所谓真空热水锅炉，又称真空相变热水锅炉。就是指正常工作时, 锅炉内部介质压力低于大气压，通过相变换热方式加热冷水的锅炉。真空热水锅炉炉体分上下两部分，其中下半部分结构类似于三回程湿背式锅壳蒸汽锅炉，即炉胆和烟道组成的受热面；而上半部分为真空室（负压蒸汽室），其空间内装设有管式汽-水热交换器，用来加热流过换热器中的循环水。运行原理：真空热水锅炉运行时，在真空负压下炉体内的热媒水吸收燃料燃烧释放的热能，沸腾汽化为低温蒸汽，低温蒸汽上升遇到不锈钢换热器中的系统循环水，加热循环水送给用户用于采暖或卫生热水。水蒸气自身被冷却凝结成水滴下落到热媒水面后再一次被加热，从而完成了整个循环过程。热媒水不断地在封闭的机体内进行着"沸腾==蒸发==冷凝==热媒水"的循环，因此无需补充冷凝水，也无空烧的危险。真空热水锅炉利用的汽水凝结换热，在所有换热工况中，汽水凝结换热传热系数是最高的。
抽气法：工厂内采用专用的真空泵对真空锅炉密闭罐体强制抽气，形成真空状态。部分厂家采用煮沸法：首先将一定的清洁水加入锅炉内到一定的水位，除排气阀外关闭所有锅炉的其它阀门，起炉升温至热媒水工作压力下饱和温度，待溶解于工质内的空气全部排出后，关闭排气阀，形成真空状态。真空热水锅炉在出厂的时候，锅炉内部为真空状态，但是真空锅炉在运行过程当中，真空度会被破坏，原因如下：炉体泄露：焊缝、密封部位、钢材的质量缺陷。不凝性气体的产生（无法预防）：热媒水和炉体（钢板）会发生化学反应，释放出一种不凝性气体（H2），不凝性气体将直接影响真空锅炉的真空度。但化学反应同时在钢板表面同时形成一种保护膜（氢氧化铁），阻碍该化学反应，按照经验此化学反应将在锅炉运行2~3年内停止。
①辐射热损失：炉体为密封的真空容器，本身具备很好的保温性能，辐射热损失小。②热交换效率：炉体内汽-水热交换器的热效率是水-水热交换器热效率的10倍。③热惰性与低负荷性能：锅炉体积小，热媒水量少，热容也小，因此热惰性小，对负荷变化反应灵敏。锅炉开启后，5～8分钟即有热水。④没有水垢——节能真空热水锅炉永远不会爆炸。炉体真空状态下工作，不是压力容器；炉体密封一定的热媒水，在任何状态下都不会空烧；机体配有多重自我保护装置（防过热、防冻结、防水位不足、防压力过高、防震、防燃气燃油供应不足等等。真空热水锅炉采用高负荷燃烧方式，燃烧室长度缩短，结构紧凑，机体体积明显变小，产品易于搬运安装。多台可以并排安装，占地面积小；锅炉辅机设备减少使辅机占地面积减少，从而总体节约锅炉房的占地面积。真空热水锅炉房比传统锅炉房节约占地面积30-50%。
