Speichersysteme spielen besonders im Sanierungsfall eine entscheidende Rolle für den effizienten Betrieb von Wärmepumpen. Da das Rohrleitungssystem im Bestand häufig auf hohe Temperaturspreizungen und niedrige Volumenströme dimensioniert ist braucht es eine hydraulische Entkopplung. Diese und viele weitere Funktionen können durch Speichersysteme abgedeckt werden.

Ein Pufferspeicher bei Wärmepumpen speichert überschüssige Wärme und gibt sie bei Bedarf ab, außerdem reduziert er die Anzahl der Schaltzyklen, was Effizienz und Lebensdauer der Anlage erhöht. Zusätzlich dient er zur hydraulischen Entkopplung und gleicht unterschiedliche Volumenströme im System aus. Der Pufferspeicher ist die einfachste und günstigste Variante der betrachteten Speicher. Wichtig ist, dass bei der Auswahl darauf geachtet wird, ob der Pufferspeicher für die Kombination mit Wärmepumpen geeignet ist. Ein Pufferspeicher bringt je nach hydraulischer Anbindung jedoch auch Effizienzverluste mit sich, und zwar durch Abstrahlung über die Hülle sowie durch Vermischung von warmem mit kühlerem Heizungswasser. Deshalb gibt es für bestimmte Anwendungsfälle optimierte Speicher.

Ein Schichtenspeicher speichert Wärme in verschiedenen Temperaturzonen, um Durchmischungsverluste zu minimieren. Leitbleche im Inneren des Speichers verringern die Vermischung der unterschiedlichen Temperaturschichten. Er kommt dann zu Einsatz, wenn zum Beispiel ein Heizkreis mit Heizkörpern und ein anderer mit Flächenheizung bestückt ist. Somit kann das Wasser aus unterschiedlichen Temperaturzonen entnommen werden, ohne einander zu beeinflussen. Gleichzeitig muss die Wärmepumpe nur die Temperatur erzeugen, welche die Heizkreise gerade benötigen.

Der Hygiene- oder auch Kombispeicher kombiniert die Funktionen eines Pufferspeichers mit hygienischer Trinkwassererwärmung in einem Gerät. Er dient als hydraulische Weiche und speichert erwärmtes Heizungswasser. Ein darin aufgewickelten Edelstahlrohr dient als Wärmetauscher für die Trinkwassererwärmung. Somit wird das Warmwasser erst bei Bedarf erwärmt und nicht stunden- oder tagelang gespeichert, daher der Name Hygienespeicher. Häufig ist in dieser Speicherform auch ein Schichtenspeicher enthalten, da das Heizungswasser bei niedrigerer Temperatur und somit auf tieferer Schichthöhe entnommen wird, als für die Trinkwassererwärmung benötigt wird. Er wird dann mit dem Namen Multifunktionsspeicher verkauft. Leitbleche verringern die Vermischung der unterschiedlichen Temperaturschichten.