水蓄冷是利用水的显热实现冷量的储存，通常利用3-7°C的低温水进行蓄冷。一个设计合理的蓄冷系统应通过维持尽可能大的蓄水温差并防止冷水与热水的混合来获得最大的蓄冷效率。水蓄冷可直接与常规系统区配，无需其它专门设备。
水蓄冷系统组成
简单的水蓄冷制冷系统是由制冷机组、蓄冷水槽、蓄冷水泵、板式换热器和放冷水泵组成。有的水蓄冷系统还可不配板式换热器。水蓄冷系统制冷机组与蓄冷装置的连接方式，可采用并联方式和串联方式;在串联连接方式中，可采用主机上游串联方式与主机下游串联方式。
蓄水罐
蓄水罐形状
最适合自然分层的蓄水罐的形状为直立的平底圆柱体。与立方体或长方体蓄水罐相比。圆柱体在同样的容量下，面积容量比小，蓄冷罐的面积容量比最低。单位容量比小，蓄冷罐的面积容量比越小，热损失就越小，单位冷量的基建投资就越低。其他形状的蓄冷罐也可以用于自然分层，但必须采取措施防止由罐壁的斜坡或曲面所带来的进口水流的垂直运动。球状蓄水罐的面积容量比最小，但分层效果不佳，实际应用较少，立方体和长文体的蓄水罐可以与建筑物一体化，虽然损失较大，但可以节省一个单独蓄水罐，从而节省基建投资。蓄水罐的高度直径比是设计时需要考虑的一个形状参数，一般通过技术经济比较来确定。斜温层的厚度蓄水罐的尺寸无关，提高高度直径比降低了斜温层在蓄水罐中所占的份额，有利于提高蓄冷的效率，但在容量相同的情况下增加了蓄水罐的投资，提高高度直径带来的一定的难度。
蓄水罐安装位置
由于水蓄冷采用的是显热储存，蓄水罐的体积较用于相变储存的罐要大得多。因此安装位置是蓄水罐设计时所考虑的重要因素。如空间有限，可在地下或半地下布置蓄水罐。对于新的项目，蓄水罐与建筑物的一体化能降低投资。这比单独新建一个蓄水罐要合算。
蓄水罐材料结构
常用的蓄水罐为：焊接钢罐、装配式预应力水泥罐和现场浇筑水泥罐。钢罐良好的导热性能会影响蓄冷效率，对于体积较小的蓄水罐这种影响较明显，水泥罐的绝热性能田间，地下布置时热损失不会很大，但水泥罐的绝热性能同时会造成斜温层品质的下降。选择蓄水罐材料需要考虑的因素有：初投资、泄漏的可能性，地下布置的可能性和现场的特定条件。
供冷方式
供冷机单独供冷：制冷机按照原有方式运行。
蓄冷槽单独供冷方式：利用夜间低谷电开启制冷机，制备冷冻水并储存在蓄冷槽中。白天开启冷冻水泵即可完成供冷。
制冷机与蓄冷槽联合使用：在每年极端炎热的有限时间，空调负荷很大时使用，白天由制冷机提供部分冷量、蓄冷槽提供部分冷量。
水蓄冷实施条件及技术特点
实施水蓄冷的基本条件
有可执行峰谷电价的供电政策或有对蓄能优惠的电价政策。
以冷冻水为冷源的电制冷空调系统，低电价时段有空余的制冷机组作蓄冷用。
建筑物中具有可利用的消防水池或可建蓄水池的空间(绿地、露天停车地下，空闲地或可作水池的地下室等)。
水蓄冷技术特点
获取分时供电政策的电价差，“高抛低吸”，大量节省运行电费；节约电能；
年总的开机台时数少于常规系统；
当夜间蓄冷时，气温降低，冷却效果提高，机组处于高效运转，效率可提高6-8%，空调系统总的节电率不低于10%。
由于夜间已蓄冷，白天在突然停电时，只需较少的动力驱动水泵和末端空调马达，即可维持空调系统供冷。提高了空调的品质，即需即供，供冷速度快。可按需调节供冷量，对供冷量的调节快捷而方便，系统运行稳定、安全。适用于空调系统的扩容改造，可不增加制冷机组容量而达到增加供冷量的目的，只需在原系统中添加水蓄冷设备和所需的管路即可，对原有系统没有任何影响。对于新装系统，可以减少装机容量，节约机组和配电设施的投资。可利用消防水池以及现有的蓄水设施或建筑物地下室等作为蓄冷池。蓄冷池可实现蓄热和蓄冷双重用途。与常规空调一样，操作和维修方便，操作人员无需专门技术培训。