В середине 1970-х годов бельгийская компания ACV разработала принципиально новую конструкцию емкостного водонагревателя для санитарной горячей воды. Понять его преимущества можно, сравнив с традиционными видами бойлеров. Привычная конструкция емкостного водонагревателя представляет собой бак санитарной воды с расположенным внутри него змеевиком, по которому циркулирует теплоноситель системы отопления. Также можно встретить схему бака с двойными стенками, где греющий теплоноситель расположен в межстеночном пространстве. Материалами баков, как правило, служит углеродистая сталь с эмалированным покрытием внутренних стенок. Эксплуатация традиционных водонагревателей выявила ряд проблем.

Накипь.
На первом месте — проблема образования накипи на наружной поверхности змеевика или стенках бака. Растворимые бикарбонаты кальция и магния при высокой температуре переходят в нерастворимые карбонаты и откладываются на наиболее горячих частях бойлера. Чем выше температура, тем интенсивнее процесс образования накипи. Слой накипи плохо проводит тепло, а, следовательно, в бойлере ухудшается процесс теплопередачи от греющей жидкости к санитарной воде. Снижается производительность водонагревателя, и повышаются затраты энергии. Водонагреватель необходимо периодически очищать с использованием агрессивных химических реагентов, что стоит денег и выводит установку из эксплуатации на несколько дней.

Во-первых, во всем объеме внутреннего бака поддерживается одинаковая температура, равная температуре греющей жидкости. Отсутствуют плохо прогреваемые зоны. Во-вторых, бак из нержавеющей стали не требует дополнительной защиты и способен работать при высокой рабочей температуре. В-третьих, такая конструкция самостоятельно очищается от отложений накипи. Так как внутренний бак закреплен во внешнем баке только с одного торца, то он имеет возможность расширяться в продольном направлении. Волнистый профиль стенок играет роль своеобразного сильфона, усиливая этот эффект. В циклах нагрева и охлаждения бойлера расширение и сокращение бака происходит многократно. Вследствие того, что коэффициент температурного расширения стали и солей кальция и магния разный, отложения накипи растрескиваются и отслаиваются от стенок бака. Обеспечив, таким образом, возможность работы при высокой температуре, можно получить водонагреватель с высокими показателями производительности. Кроме того, площадь внутреннего бака, через которую происходит теплообмен, превосходит площадь поверхности змеевика или двойных стенок на 30–80%. Следовательно, мы выигрываем в скорости нагрева. Производительность водонагревателя бак в баке и традиционных бойлеров при одинаковом внутреннем объеме окажется больше за счет перечисленных особенностей конструкции.

Котлы по принципу «бак в баке».
Борьба за энергетическую эффективность отопительного оборудования привела компанию ACV к созданию конструкции двухконтурного водогрейного котла, использующего принцип «бак в баке». Начало выпуска эффективных изоляционных материалов и внедрение их в строительство привело к ситуации, когда потребности системы отопления в тепловой энергии стали меньше, чем затраты на приготовление горячей воды. Акцент в проектировании теплогенераторов сместился в сторону подогрева санитарной воды. Естественно, что было необходимо объединить функции отопления и водоснабжения в одной установке, применив наиболее эффективную технологию «бак в баке». В силу новых задач, конструкция претерпела некоторые изменения. Контур отопления представляет собой цилиндрический бак, в нижней части которого находится сферическая камера сгорания. Через бак, от камеры сгорания, проходят дымогарные трубы с турбулизаторами. Внутри бака располагается емкость санитарной горячей воды, представляющая собой кольцеобразный бак из нержавеющей стали с волнообразными наружными стенками. От дымогарных труб внутренний бак отделяет водяной зазор контура отопления. Два термостата котла управляют работой горелки. Термостат максимальной температуры установлен в верхней части котла, в контуре отопления. Второй термостат измеряет температуру теплоносителя в области нижней части внутреннего бака. Конструкция обладает всеми преимуществами принципа «бак в баке». Помимо этого, за счет объединения всех элементов в одном корпусе, значительно экономится площадь котельного помещения. Отсутствие гидравлических межсоединений снижает потери тепла до 5% и облегчает монтаж установки. Нет дополнительных трубопроводов, насосов и запорной арматуры. Более того, это экономит затраты на приобретение оборудования. Увеличенная площадь поверхности кольцеобразного бака уменьшает время нагрева санитарной воды. Это достигается за счет возможности передать большее количество тепла в единицу времени. При меньшем объеме бойлера, котел обладает производительностью большего по вместимости водонагревателя «бак в баке». Большая производительность обеспечивается и алгоритмом работы горелки. При начале интенсивного водоразбора, когда в нижнюю часть бойлера начинает поступать холодная воды, расположенный в этой области термостат первичного контура включит горелку раньше, чем температура снизится в верхней части котла.