В настоящее время тепловые аккумуляторы используются в основном как водяные накопители в системах отопления и горячего водоснабжения. Их применение позволят оптимально регулировать потребление тепловой энергии, обеспечивая быструю отдачу большого количества накопленного тепла или более равномерное его использование для целей отопления. При небольшой мощности нагревателя в бойлере можно накопить достаточное количество тепла для использования его при пиковых потреблениях.

Корпус теплового аккумулятора необходимо утеплять теплоизоляцией. От её качества зависит время хранения воды в нагретом состоянии. Такие накопители тепловой энергии особенно выгодно использовать при электрическом обогреве помещений за счёт разницы дневных и ночных тарифов на электроэнергию.При использовании котлов на твёрдом топливе, применение тепловых накопителей позволяет нагреть запас воды, чтобы затем с помощью естественной или принудительной циркуляции прогонять нагретую воду по системе отопления и нагревать помещение.

При разработке систем теплоснабжения нужно учитывать, что тёплая вода легче холодной и естественным перемещением собирается в верхней части системы, например, накопительном баке, расположенным наверху. Тогда для обеспечения её циркуляции по системе отопления, нужно включать циркуляционный насос. В некоторых случаях, например, когда для нагрева воды используется солнечная энергия, целесообразно отбирая воду с верхней части бака накопитель, подавать холодную воду снизу, вытесняя нагретую воду из верхней части бака.

Водяной бак аккумулятор, предназначенный для равномерного отопления помещения имеет большой вес и размер. Установка баков большого размера в верхней части здания не всегда допустима из-за слишком большого веса и нагрузок на несущие конструкции. Возможно расположение теплового аккумулятора и в нижней части, например, в подвале. Тогда нагреваемую воду нужно закачивать в бак накопитель. При нижнем расположении теплового аккумулятора, нагретая вода может подаваться в отопительную систему с помощью естественной циркуляции или насоса.

Конструкция водяного теплового аккумулятора может собой представлять теплоизолированный бак, куда может подаваться или сливаться нагретая вода, или бак, в котором вода может находиться постоянно, а используемая вода проходит через находящийся внутри бака теплообменник, где и нагревается.

Температурный диапазон использования воды в качестве теплоаккумулирующего вещества ограничен диапазоном температур от 0 до 100 градусов. Но, теплоёмкость веществ, используемых в строительстве, а также металлов, существенно ниже, чем у воды. Чем выше температура воды в тепловом аккумуляторе, тем больше энергии можно накопить. При повышенном давлении можно нагреть воду и до температуры большей, чем 100 градусов, но для бытовых целей такие режимы работы не рекомендуются.

Во избежание закипания воды температуру воды не рекомендуется поднимать выше 90-95 градусов. Чем выше температура в тепловом аккумуляторе, тем больше можно накопить тепловой энергии. Согласно СНиП 41-01-2003, приложение Б, максимально допустимая температура в отопительных приборах жилых помещений для двухтрубных систем не должна быть более 95⁰С. Однако для жилых помещений для предотвращения ожогов не рекомендуется нагревать воду до максимальной температуры. На слишком горячих батареях происходит термическое разложение пыли с выделением вредных веществ. Поэтому желательно поддерживать температуру батарей отопления не выше 70 градусов.

Теплоемкость воды существенно больше основных доступных материалов. Несложный расчёт позволяет определить, какое количество тепла необходимо затратить на нагрев воды. Для этого исходя из теплоёмкости воды достаточно знать, что на нагрев кубометра воды нужно 1,16 кВт.ч тепловой энергии.

Основные преимущества тепловых накопителей энергии, это дешевизна, простота в изготовлении и в использовании делают выгодным и целесообразным их использование, прежде всего в системах индивидуального отопления и теплоснабжения.