Le choix qui distingue le plus clairement les projets de rooftops à pompe à chaleur oppose une solution tout électrique à une solution hybride bi-énergie avec appoint au gaz. La plupart des solutions dites « pour climat froid » proposées par les fabricants historiques — comme les équipements bi-énergie de classe WeatherMaster ou un récent livre blanc de Trane sur l’électrification — intègrent une chaudière au gaz. Le bâtiment scolaire ou l’établissement reste ainsi confortable pendant les journées les plus froides, mais conserve aussi le raccordement au gaz, les émissions de combustion et les contraintes réglementaires associées. La solution tout électrique élimine ces trois éléments, mais exige une capacité de pompe à chaleur réellement adaptée aux basses températures et une alimentation électrique correctement dimensionnée. Voici une comparaison détaillée et transparente des deux options.
Matrice de décision : rooftop à pompe à chaleur tout électrique ou hybride bi-énergie
| Critère | Rooftop à pompe à chaleur Koven tout électrique | Rooftop à pompe à chaleur hybride bi-énergie | Ancien rooftop gaz/électricité |
|---|---|---|---|
| Source principale de chauffage | Pompe à chaleur réversible (EVI) | Pompe à chaleur + chaudière au gaz | Chaudière au gaz uniquement |
| Limite de fonctionnement par climat froid | −30 °C / −22 °F | Gaz sous le point d’équilibre | sans objet (combustion) |
| Appoint / secours | Résistance électrique dimensionnée | Brûleur au gaz | Aucun (gaz comme source principale) |
| Émissions de combustion sur site | Aucune | Réduites (utilisation partielle du gaz) | Totales |
| Infrastructure gaz | Aucune — le raccordement peut être supprimé | Nécessaire | Nécessaire |
| Fluide frigorigène | R-32 (GWP 675) | Variable | R-410A, ancienne gamme |
| Impact sur l’alimentation électrique | Plus important — dimensionnement selon la température de base | Modéré | Le plus faible |
| Gestion du dégivrage | Intelligente, basée sur des capteurs | Le gaz prend le relais pendant le dégivrage | sans objet |
| Éligibilité aux aides | La plus élevée (électrification complète) | Partielle | La plus faible / en voie de suppression |
| Climat le plus adapté | Doux à froid (avec dimensionnement adapté) | Froid extrême / réseau électrique fortement carboné | Remplacement d’équipement existant uniquement |
| Trajectoire de décarbonation | Complète | Transitionnelle | Aucune |
Détails et caractéristiques des infrastructures
Fait intéressant, le surcoût initial de l’équipement d’une pompe à chaleur est modeste, mais les mises à niveau de l’infrastructure électrique constituent souvent le véritable poste de dépense. Un responsable ingénierie chez AAON souligne que l’appoint par résistances électriques peut « doubler l’intensité » par rapport à une pompe à chaleur avec appoint au gaz, ce qui peut imposer des mises à niveau coûteuses du tableau électrique et du raccordement par le fournisseur d’énergie.
C’est précisément là que les performances EVI de Koven Air comptent en contexte commercial : plus la pompe à chaleur peut fournir de capacité avant d’avoir besoin d’un appoint, plus le système de chauffage par résistance et l’intensité qu’il appelle peuvent être réduits, et plus la mise à niveau de l’alimentation électrique peut être limitée.
La modélisation du DOE pour la version tout électrique de l’unité montre clairement que la rentabilité du projet dépend de sa localisation. Elle prévoit des économies sur la facture énergétique d’environ 27 % pour une école à San Francisco, contre près de 25 % dans le Minnesota, principalement selon la charge de chauffage locale, le mix électrique et les tarifs de l’électricité.
Le DOE indique clairement que les bâtiments situés dans des zones où les températures restent durablement sous 20 °F et dont le réseau électrique repose fortement sur les combustibles fossiles peuvent mieux convenir à une unité bi-énergie. Koven vous indiquera si votre zone climatique et votre réseau électrique favorisent cette solution, au lieu de vous vendre à tout prix une solution tout électrique : un rooftop à pompe à chaleur spécifié avec un point d’équilibre inadapté est une mauvaise surprise assurée.
Le guide Better Buildings du DOE sur les rooftops à pompe à chaleur compare ces enjeux côte à côte du point de vue du département de l’Énergie des États-Unis.
Il s’agit d’un choix de conception entre les deux solutions, et non d’un choix de marque ; une erreur coûte cher. Comme la mise à niveau du raccordement électrique, et non l’équipement, est le coût caché qui peut faire exploser le budget d’une conversion de 25-ton, Koven Air dimensionne les résistances d’appoint selon votre zone climatique afin qu’un projet tout électrique n’impose pas de mise à niveau inutile du tableau électrique. Toutes nos recommandations s’appuient sur les mêmes données d’ingénierie et d’essais internes que celles qui étayent la courbe COP. Là où les fournisseurs de catalogue proposent une architecture unique, nous adaptons notre recommandation aux applications commerciales ou institutionnelles de 10-ton à 34-ton.
Sources : guide Better Buildings du DOE sur les rooftops à pompe à chaleur ; ACHR News (commentaire technique d’AAON) ; livre blanc de Trane Technologies sur l’électrification (présentation bi-énergie).
Ventilation intégrée et qualité de l’air intérieur : rooftop à pompe à chaleur + DOAS
Un rooftop à pompe à chaleur ne se contente pas de remplacer la source de chauffage : lorsqu’il est bien conçu, il résout aussi le problème de ventilation créé par un ancien rooftop surdimensionné. Le Koven DOAS-025HPB est un système dédié à l’apport d’air neuf (DOAS) qui dissocie efficacement la ventilation du traitement thermique des locaux. L’appareil peut ainsi humidifier et tempérer 100 % de l’air extérieur conformément aux exigences réglementaires, sans refroidir excessivement le bâtiment.
Ce que permet la conception du DOAS
La ventilation d’abord
– tous les débits d’air neuf sont dimensionnés conformément à la norme ASHRAE 62.1, qui sert de référence pour la conception de la ventilation commerciale.
Puis vient la qualité de l’air
– grâce à un préfiltre G4 et à un filtre fin F7, nous capturons 90 % des PM2.5 présents dans l’air extérieur. La ventilation régulée selon la demande en CO module également l’apport d’air neuf en fonction de la charge d’occupation, au lieu de fonctionner en permanence à plein régime.
L’intérêt d’un dimensionnement adapté
– En dissociant la ventilation de la climatisation, les bâtiments du projet pilote NEEA ont pu réduire la puissance frigorifique installée de 95 tons à 32 tons. Cela évite de gaspiller de l’énergie à refroidir l’air neuf introduit uniquement pour assurer le renouvellement d’air des occupants.
Une humidité maîtrisée en continu
– Le compresseur scroll à variateur PM-sync module sa puissance de 10-100 %, maintenant le point de rosée de l’air soufflé à la valeur souhaitée sans les cycles marche-arrêt incessants des rooftops à un seul étage.
Qualité de l’air intérieur
– La ventilation et la filtration déterminent la qualité de l’air intérieur. Les recommandations de l’EPA sur la qualité de l’air intérieur établissent clairement le lien entre une ventilation saine et la productivité ; le système DOAS est le meilleur moyen pour un rooftop d’y contribuer. Associez le DOAS-025HPB à notre gamme de rooftops à pompe à chaleur pour une solution de ventilation complète auprès d’un fournisseur unique.
La ventilation détermine l’efficacité énergétique d’une rénovation de rooftop
– L’erreur majeure, et la perte d’énergie qui en résulte, consiste à faire passer l’air neuf dans une batterie froide surdimensionnée, ce qui peut gaspiller 30-40 % de la puissance frigorifique. Koven Air résout ce problème avec un DOAS autonome conçu pour cet usage, que nous soumettons à un essai de rodage en même temps que la pompe à chaleur, sur les mêmes lignes de production que nos rooftops. Les établissements médicaux, les salles propres et même un plateau de bureaux de 25-ton peuvent atteindre une température d’air neuf soufflé de 5°C sans refroidissement excessif ni cycles courts. Un rooftop monobloc traditionnel, lui, doit refroidir excessivement l’air pour le déshumidifier.
Sources : norme ASHRAE 62.1 (ventilation assurant une qualité d’air intérieur acceptable) ; programme IAQ de l’U.S. EPA ; spécifications Koven DOAS-025HPB (source primaire) ; données NEEA/RDH sur le dimensionnement adapté.
Normes applicables et règles sur les fluides frigorigènes pour les rooftops commerciaux à pompe à chaleur
| Règle | Objet | Conséquences pour un rooftop à pompe à chaleur |
|---|---|---|
| AHRI 340/360-2022 | Méthode d’évaluation des performances (IEER, EER) | Référence pour tout chiffre d’efficacité publié |
| ASHRAE 90.1 §6.8 | Efficacité minimale de l’équipement (seuil de conception) | Le seuil d’efficacité que l’appareil doit atteindre ou dépasser |
| ASHRAE 62.1 | Ventilation assurant une qualité d’air intérieur acceptable | Référence pour l’air neuf de la variante DOAS |
| 10 CFR 431 Subpart F | Norme fédérale de conservation de l’énergie | Seuil légal d’efficacité pour les équipements commerciaux de chauffage et de climatisation |
| EPA HFC Technology Transitions | Limite de 700 GWP (Jan 1, 2025) | Favorise le passage du R-410A au R-32/R-454B |
| ENERGY STAR Cold Climate v6.1 | ≥70 % de capacité et COP>1.75 à 5 °F | Référence pour le résidentiel et le petit tertiaire ; pas encore d’équivalent pour les rooftops commerciaux (DOE IVHEC 2029) |
Concernant la transition des fluides frigorigènes : la règle Technology Transitions de l’EPA limite à 700 le GWP des nouveaux équipements fixes résidentiels et de petit tertiaire à compter du January 1, 2025. Les équipements commerciaux neufs de plus grande capacité seront soumis à cette règle à des dates ultérieures. Le passage du R-410A (2 088 GWP) au R-32 (675 GWP) et au R-454B (466 GWP) deviendra donc obligatoire pour l’ensemble des nouvelles applications CVC commerciales au cours des prochaines années. Le cadre fédéral est établi dans 10 CFR 431.
Les normes mettent les déclarations excessives à l’épreuve : d’abord auprès des ingénieurs, puis auprès de Google. De nombreuses spécifications de rooftops commerciaux déçoivent les ingénieurs, faute de numéro d’inscription AHRI valide ou parce qu’une valeur de 47°F mesurée par temps doux est présentée, sans fondement, comme une performance en climat froid. Koven Air ne publiera jamais d’inscription qu’elle ne peut justifier. Nous testons, quantifions et certifions nos produits selon la norme AHRI 340/360, et publions l’ensemble des données de performance mesurées, vérifiables grâce à nos essais internes. Alors que d’autres fournisseurs se contentent d’indiquer les performances qu’ils supposent souhaitées, un client du secteur aérospatial ou d’un centre de données ayant besoin d’un seuil de conformité de 25 tons recevra un dossier étayé.
Sources : AHRI 340/360-2022 ; ANSI/ASHRAE 90.1 et 62.1 ; 10 CFR 431 Subpart F (eCFR) ; règle EPA HFC Technology Transitions ; ENERGY STAR.
Outils avancés de calcul et de conception pour les rooftops à pompe à chaleur
Calculateur de retour sur investissement : passage du gaz à l’électricité avec un rooftop à pompe à chaleur
Obtenez une première estimation transparente des économies annuelles et du délai de retour sur investissement simple en remplaçant un rooftop au gaz par un rooftop tout électrique à pompe à chaleur. Ajustez les paramètres selon votre bâtiment.
Calculer le retour sur investissementSélecteur de puissance et de modèle de rooftop à pompe à chaleur
Obtenez un dimensionnement indicatif rapide à partir du type et de la surface du bâtiment. Utilisez-le pour établir une présélection : le choix final doit toujours reposer sur une note de calcul de charge thermique validée.
Sélectionner un modèleRecherche du COP en climat froid et du chauffage d’appoint
Déplacez le curseur jusqu’à une température extérieure pour consulter le COP de chauffage mesuré dans l’échelle COP Koven pour climat froid, le mode de fonctionnement et la probabilité d’activation du chauffage d’appoint dimensionné.
Rechercher le COP![Systèmes HVAC pour salles propres : classes ISO et conception [2026]](https://kovenair.com/wp-content/uploads/2026/07/cleanroom-ahu-pharma-biotech-guide-featured-2-150x150.png)
