水蓄冷就是把制冷機組制備的冷凍水儲存在蓄冷水箱里，它是利用4-7℃的低溫水進行蓄冷，屬于顯熱蓄冷。和常規空調制冷系統相比，增加了蓄冷水設備，但同時大大減少了制冷機組容母以及與制冷機組配套的冷凍水泵、冷卻塔和冷卻水泵的容量，并且制冷機組在制冷或是蓄冷時基本都是滿負荷運行，大大提高了制冷效率。減少了能耗和運行費用，但是水蓄冷利用的是顯熱蓄冷，對于蓄存同樣的冷量，相比冰蓄冷而言，蓄冷槽的容積大了很多。相應導致冷損耗增大。
水蓄冷系統為了防止或減少蓄冷放冷階段蓄冷水箱內溫度較高的水和溫度較低的水發生混合，引起能量損失，水蓄冷系統中的蓄冷水箱中的結構和配管設計時，通常設計成分層化、迷宮曲板、復合儲槽等形式。
自然分層法:利用水在不同溫度下密度不同而實現自然分層。系統組成是在常規制冷系統中加入蓄水罐，在循環蓄冷時，制冷設備送來的冷水由底部布水器進入蓄水罐，熱水則從頂部排出，罐中水量保持不變。在循環放冷時，水流動方向相反，冷水由底部送至負荷側，同流熱水從頂部布水器進入蓄水罐。一般來說，自然分層方法是最簡單有效和經濟的，如果設計合理，蓄冷效率可以達到85%-95%，自然分層蓄冷時，冷水與熱水之間存在一個溫度過渡層，通常稱為斜溫層。明確而穩定的斜溫層能防止冷水與熱水的混合，但斜溫層的存在降低了蓄冷效率。蓄冷系統能否在高效率下保持正常而穩定的工作主要取決于頂部和底部布水器的設計和蓄水罐的設計。布水器用于均布進入罐中的水流，減少擾動和對斜溫層的破壞。
迷宮法:采用隔板把蓄水槽分成很多個單元格，水流按照設計的路線依次流過每個單元格。迷宮法能較好地防止冷熱水混合。但在蓄冷和放冷過程中，熱水從底部進口進入或冷水從頂部進口進入，這樣易因浮力造成混合;另外，水的流速過高會導致擾動及冷熱水的混合;流速過低會在單元格中形成死區，降低蓄冷系統的容量。
還可以在單梢的基礎增加多個槽，形成獨立的溫水槽和冷水槽，然后采用集管的方式將各單元槽進出水管并聯，保證水量均勻分配。
常規水蓄冷空調系統可以實現以下幾種運行模式:①制冷機單獨制冷;②制冷機邊蓄冷邊供冷;③制冷機僅僅是蓄冷;④蓄冷水箱單獨供冷:⑤制冷機和蓄冷水箱聯合供冷。
