JP5831383B2 - 貯湯式給湯機 - Google Patents

Description

本発明は、貯湯式給湯機に関する。

ヒートポンプユニット等の加熱手段により沸き上げた湯を貯留する貯湯タンクと、被加熱物（例えば、浴槽から送られる浴槽水）を加熱するための利用側熱交換器とを備え、貯湯タンクから取り出した湯を熱源水として利用側熱交換器を経由させて貯湯タンクに戻す加熱動作を行うことにより上記被加熱物を加熱可能な貯湯式給湯機が広く用いられている。

そのような貯湯式給湯機において、利用側熱交換器での熱交換を終えて貯湯タンクに戻る戻り熱源水を貯湯タンク内に流入させるための回収口を高さ方向の位置を異ならせて複数設け、各回収口の近傍にそれぞれ貯湯タンク内の湯水の温度を検出するタンク温度センサを配設し、戻り熱源水の配管には戻り熱源水の温度を検出する戻り温度センサを設け、利用側熱交換器からの戻り熱源水を貯湯タンクに戻すに際して、制御手段が、戻り温度センサにより検出される戻り熱源水の温度とタンク温度センサにより検出される貯湯タンク内の湯水の温度分布とに応じて戻り熱源水が複数の回収口を通じて貯湯タンクに回収されるように流量調整弁を制御する技術が提案されている（例えば、特許文献１または特許文献２参照）。

特開２００７−２７１１６３号公報 特開２００９−４７３２１号公報

上記公報に開示された貯湯式給湯機では、貯湯タンク内で戻り熱源水の温度に最も近い高低両側の温度成層に所定の分配比率で戻り熱源水を分配することにより、戻り熱源水が、貯湯タンク上部にある高温水や貯湯タンク下部にある低温水と混ざることをできるだけ避け、高温出湯能力の低下を防止するとともに、沸き上げ運転時のヒートポンプユニットの運転効率を高く維持するようにしている。しかしながら、特許文献１の貯湯式給湯機では、高さ方向の位置が異なる多数の回収口を貯湯タンクに設ける必要があるため、貯湯タンクの構造および配管構成が複雑化する。更に、戻り熱源水の温度を検出するための温度センサを設ける必要もある。このようなことから、上記公報に開示された貯湯式給湯機を実現する場合、製造コストが高いという問題がある。

また、戻り熱源水の温度が、給湯に使用可能な温度に満たない中温の場合には、貯湯タンク内の同じ温度の領域に戻して貯留したとしても、給湯に再利用されずに貯湯タンク内に残存し、効率向上に寄与しない場合が多い。そのような場合には、貯湯タンク内に残存した中温水が次回の沸き上げ運転時にヒートポンプユニットに入水することにより、ヒートポンプユニットの効率の低下を招く。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、被加熱物を加熱するための利用側熱交換器から貯湯タンクに戻る戻り熱源水を貯湯タンク内に回収する回収口の数をできるだけ減らし、且つ、戻り熱源水の温度を検出するための温度センサを不要としながら、湯切れの発生を確実に抑制でき、且つ加熱手段による沸き上げ運転の効率を高く維持することができる貯湯式給湯機を提供することを目的とする。

本発明に係る貯湯式給湯機は、水を加熱して湯を生成可能な加熱手段と、上層側の湯と下層側の水とを積層状態で貯留可能な貯湯タンクと、被加熱物と熱源水とを熱交換させることにより被加熱物を加熱する利用側熱交換器と、貯湯タンクの上部領域から取り出された湯を熱源水として利用側熱交換器に送り、利用側熱交換器を通過した熱源水を貯湯タンクの上部領域に流入させる熱源水上部戻し運転を行う手段と、貯湯タンクの上部領域から取り出された湯を熱源水として利用側熱交換器に送り、利用側熱交換器を通過した熱源水を貯湯タンクの下部領域に流入させる熱源水下部戻し運転を行う手段と、被加熱物を加熱する場合に、要求される加熱能力である要求加熱能力に基づいて、熱源水上部戻し運転および熱源水下部戻し運転の何れかを選択する制御手段と、を備え、被加熱物を加熱する動作を実施するモードとして予め用意された複数の加熱動作モードを選択的に実施可能であり、複数の加熱動作モードの各々に対して要求加熱能力が予め設定されており、制御手段は、複数の加熱動作モードのうちの実施すべき加熱動作モードの要求加熱能力に基づいて、熱源水上部戻し運転および熱源水下部戻し運転の何れかを選択するものである。
また、本発明に係る貯湯式給湯機は、水を加熱して湯を生成可能な加熱手段と、上層側の湯と下層側の水とを積層状態で貯留可能な貯湯タンクと、被加熱物と熱源水とを熱交換させることにより被加熱物を加熱する利用側熱交換器と、貯湯タンクの上部領域から取り出された湯を熱源水として利用側熱交換器に送り、利用側熱交換器を通過した熱源水を貯湯タンクの上部領域に流入させる熱源水上部戻し運転を行う手段と、貯湯タンクの上部領域から取り出された湯を熱源水として利用側熱交換器に送り、利用側熱交換器を通過した熱源水を貯湯タンクの下部領域に流入させる熱源水下部戻し運転を行う手段と、被加熱物を加熱する場合に、要求される加熱能力である要求加熱能力に基づいて、熱源水上部戻し運転および熱源水下部戻し運転の何れかを選択する制御手段と、被加熱物を目標温度まで加熱するために必要な総熱量と、被加熱物の温度を目標温度に昇温するまでの目標時間とに基づいて、要求加熱能力を決定する要求加熱能力決定手段と、を備え、制御手段は、要求加熱能力決定手段により決定された要求加熱能力に基づいて、熱源水上部戻し運転および熱源水下部戻し運転の何れかを選択するものである。
また、本発明に係る貯湯式給湯機は、水を加熱して湯を生成可能な加熱手段と、上層側の湯と下層側の水とを積層状態で貯留可能な貯湯タンクと、被加熱物と熱源水とを熱交換させることにより被加熱物を加熱する利用側熱交換器と、貯湯タンクの上部領域から取り出された湯を熱源水として利用側熱交換器に送り、利用側熱交換器を通過した熱源水を貯湯タンクの上部領域に流入させる熱源水上部戻し運転を行う手段と、貯湯タンクの上部領域から取り出された湯を熱源水として利用側熱交換器に送り、利用側熱交換器を通過した熱源水を貯湯タンクの下部領域に流入させる熱源水下部戻し運転を行う手段と、被加熱物を加熱する場合に、要求される加熱能力である要求加熱能力に基づいて、熱源水上部戻し運転および熱源水下部戻し運転の何れかを選択する制御手段と、熱源水上部戻し運転の実行中に、利用側熱交換器にて発揮されている実際の加熱能力を算出する実加熱能力算出手段と、を備え、制御手段は、熱源水上部戻し運転を実行している場合に、要求加熱能力と実加熱能力算出手段により算出された実際の加熱能力とを比較し、その比較結果に基づいて熱源水下部戻し運転に切り替えるか否かを判断するものである。
また、本発明に係る貯湯式給湯機は、水を加熱して湯を生成可能な加熱手段と、上層側の湯と下層側の水とを積層状態で貯留可能な貯湯タンクと、被加熱物と熱源水とを熱交換させることにより被加熱物を加熱する利用側熱交換器と、貯湯タンクの上部領域から取り出された湯を熱源水として利用側熱交換器に送り、利用側熱交換器を通過した熱源水を貯湯タンクの上部領域に流入させる熱源水上部戻し運転を行う手段と、貯湯タンクの上部領域から取り出された湯を熱源水として利用側熱交換器に送り、利用側熱交換器を通過した熱源水を貯湯タンクの下部領域に流入させる熱源水下部戻し運転を行う手段と、被加熱物を加熱する場合に、要求される加熱能力である要求加熱能力に基づいて、熱源水上部戻し運転および熱源水下部戻し運転の何れかを選択する制御手段と、を備え、熱源水上部戻し運転において利用側熱交換器を通過した熱源水を貯湯タンクに流入させる流入口の位置は、熱源水上部戻し運転において貯湯タンクから熱源水を取り出す流出口の位置より高い位置にあるものである。

本発明によれば、被加熱物を加熱するための利用側熱交換器から貯湯タンクに戻る戻り熱源水を貯湯タンク内に回収する回収口の数をできるだけ減らし、且つ、戻り熱源水の温度を検出するための温度センサを不要としながら、湯切れの発生を確実に抑制でき、且つ加熱手段による沸き上げ運転の効率を高く維持することが可能となる。特に、戻り熱源水の温度が給湯に利用可能な温度に満たない中温の場合にも、上部戻し加熱運転を実施することにより、戻り熱源水を貯湯タンク上部の高温の湯と混合して給湯に利用可能な温度以上にすることができるので、戻り熱源水の熱を給湯に有効に再利用でき、且つ、貯湯タンク下部の中温水の量を増加させないため、加熱手段による沸き上げ運転の効率を高く維持することが可能となる。

本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機を示す構成図である。 本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機における沸き上げ運転時の回路構成図である。 本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機における熱源水上部戻し運転による浴槽加熱動作時の回路構成図である。 本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機における熱源水下部戻し運転による浴槽加熱動作時の回路構成図である。 本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機の制御動作を示すフローチャートである。 自動保温モード、第１追い焚きモード、第２追い焚きモードの各々に対して設定された要求加熱能力の値を示す表である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機を示す構成図である。図１に示すように、本実施形態の貯湯式給湯機１００は、貯湯タンクユニット１と、ヒートポンプサイクルを利用するように構成されたヒートポンプユニット６０とを備えている。貯湯タンクユニット１と、ヒートポンプユニット６０とは、ヒートポンプ入口配管４１とヒートポンプ出口配管４２と図示しない電気配線とを介して接続されている。また、貯湯タンクユニット１には、制御部７０（制御手段）が内蔵されている。貯湯タンクユニット１およびヒートポンプユニット６０が備える各種の弁類、ポンプ類等の作動は、これらと電気的に接続された制御部７０により制御される。制御部７０は、例えば浴室や台所に設置されるリモコン装置等のユーザーインターフェース装置と相互に通信可能に接続される。以下、貯湯式給湯機１００の各構成要素について説明する。

ヒートポンプユニット６０は、貯湯タンクユニット１から導かれた水を加熱する（沸き上げる）ための加熱手段として機能するものである。ヒートポンプユニット６０は、圧縮機６１、沸き上げ用熱交換器６２、膨張弁６３および空気熱交換器６４を冷媒循環配管６５にて環状に接続し、冷凍サイクル（ヒートポンプサイクル）を構成している。沸き上げ用熱交換器６２は、ヒートポンプサイクルを構成する冷媒循環配管６５を流れる冷媒と貯湯タンクユニット１から導かれた水との間で熱交換を行うためのものである。ヒートポンプ出口温度センサ６６は、沸き上げ用熱交換器６２で加熱されて生成された高温水の温度を検出する温度センサであり、ヒートポンプ出口配管４２に設けられている。ヒートポンプユニット６０で高温水を得るためには、ヒートポンプサイクルは、冷媒として二酸化炭素を用い、臨界圧を越える圧力で運転することが好ましい。

貯湯タンクユニット１には、以下の各種部品や配管などが内蔵されている。貯湯タンク１０は、湯水を貯留するためのものである。貯湯タンク１０の下部に設けられた給水口１４には、水道等の外部の水源からの水を供給するための給水配管２が減圧弁（図示省略）を介して接続されている。貯湯タンク１０の上部に設けられた第一上部口１５には、第二のタンク上部配管４４が接続されている。貯湯タンク１０内に貯留した湯を給湯機外部へ供給するための給湯配管３は、第２のタンク上部配管４４から分岐して設けられている。給湯配管３は、例えば蛇口、シャワー、浴槽５０等の給湯先へ供給される湯が通る配管である。給湯先で湯が使用される際には、貯湯タンク１０内に貯えられた湯が、第一上部口１５から取り出され、給湯配管３を通って、給湯先へ送られる。また、貯湯タンクユニット１内には、貯湯タンク１０から給湯配管３へ導出された高温水と、給水配管２から分岐した給水分岐管（図示省略）から供給される低温水とを混合することによって給湯温度を調節するための混合弁（図示省略）が更に設けられていても良い。その場合、浴槽５０へ給湯するための湯張り用混合弁と、シャワーや蛇口等へ給湯するための一般給湯用混合弁とが設けられていても良い。

ヒートポンプユニット６０を用いて加熱されて生成された湯（高温水）が第一上部口１５から貯湯タンク１０内に流入し、給水配管２からの低温水が給水口１４から貯湯タンク１０内に流入することにより、貯湯タンク１０内には、上層側が高温で下層側が低温となるように温度成層が形成されて湯水を貯留可能になっている。貯湯タンク１０の表面には、貯湯タンク１０内の湯水の温度分布を検出するため、複数の貯湯温度センサ１１，１２が互いに異なる高さ位置に取り付けられている。図示の構成では、２個の貯湯温度センサ１１，１２を設けているが、３個以上としてもよい。これらの貯湯温度センサ１１，１２は、それぞれ、貯湯タンク１０内の所定の高さ位置での湯水の温度を検出する。制御部７０は、これらの貯湯温度センサ１１，１２により取得された貯湯タンク１０内の高さ方向の温度分布に基づいて、貯湯タンク１０内の貯湯量（蓄熱量）を算出することができ、その貯湯量に基づいて、ヒートポンプユニット６０による貯湯タンク１０内の湯水の沸き上げ運転の開始および停止などが制御される。

また、貯湯タンクユニット１内には、循環ポンプ２１および利用側熱交換器２２が内蔵されている。循環ポンプ２１は、各種配管に湯水を循環させるためのポンプである。利用側熱交換器２２は、貯湯タンク１０あるいはヒートポンプユニット６０から供給される湯を熱源水とし、この熱源水と被加熱物とを熱交換させることにより被加熱物を加熱するための熱交換器である。浴槽水循環回路５１は、浴槽５０から導出した湯水（浴槽水）を、利用側熱交換器２２を経由させて、浴槽５０に戻すように配設されている。浴槽水循環回路５１の途中には、浴槽水を循環させるための二次側循環ポンプ５２と、浴槽５０から出て利用側熱交換器２２に向かう浴槽水の温度を検出する浴槽出口側温度センサ５３と、利用側熱交換器２２から出て浴槽５０に向かう浴槽水の温度を検出する浴槽入口側温度センサ５４とが設置されている。このように、本実施形態では、利用側熱交換器２２の二次側の構成として、浴槽５０内の浴槽水を循環させる浴槽水循環回路５１を備え、利用側熱交換器２２にて浴槽水を加熱するものを例に説明するが、本発明における利用側熱交換器は、浴槽水以外の被加熱物（例えば、暖房用循環水など）を加熱するものであってもよい。

次に、貯湯タンクユニット１が備える弁類および配管類について説明する。貯湯タンクユニット１は、第一の三方弁３１（第一の流路切替手段）と、第二の三方弁３２（第二の流路切替手段）と、四方弁３３（第三の流路切替手段）とを有している。第一の三方弁３１および第二の三方弁３２は、それぞれ、湯水が流入する２つの入口（ａポート、ｂポート）と、湯水が流出する１つの出口（ｃポート）とを有する流路切替手段であり、ａポートもしくはｂポートのどちらかから湯水が流入するように湯水の経路を切り替え可能に構成されている。四方弁３３は、湯水が流入する２つの入口（ｂポート、ｃポート）と、湯水が流出する２つの出口（ａポート、ｄポート）とを有する流路切替手段であり、３つの経路、すなわち、ｂ−ａ経路、ｂ−ｄ経路、ｃ−ｄ経路の間で流路形態を切り替え可能に構成されている。

また、貯湯タンクユニット１は、タンク下部配管４０、第一のタンク上部配管４３、第二のタンク上部配管４４、下部戻し配管４５、利用側熱交換器一次側入口配管４６、利用側熱交換器一次側出口配管４７、バイパス配管４８および上部戻し配管４９を有している。

タンク下部配管４０は、貯湯タンク１０の下部に設けられた第一下部口１６と、第一の三方弁３１のａポートとを接続する流路である。ヒートポンプ入口配管４１は、第一の三方弁３１のｃポートとヒートポンプユニット６０の入口側（入水口）とを接続する流路である。ヒートポンプ出口配管４２は、ヒートポンプユニット６０の出口側（出湯口）と、四方弁３３のｃポートとを接続する流路である。第一のタンク上部配管４３は、貯湯タンク１０の上部領域（中間より上側の領域）に設けられた第二上部口１８と、第二の三方弁３２のａポートとを接続する流路である。第二のタンク上部配管４４は、貯湯タンク１０の第一上部口１５と、第二の三方弁３２のｂポートとを接続する流路である。下部戻し配管４５は、四方弁３３のａポートと貯湯タンク１０の下部領域（中間より下側の領域）に設けられた第二下部口１７とを接続する流路である。利用側熱交換器一次側入口配管４６は、第二の三方弁３２のｃポートと、利用側熱交換器２２の一次側入口とを接続する流路である。利用側熱交換器一次側出口配管４７は、利用側熱交換器２２の一次側出口と、第一の三方弁３１のｂポートとを接続する流路である。バイパス配管４８は、循環ポンプ２１の下流側のヒートポンプ入口配管４１から分岐して延び、四方弁３３のｂポートに接続される流路である。上部戻し配管４９は、第二のタンク上部配管４４の途中に設けられた熱源側流路接続部３４から分岐して延び、四方弁３３のｄポートに接続される流路である。

本実施形態では、貯湯タンク１０は、円筒状に形成された胴部と、略椀状に形成された頂部と、略椀状に形成された底部とを有しており、第一上部口１５および第二上部口１８は貯湯タンク１０の頂部領域に設けられ、第一下部口１６、第二下部口１７および給水口１４は底部領域に設けられている。

本実施形態の貯湯式給湯機１００では、以下の図２乃至図４に示す運転状態に応じて、上記第一の三方弁３１を制御して、次の第一および第二の２つの流路形態の間を切り替えて使用するようになっている。より具体的には、上記第一の三方弁３１により選択可能な「第一流路形態」とは、タンク下部配管４０をヒートポンプ入口配管４１に連通させる流路形態（ａ−ｃ経路）である。「第二流路形態」とは、利用側熱交換器一次側出口配管４７をヒートポンプ入口配管４１に連通させる流路形態（ｂ−ｃ経路）である。

また、本実施形態の貯湯式給湯機１００では、以下の図２乃至図４に示す運転状態に応じて、上記第二の三方弁３２を制御して、次の第一および第二の２つの流路形態の間を切り替えて使用するようになっている。より具体的には、上記第二の三方弁３２により選択可能な「第一流路形態」とは、第一のタンク上部配管４３を利用側熱交換器一次側入口配管４６に連通させる流路形態（ａ−ｃ経路）である。「第二流路形態」とは、第二のタンク上部配管４４を利用側熱交換器一次側入口配管４６に連通させる流路形態（ｂ−ｃ経路）である。

更に、本実施形態の貯湯式給湯機１００では、以下の図２乃至図４に示す運転状態に応じて、上記四方弁３３を制御して、次の第一、第二、第三の３つの流路形態の間を切り替えて使用するようになっている。より具体的には、四方弁３３により選択可能な「第一流路形態」とは、ヒートポンプ出口配管４２を上部戻し配管４９に連通させる流路形態（ｃ−ｄ経路）である。「第二流路形態」とは、バイパス配管４８を上部戻し配管４９に連通させる流路形態（ｂ−ｄ経路）である。「第三流路形態」とは、バイパス配管４８を下部戻し配管４５に連通させる流路形態（ｂ−ａ経路）である。

図２は、本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機１００における沸き上げ運転時の回路構成図である。沸き上げ運転（貯湯運転）とは、ヒートポンプユニット６０を利用して貯湯タンク１０内の水を沸き上げて湯とすることにより貯湯タンク１０内の貯湯量（蓄熱量）を増加させる運転である。この沸き上げ運転時には、第一の三方弁３１は、ａポートとｃポートとが連通し、ｂポートが閉状態となるように（すなわち、第一の三方弁３１の上記第一流路形態が選択されるように）制御される。これにより、タンク下部配管４０とヒートポンプ入口配管４１とが連通するとともに、利用側熱交換器一次側出口配管４７側を閉として利用側熱交換器２２からの流路が遮断される。また、沸き上げ運転時には、四方弁３３は、ｃポートとｄポートとが連通し、ａポートとｂポートとが閉状態となるように（すなわち、四方弁３３の上記第一流路形態が選択されるように）制御される。これにより、ヒートポンプ出口配管４２と上部戻し配管４９とが連通するとともに、下部戻し配管４５およびバイパス配管４８側を閉として貯湯タンク１０の第二下部口１７への流路が遮断される。

沸き上げ運転は、上記のように第一の三方弁３１および四方弁３３が制御されることにより、タンク下部配管４０、ヒートポンプ入口配管４１、ヒートポンプ出口配管４２、上部戻し配管４９および第二のタンク上部配管４４によって沸き上げ回路が形成された状態で、循環ポンプ２１およびヒートポンプユニット６０を稼動させることにより実行される。その結果、貯湯タンク１０の第一下部口１６から流出する低温水は、タンク下部配管４０、第一の三方弁３１、循環ポンプ２１およびヒートポンプ入口配管４１を経由してヒートポンプユニット６０に導かれ、沸き上げ用熱交換器６２において加熱された後、高温水となってヒートポンプ出口配管４２、四方弁３３、上部戻し配管４９および第二のタンク上部配管４４を経由して、貯湯タンク１０の第一上部口１５から貯湯タンク１０内に流入し貯えられる。このような沸き上げ運転が実行されることで、貯湯タンク１０の内部では、上層部から高温水が貯えられていき、この高温水層が徐々に厚くなっていき、貯湯温度センサにより把握される貯湯タンク１０内の貯湯量（蓄熱量）が所定量を超えると、沸き上げ運転が停止される。

図３は、本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機１００における熱源水上部戻し運転による浴槽加熱動作時の回路構成図である。熱源水上部戻し運転とは、貯湯タンク１０の第二上部口１８から取り出した湯を熱源水として利用側熱交換器２２に送って浴槽水と熱交換し、熱交換後の熱源水を第一上部口１５から貯湯タンク１０に流入させて、浴槽水の加熱を実施する運転である。この熱源水上部戻し運転時には、第二の三方弁３２は、ａポートとｃポートとが連通し、ｂポートが閉状態となるように（すなわち、第二の三方弁３２の上記第一流路形態が選択されるように）制御される。これにより、第一のタンク上部配管４３と利用側熱交換器一次側入口配管４６とが連通するとともに、第二のタンク上部配管４４側を閉として貯湯タンク１０の第一上部口１５からの流路が遮断される。また、第一の三方弁３１は、ｂポートとｃポートとが連通し、ａポートが閉状態となるように（すなわち、第一の三方弁３１の上記第二流路形態が選択されるように）制御される。これにより、利用側熱交換器一次側出口配管４７とヒートポンプ入口配管４１とが連通するとともに、タンク下部配管４０側を閉として貯湯タンク１０の第一下部口１６からの流路が遮断される。更に、四方弁３３は、ｂポートとｄポートとが連通し、ａポートとｃポートが閉状態となるように（すなわち、四方弁３３の上記第二流路形態が選択されるように）制御される。これにより、バイパス配管４８と上部戻し配管４９とが連通するとともに、ヒートポンプ出口配管４２および下部戻し配管４５側を閉として沸き上げ用熱交換器６２からの流路および貯湯タンク１０の第二下部口１７への流路が遮断される。

熱源水上部戻し運転は、上記のように第一の三方弁３１、第二の三方弁３２および四方弁３３が制御された状態で、循環ポンプ２１を稼動させることにより実行される。その結果、貯湯タンク１０の第二上部口１８から流出する熱源水は、第一のタンク上部配管４３、第二の三方弁３２、利用側熱交換器一次側入口配管４６を経由して利用側熱交換器２２に導かれ、浴槽水と熱交換され中温水（浴槽水と熱交換して温度が低下した水）となる。この中温水となった熱源水は、利用側熱交換器一次側出口配管４７、第一の三方弁３１、ヒートポンプ入口配管４１、バイパス配管４８、四方弁３３、上部戻し配管４９、第二のタンク上部配管４４を経由して第一上部口１５から貯湯タンク１０に流入する。一方、浴槽５０側の経路では、二次側循環ポンプ５２を稼動させることで、浴槽５０に張られた湯水が浴槽水循環回路５１内を循環する。その結果、利用側熱交換器２２の一次側を流れる熱源水の熱が、利用側熱交換器２２の二次側を流れる浴槽水に伝達し、浴槽５０内に張られた湯水が温められる。

熱源水上部戻し運転では、貯湯タンク１０の下部領域に中温の熱源水を流入させないため、貯湯タンク１０の下部領域に貯留された低温水の温度を上昇させることがなく、沸き上げ運転の際にヒートポンプユニット６０への入水温度を低く維持することが可能となり、沸き上げ運転の効率を高く維持することができる。また、熱源水上部戻し運転では、利用側熱交換器２２から戻る中温の熱源水は、第一上部口１５から貯湯タンク１０に流入し、貯湯タンク１０の上部領域に貯留された湯に混合する。利用側熱交換器２２から戻る中温の熱源水は、給湯に利用可能な温度（例えば４５℃）より温度が低い場合であっても、給水配管２から供給される低温水よりは温度が十分に高く、熱量を有している。熱源水上部戻し運転を実施した場合には、利用側熱交換器２２から戻る中温の熱源水が貯湯タンク１０の上部領域に貯留された高温の湯に混合し、その混合した湯は、給湯に利用可能な温度以上になるので、給湯配管３から給湯先へ給湯可能となる。このように、熱源水上部戻し運転によれば、利用側熱交換器２２から戻る中温の熱源水が持つ熱量を給湯先への給湯に有効に再利用することが可能となるので、エネルギー使用効率を向上することができる。しかしながら、熱源水上部戻し運転では、貯湯タンク１０の上部領域に貯留された湯の温度を低下させることとなるため、利用側熱交換器２２の一次側を流れる熱源水の温度を低下させ、利用側熱交換器２２の二次側を流れる浴槽水に熱を伝達する能力（加熱能力）の低下を引き起こしてしまう。

なお、本実施形態の貯湯式給湯機１００では、貯湯タンク１０の第一上部口１５が、熱源水上部戻し運転での熱源水や沸き上げ運転での高温水を貯湯タンク１０に流入させる流入口としての用途と、給湯先に供給される湯を取り出す流出口としての用途とに兼用されるので、貯湯タンク１０に設ける湯水の出入り口の数を減らすことができ、構造の簡素化が図れる。

図４は、本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機１００における熱源水下部戻し運転による浴槽加熱動作時の回路構成図である。熱源水下部戻し運転とは、貯湯タンク１０の第一上部口１５から取り出した湯を熱源水として利用側熱交換器２２に送って浴槽水と熱交換し、熱交換後の熱源水を第二下部口１７から貯湯タンク１０に流入させて、浴槽水の加熱を実施する運転である。この熱源水下部戻し運転時には、第二の三方弁３２は、ｂポートとｃポートとが連通し、ａポートが閉状態となるように（すなわち、第二の三方弁３２の上記第二流路形態が選択されるように）制御される。これにより、第二のタンク上部配管４４と利用側熱交換器一次側入口配管４６とが連通するとともに、第一のタンク上部配管４３側を閉として貯湯タンク１０の第二上部口１８からの流路が遮断される。また、第一の三方弁３１は、ｂポートとｃポートとが連通し、ａポートが閉状態となるように（すなわち、第一の三方弁３１の上記第二流路形態が選択されるように）制御される。これにより、利用側熱交換器一次側出口配管４７とヒートポンプ入口配管４１とが連通するとともに、タンク下部配管４０側を閉として貯湯タンク１０の第一下部口１６からの流路が遮断される。更に、四方弁３３は、ａポートとｂポートとが連通し、ｃポートとｄポートが閉状態となるように（すなわち、四方弁３３の上記第三流路形態が選択されるように）制御される。これにより、バイパス配管４８と下部戻し配管４５とが連通するとともに、ヒートポンプ出口配管４２および上部戻し配管４９側を閉として沸き上げ用熱交換器６２からの流路および貯湯タンク１０の第一上部口１５への流路が遮断される。

熱源水下部戻し運転は、上記のように第一の三方弁３１、第二の三方弁３２および四方弁３３が制御された状態で、循環ポンプ２１を稼動させることにより実行される。その結果、貯湯タンク１０の第一上部口１５から流出する熱源水は、第二のタンク上部配管４４、第二の三方弁３２、利用側熱交換器一次側入口配管４６を経由して利用側熱交換器２２に導かれ、浴槽水と熱交換され中温水（浴槽水と熱交換して温度が低下した水）となる。この中温水となった熱源水は、利用側熱交換器一次側出口配管４７、第一の三方弁３１、ヒートポンプ入口配管４１、バイパス配管４８、四方弁３３、下部戻し配管４５を経由して第二下部口１７から貯湯タンク１０に流入する。一方、浴槽５０側の経路の運転は、前述と同様である。

熱源水下部戻し運転では、貯湯タンク１０の下部領域に中温の熱源水を流入させるため、熱源水上部戻し運転を行った後と比べると、沸き上げ運転の際にヒートポンプユニット６０への入水温度が高くなり運転効率が低くなる。しかしながら、熱源水下部戻し運転では、貯湯タンク１０の上部領域に貯留された湯の温度を低下させることはないため、利用側熱交換器２２の一次側を流れる熱源水の温度を維持し、加熱能力の低下を引き起こすことなく利用側熱交換器２２の二次側を流れる浴槽水に熱を伝達することが可能となる。

本実施形態の貯湯式給湯機１００では、１つの循環ポンプ２１を、上述した沸き上げ運転、熱源水上部戻し運転、熱源水下部戻し運転で共通に使用することを可能としているため、必要なポンプの数を削減でき、機器の小型化やコスト低減を図ることができる。

また、本実施形態の貯湯式給湯機１００では、貯湯タンク１０に熱源水を流入させるための回収口を３個以上設ける必要がなく、貯湯タンク１０に形成する湯水の出入り口の数を減らすことができるので、製造コストを低減することができる。

また、本実施形態の貯湯式給湯機１００では、熱源水上部戻し運転時に熱交換後の熱源水を貯湯タンク１０内に流入させる流入口となる第一上部口１５が、熱源水上部戻し運転時に貯湯タンク１０内から熱源水を取り出す流出口となる第二上部口１８より高い位置にあることにより、以下のような利点がある。湯水は、温度が低いほど密度が大きくなる性質を有している。熱源水上部戻し運転時に第二上部口１８から取り出された熱源水は、利用側熱交換器２２で熱交換して温度低下することにより密度が増大した後、第一上部口１５から貯湯タンク１０内に流入する。このため、第一上部口１５を第二上部口１８より高い位置にすることにより、熱源水上部戻し運転時に、第一上部口１５から流入した熱源水（中温水）が密度差によって下方に拡散しながら、貯湯タンク１０内の高温の湯と十分に混合され、給湯に利用可能な温度以上になる。これにより、第一上部口１５から流入した熱源水が、貯湯タンク１０内の湯と混ざらずに中温水層を形成してしまうことを確実に防止することができる。このため、熱源水上部戻し運転時に利用側熱交換器２２から戻った中温の熱源水を、給湯に好適に再利用することができる。

本実施形態の貯湯式給湯機１００は、浴槽５０に湯水を張る際の温度と湯量とをユーザーが任意に設定可能な湯張り温度設定手段および湯張り湯量設定手段と、湯張り温度設定手段および湯張り湯量設定手段によって設定された温度と湯量とで自動で浴槽５０に湯水を張る自動湯張りを実施する機能と、ユーザーが任意のときに自動湯張りを実施させることが可能な自動湯張り操作手段と、自動湯張りによって浴槽５０に湯水が張られてから所定時間の間、浴槽５０に張られた湯水（浴槽水）の温度を所定の温度に保つために自動で浴槽加熱動作を行う自動保温モード（第一の加熱動作モード）を実施する機能と、浴槽５０に張られた湯水を上記湯張り温度設定手段によって設定された温度（以下、「浴槽設定温度」と称する）まで昇温する第１追い焚きモード（第二の加熱動作モード）を実施する機能と、ユーザーが任意のときに第１追い焚きモードを実施させることが可能な第１追い焚き操作手段と、第１追い焚きモードより循環ポンプ２１の回転数を高くすることで高い加熱能力を有するように設定された第２追い焚きモード（第三の加熱動作モード）を実施する機能と、ユーザーが任意のときに第２追い焚きモードを実施させることが可能な第２追い焚き操作手段と、を備えている。ユーザーは、例えば浴室や台所に設置されるリモコン装置等のユーザーインターフェース装置を用いて、上述した浴槽５０の温度および湯量を設定したり、自動湯張り、第１追い焚きモード、第２追い焚きモードの実施を指令したりすることができる。

次に、本実施形態の貯湯式給湯機１００の動作を図５に基づいて説明する。図５は、本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機１００の制御動作を示すフローチャートである。

ここでは、前提状態として、浴槽５０に湯水が張られた状態を考える。一般的な具体例としては、ユーザーが任意に湯張り温度設定手段および湯張り湯量設定手段による設定をした上で自動湯張り操作手段を操作することで、本貯湯式給湯機１００が自動湯張りを実行し、入浴できるだけの湯水が張られた状態が挙げられる。この状態から、入浴者が入浴したり、時間が経過すると、浴槽５０内の湯水は入浴者や外気に熱を奪われて温度が低下する。以降、次の入浴者が入浴しようとした場合、浴槽温度の低下程度によっては再度加熱する必要がある。

本実施形態の貯湯式給湯機１００は、前述したように、低下した浴槽温度を昇温するための追い焚きモードを実施する機能と、浴槽温度が大きく低下する前に自動で浴槽水を加熱する自動保温モードを実施する機能とを備えている。特に、本実施形態の貯湯式給湯機１００では、低下した浴槽温度を昇温する場合に、浴槽温度の低下程度によって使い分けられるよう、追い焚きモードとして、通常の追い焚きモードである第１追い焚きモードと、加熱能力（利用側熱交換器２２における浴槽水に対する時間当たりの加熱量）を第１追い焚きモードより高くする第２追い焚きモードとの何れかをユーザーが選択することができる。ユーザーは、通常の追い焚きを希望する場合には、第１追い焚きモードを選択する。これに対し、浴槽温度の低下幅が大きい（例えば浴槽設定温度より１０℃低い）場合や、浴槽設定温度まで昇温する時間を短くしたい場合のように、高い加熱能力が必要になる場合には、ユーザーは、第２追い焚きモードを選択する。逆に、浴槽温度の低下幅が小さい（例えば浴槽設定温度より１℃低い）場合のように、加熱能力が低くて良い場合もある。例えば、自動保温モードの場合には、定期的に二次側循環ポンプ５２を稼動させて浴槽出口側温度センサ５３により現在の浴槽温度を検出し、浴槽設定温度に対する低下幅が所定温度を超えた場合には自動で浴槽加熱動作を行うので、浴槽温度の低下幅は小さい。このため、自動保温モードでは、加熱能力は低くて良い。

上述した事項に鑑みて、本実施形態の貯湯式給湯機１００では、自動保温モード、第１追い焚きモード、第２追い焚きモードの各々に対して予め要求加熱能力（利用側熱交換器２２にて必要とされる時間当たりの加熱量）が設定されており、制御部７０に記憶されている。図６は、自動保温モード、第１追い焚きモード、第２追い焚きモードの各々に対して設定された要求加熱能力の値を示す表である。図６に示すように、本実施形態では、自動保温モードの要求加熱能力を１．５ｋＷに、第１追い焚きモードの要求加熱能力を５ｋＷに、第２追い焚きモードの要求加熱能力を１５ｋＷに、それぞれ設定している。なお、本実施形態では、自動保温モード、第１追い焚きモードおよび第２追い焚きモードの３つの加熱動作モードを選択的に実施可能としているが、加熱動作モードの数は３つに限定されるものではなく、２つまたは４つ以上の加熱動作モードを選択的に実施可能としてもよい。

制御部７０は、熱源水上部戻し運転あるいは熱源水下部戻し運転の実行中、循環ポンプ２１あるいは二次側循環ポンプ５２の揚程を、その駆動回転数により調整することで、加熱能力を制御することができる。

以下、図５に基づいて、制御部７０が実行する制御動作について説明する。制御部７０は、まず、浴槽加熱動作を開始するか否かの判断を行う（ステップＳ２０１）。このステップ２０１では、自動保温モードが実施中である場合には、まず、二次側循環ポンプ５２を駆動し、浴槽水を循環させて浴槽出口側温度センサ５３により現在の浴槽温度を検出し、現在の浴槽温度が湯張り温度設定手段で設定された浴槽設定温度より所定温度以上低い場合には、浴槽加熱動作の開始を決定し、ステップＳ２０２に移行する。なお、ステップ２０１では、ユーザーから第１追い焚きモードまたは第２追い焚きモードの実施指令を受けた場合には、現在の浴槽温度を検出する動作を省略して浴槽加熱動作の開始を決定し、ステップＳ２０２に移行してもよい。

ステップＳ２０２では、制御部７０は、熱源水上部戻し運転と熱源水下部戻し運転との何れかを選択する手順を行う（ステップＳ２０２）。前述した通り、熱源水上部戻し運転の方が熱源水下部戻し運転と比べて沸き上げ運転時のヒートポンプユニット６０の効率を高く維持できる。しかしながら、熱源水上部戻し運転では、中温の熱源水が貯湯タンク１０の上部に流入することにより、貯湯タンク１０の上部の貯湯温度が低下するため、熱源水下部戻し運転に比べて、加熱能力が低い傾向にある。また、貯湯タンク１０の上部の貯湯温度が大きく低下することを避けるためには、熱源水上部戻し運転の加熱能力を高くし過ぎないことが望ましい。

上記の事項に鑑み、本実施形態では、熱源水上部戻し運転の加熱能力の上限とする閾値（以下、「熱源水上部戻し運転閾値」と称する）を設定する。熱源水上部戻し運転の加熱能力は、循環ポンプ２１の揚程と熱源水上部戻し運転時の流路の圧力損失とから決まる熱源水循環流量Ｑｈと、貯湯タンク１０の第二上部口１８から流出する熱源水の温度と、二次側循環ポンプ５２の揚程と二次側流路の圧力損失とから決まる浴槽水循環流量Ｑｃと、浴槽５０から引き込まれる浴槽水の温度と、利用側熱交換器２２の熱交換効率とに基づいて、算出することができる。このようにして算出される熱源水上部戻し運転の加熱能力の値以下の値を熱源水上部戻し運転閾値として定める。熱源水上部戻し運転閾値は、設計時に設定して制御部７０に予め記憶しておいても良いし、あるいは貯湯温度センサ１１および浴槽出口側温度センサ５３により検出される現在の温度に基づいて算出した熱源水上部戻し運転の加熱能力に応じて設定しても良い。以下の説明では、熱源水上部戻し運転閾値が例えば２ｋＷに設定されているものとする。

ステップＳ２０２では、上述した熱源水上部戻し運転閾値と、要求加熱能力とを比較し、要求加熱能力が熱源水上部戻し運転閾値を超える場合には、熱源水上部戻し運転では必要な加熱能力を出力できないと判断し、熱源水下部戻し運転を選択して実施する（ステップＳ２０５）。例えば、ユーザーから第１追い焚きモードの実施指令を受けている場合には、第１追い焚きモードの要求加熱能力（５ｋＷ）は熱源水上部戻し運転閾値（２ｋＷ）を超えているため、熱源水下部戻し運転を選択して実施する。同様に、ユーザーから第２追い焚きモードの実施指令を受けている場合には、第２追い焚きモードの要求加熱能力（１５ｋＷ）は熱源水上部戻し運転閾値（２ｋＷ）を超えているため、熱源水下部戻し運転を選択して実施する。

一方、自動保温モードの実施中である場合には、その要求加熱能力（１．５ｋＷ）は、熱源水上部戻し運転閾値（２ｋＷ）以下となる。このように、ステップＳ２０２で、要求加熱能力が熱源水上部戻し運転閾値以下である場合には、加熱能力の面からは熱源水上部戻し運転で対応可能である。本実施形態では、この場合には、熱源水上部戻し運転が可能かどうかの判定に進む（ステップＳ２０３）。「熱源水上部戻し運転が可能である」とは、例えば「貯湯タンク１０の上部の貯湯温度（貯湯温度センサ１１の検出温度）が、浴槽出口側温度センサ５３の検出温度に対して十分に高いか」が判断条件となり得る。ステップＳ２０３で熱源水上部戻し運転が可能であると判定した場合は、熱源水上部戻し運転を選択して実施する（ステップＳ２０４）。これに対し、ステップＳ２０３で熱源水上部戻し運転が可能でないと判定した場合は、熱源水下部戻し運転を選択して実施する（ステップＳ２０５）。ただし、本発明では、上記ステップＳ２０３の判定を省略して、熱源水上部戻し運転を選択してもよい。

以上説明した本実施形態の貯湯式給湯機１００によれば、要求加熱能力が熱源水上部戻し運転閾値以下である場合には、熱源水上部戻し運転を選択できるので、利用側熱交換器２２から貯湯タンク１０に戻る熱源水の温度が給湯に利用可能な温度に満たない中温の場合にも、その熱源水を貯湯タンク１０の上部の高温の湯に混合して給湯に利用可能な温度以上にすることにより、利用側熱交換器２２から戻った熱源水が持つ熱量を有効に再利用することができる。また、熱源水上部戻し運転によれば、貯湯タンク１０の下部領域に貯留された低温水の温度を上昇させることがなく、沸き上げ運転の際にヒートポンプユニット６０への入水温度を低く維持することが可能となり、沸き上げ運転の効率を高く維持することができる。また、本実施形態によれば、要求加熱能力が熱源水上部戻し運転閾値を超える場合には、加熱能力の高い熱源水下部戻し運転を選択できるので、要求される加熱能力を確実に満足させることができる。また、本実施形態によれば、高い加熱能力が必要とされる場合には、熱源水上部戻し運転を避けることができるので、大量の中温水が貯湯タンク１０の上部に流入することを確実に回避することができ、貯湯タンク１０の上部の貯湯温度が給湯に利用可能な温度以下にまで低下すること（すなわち湯切れ）を確実に防止することができる。

なお、上述した実施の形態では、自動保温モード、第１追い焚きモードおよび第２追い焚きモードの各加熱動作モード毎に要求加熱能力が予め設定されているものとして説明したが、本発明では、加熱前の被加熱物（浴槽水）の温度等に基づいて、制御部７０にて要求加熱能力を決定するようにしてもよい。すなわち、加熱前の被加熱物の温度が低い場合ほど、高い加熱能力が必要になると考えられるため、加熱前の被加熱物の温度（本実施形態では、浴槽出口側温度センサ５３の検出温度）が低いほど要求加熱能力が高くなるように、制御部７０にて要求加熱能力を決定することにより、要求加熱能力を適切に設定することができる。

制御部７０にて要求加熱能力を決定する場合、以下のようにして、要求加熱能力をより高精度に算出するようにしても良い。要求加熱能力は、被加熱物を目標温度まで加熱するために必要な総熱量を、被加熱物の温度を目標温度に昇温するまでの目標時間で除することにより、算出することができる。ここでは、湯張り温度設定手段で設定された浴槽設定温度（目標温度）をＴｓとし、追い焚き開始前に二次側循環ポンプ５２を動作することで二次側流路に引き込まれて浴槽出口側温度センサ５３にて検出された温度（加熱前の被加熱物の温度）をＴｔｃｉとし、湯張り湯量設定手段で設定された設定湯量（浴槽５０内の総湯量）をＶｓとする。この場合、浴槽５０内の浴槽水を浴槽設定温度まで加熱するために必要な総熱量Ｅは、次式で算出される。
Ｅ＝（Ｔｓ−Ｔｔｃｉ）×Ｖｓ ・・・（１）

また、追い焚きを完了するまでの時間が、ユーザーが許容できる範囲内になるようするため、追い焚きを完了するまでの目標時間（制限時間）として所定時間Ｔｃ（例えば１２００秒＝２０分）を予め設定しておく。要求加熱能力Ｈは、次式に示すように、上記総熱量Ｅを所定時間Ｔｃで除することにより算出される。
Ｈ＝Ｅ／Ｔｃ＝｛（Ｔｓ−Ｔｔｃｉ）×Ｖｓ｝／Ｔｃ ・・・（２）

制御部７０は、以上のようにして算出した要求加熱能力Ｈを熱源水上部戻し運転閾値（例えば２ｋＷ）と比較して、要求加熱能力Ｈが熱源水上部戻し運転閾値以下である場合に、熱源水上部戻し運転を選択するようにしても良い。このような制御によれば、追い焚きを完了するまでの時間が適切な時間内に収まることを条件に熱源水上部戻し運転を選択して実施することができるので、省エネルギー性に優れた熱源水上部戻し運転が選択される機会を増やすことができ、エネルギー効率を更に向上することができる。

また、本発明では、熱源水上部戻し運転の実行中に、制御部７０が、利用側熱交換器２２にて発揮されている実際の加熱能力を算出し、その算出された実際の加熱能力と要求加熱能力とを比較し、その比較結果に基づいて熱源水下部戻し運転に切り替えるか否かを判断するようにしてもよい。利用側熱交換器２２にて発揮されている実際の加熱能力Ｆ（単位時間当たり）は、例えば、浴槽入口側温度センサ５４にて検出される熱交換後（加熱後）の浴槽水の温度をＴｔｃｏとし、浴槽出口側温度センサ５３にて検出される熱交換前（加熱前）の浴槽水の温度をＴｔｃｉとし、浴槽水循環回路５１に設けられた流量センサ（図示せず）または二次側循環ポンプ５２の回転数等に基づいて検出される単位時間当たりの浴槽水循環流量をＱｃとすると、次式により算出することができる。
Ｆ＝（Ｔｔｃｏ−Ｔｔｃｉ）×Ｑｃ ・・・（３）

あるいは、制御部７０は、上記式（３）を用いることに代えて、利用側熱交換器２２での熱交換前（放熱前）の熱源水の温度と、利用側熱交換器２２での熱交換後（放熱後）の熱源水の温度と、熱源水の流量とに基づいて、実際の加熱能力Ｆを算出しても良い。

制御部７０は、熱源水上部戻し運転の実行中に、上記のようにして実際の加熱能力Ｆを算出し、その算出した実際の加熱能力Ｆが要求加熱能力に満たなくなった場合に、熱源水下部戻し運転に切り替えるようにしても良い。これにより、実際の加熱能力Ｆが要求加熱能力を満たせる限りにおいて熱源水上部戻し運転を継続することができるので、省エネルギー性に優れた熱源水上部戻し運転が選択される機会を増やすことができ、エネルギー効率を更に向上することができる。

なお、以上説明した実施の形態では、浴槽加熱動作として、熱源水上部戻し運転によるもの、および熱源水下部戻し運転によるものについてのみ説明したが、本発明の貯湯式給湯機は、それら以外の他の浴槽加熱動作を更に実行可能になっていても良い。例えば、ヒートポンプユニット６０で加熱されて湯を熱源水として利用側熱交換器２２に送って浴槽水と熱交換し、熱交換後の熱源水をヒートポンプユニット６０の入水口に流入させ、ヒートポンプユニット６０で再加熱して再循環させる運転を他の浴槽加熱動作として実行可能なものや、浴槽５０への高温さし湯を他の浴槽加熱動作として実行可能であっても良い。

１ 貯湯タンクユニット、２ 給水配管、３ 給湯配管、１０ 貯湯タンク、
１１，１２ 貯湯温度センサ、１４ 給水口、１５ 第一上部口、１６ 第一下部口、
１７ 第二下部口、１８ 第二上部口、２１ 循環ポンプ、２２ 利用側熱交換器、
３１ 第一の三方弁、３２ 第二の三方弁、３３ 四方弁、３４ 熱源側流路接続部、
４０ タンク下部配管、４１ ヒートポンプ入口配管、４２ ヒートポンプ出口配管、
４３ 第一のタンク上部配管、４４ 第二のタンク上部配管、４５ 下部戻し配管、
４６ 利用側熱交換器一次側入口配管、４７ 利用側熱交換器一次側出口配管、
４８ バイパス配管、４９ 上部戻し配管、５０ 浴槽、５１ 浴槽水循環回路、
５２ 二次側循環ポンプ、５３ 浴槽出口側温度センサ、５４ 浴槽入口側温度センサ、
６０ ヒートポンプユニット、６１ 圧縮機、６２ 沸き上げ用熱交換器、
６３ 膨張弁、６４ 空気熱交換器、６５ 冷媒循環配管、
６６ ヒートポンプ出口温度センサ、７０ 制御部、１００ 貯湯式給湯機

Claims (8)

1. 水を加熱して湯を生成可能な加熱手段と、
   上層側の湯と下層側の水とを積層状態で貯留可能な貯湯タンクと、
   被加熱物と熱源水とを熱交換させることにより前記被加熱物を加熱する利用側熱交換器と、
   前記貯湯タンクの上部領域から取り出された湯を前記熱源水として前記利用側熱交換器に送り、前記利用側熱交換器を通過した前記熱源水を前記貯湯タンクの上部領域に流入させる熱源水上部戻し運転を行う手段と、
   前記貯湯タンクの上部領域から取り出された湯を前記熱源水として前記利用側熱交換器に送り、前記利用側熱交換器を通過した前記熱源水を前記貯湯タンクの下部領域に流入させる熱源水下部戻し運転を行う手段と、
   前記被加熱物を加熱する場合に、要求される加熱能力である要求加熱能力に基づいて、前記熱源水上部戻し運転および前記熱源水下部戻し運転の何れかを選択する制御手段と、
   を備え、
   前記被加熱物を加熱する動作を実施するモードとして予め用意された複数の加熱動作モードを選択的に実施可能であり、
   前記複数の前記加熱動作モードの各々に対して前記要求加熱能力が予め設定されており、
   前記制御手段は、前記複数の前記加熱動作モードのうちの実施すべき前記加熱動作モードの前記要求加熱能力に基づいて、前記熱源水上部戻し運転および前記熱源水下部戻し運転の何れかを選択する貯湯式給湯機。
2. 水を加熱して湯を生成可能な加熱手段と、
   上層側の湯と下層側の水とを積層状態で貯留可能な貯湯タンクと、
   被加熱物と熱源水とを熱交換させることにより前記被加熱物を加熱する利用側熱交換器と、
   前記貯湯タンクの上部領域から取り出された湯を前記熱源水として前記利用側熱交換器に送り、前記利用側熱交換器を通過した前記熱源水を前記貯湯タンクの上部領域に流入させる熱源水上部戻し運転を行う手段と、
   前記貯湯タンクの上部領域から取り出された湯を前記熱源水として前記利用側熱交換器に送り、前記利用側熱交換器を通過した前記熱源水を前記貯湯タンクの下部領域に流入させる熱源水下部戻し運転を行う手段と、
   前記被加熱物を加熱する場合に、要求される加熱能力である要求加熱能力に基づいて、前記熱源水上部戻し運転および前記熱源水下部戻し運転の何れかを選択する制御手段と、
   前記被加熱物を目標温度まで加熱するために必要な総熱量と、前記被加熱物の温度を目標温度に昇温するまでの目標時間とに基づいて、前記要求加熱能力を決定する要求加熱能力決定手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記要求加熱能力決定手段により決定された前記要求加熱能力に基づいて、前記熱源水上部戻し運転および前記熱源水下部戻し運転の何れかを選択する貯湯式給湯機。
3. 水を加熱して湯を生成可能な加熱手段と、
   上層側の湯と下層側の水とを積層状態で貯留可能な貯湯タンクと、
   被加熱物と熱源水とを熱交換させることにより前記被加熱物を加熱する利用側熱交換器と、
   前記貯湯タンクの上部領域から取り出された湯を前記熱源水として前記利用側熱交換器に送り、前記利用側熱交換器を通過した前記熱源水を前記貯湯タンクの上部領域に流入させる熱源水上部戻し運転を行う手段と、
   前記貯湯タンクの上部領域から取り出された湯を前記熱源水として前記利用側熱交換器に送り、前記利用側熱交換器を通過した前記熱源水を前記貯湯タンクの下部領域に流入させる熱源水下部戻し運転を行う手段と、
   前記被加熱物を加熱する場合に、要求される加熱能力である要求加熱能力に基づいて、前記熱源水上部戻し運転および前記熱源水下部戻し運転の何れかを選択する制御手段と、
   前記熱源水上部戻し運転の実行中に、前記利用側熱交換器にて発揮されている実際の加熱能力を算出する実加熱能力算出手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記熱源水上部戻し運転を実行している場合に、前記要求加熱能力と前記実加熱能力算出手段により算出された前記実際の加熱能力とを比較し、その比較結果に基づいて前記熱源水下部戻し運転に切り替えるか否かを判断する貯湯式給湯機。
4. 水を加熱して湯を生成可能な加熱手段と、
   上層側の湯と下層側の水とを積層状態で貯留可能な貯湯タンクと、
   被加熱物と熱源水とを熱交換させることにより前記被加熱物を加熱する利用側熱交換器と、
   前記貯湯タンクの上部領域から取り出された湯を前記熱源水として前記利用側熱交換器に送り、前記利用側熱交換器を通過した前記熱源水を前記貯湯タンクの上部領域に流入させる熱源水上部戻し運転を行う手段と、
   前記貯湯タンクの上部領域から取り出された湯を前記熱源水として前記利用側熱交換器に送り、前記利用側熱交換器を通過した前記熱源水を前記貯湯タンクの下部領域に流入させる熱源水下部戻し運転を行う手段と、
   前記被加熱物を加熱する場合に、要求される加熱能力である要求加熱能力に基づいて、前記熱源水上部戻し運転および前記熱源水下部戻し運転の何れかを選択する制御手段と、
   を備え、
   前記熱源水上部戻し運転において前記利用側熱交換器を通過した前記熱源水を前記貯湯タンクに流入させる流入口の位置は、前記熱源水上部戻し運転において前記貯湯タンクから前記熱源水を取り出す流出口の位置より高い位置にある貯湯式給湯機。
5. 前記制御手段は、前記要求加熱能力が所定の閾値を超える場合には前記熱源水下部戻し運転を選択する請求項１乃至４の何れか１項記載の貯湯式給湯機。
6. 前記利用側熱交換器で加熱される前の前記被加熱物の温度に基づいて前記要求加熱能力を決定する要求加熱能力決定手段を備え、
   前記制御手段は、前記要求加熱能力決定手段により決定された前記要求加熱能力に基づいて、前記熱源水上部戻し運転および前記熱源水下部戻し運転の何れかを選択する請求項３または４記載の貯湯式給湯機。
7. 前記実加熱能力算出手段は、前記利用側熱交換器で熱交換する前および後の前記被加熱物または前記熱源水の温度と、前記利用側熱交換器に循環する前記被加熱物または前記熱源水の流量とに基づいて、前記実際の加熱能力を算出する請求項３記載の貯湯式給湯機。
8. 前記利用側熱交換器は、浴槽から送られた浴槽水を前記被加熱物として加熱するものである請求項１乃至７の何れか１項記載の貯湯式給湯機。

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