水蓄冷系统利用水的显热容来储存冷量，水经冷水机组冷却后储存在蓄冷槽中用于次日的冷负荷供应。储存冷量的大小取决于蓄冷槽存储冷水的数量和蓄冷温差。蓄冷温差是指空洞负荷回流水与蓄冷槽供冷水之间的温差。一个设计良好的蓄冷系统可以通过维持较高的蓄冷温差来储存较多的冷量。温差的维持可以通过降低储存冷水温度、提高回水温度以及防止回流温水与储存的冷水的混合等措施，实现水蓄冷系统的蓄冷温度在4℃-7℃之间，此温度和大多数非蓄冷水机组相匹配。

在水蓄冷技术中，关键问题是蓄冷槽的结构形式应能防止所蓄冷水与回流热水的混合。为实现这一目的，目前常采用自然分层蓄冷、多槽式蓄冷、迷宫式蓄冷和隔膜式蓄冷方法。其中自然分层蓄冷方法简单、有效，是保证水蓄冷系统最为经济和高效的方法。

1．自然分层蓄冷

水的密度与温度有关，温度越低，密度越大，直到水温低至4℃；水温低于4℃，则密度减小直至冻结。因此，4℃-6℃的冷水应该稳定地积聚在水槽的最低部位，而13℃以上的热回水应积聚在水池的高部位。所谓分层，就是利用密度的影响将热水与冷水分隔开。为此要在上部热区和下部冷区之间创造和保持一个温度剧变层（斜温层），依靠稳定的斜温层阻止下部的冷水与上部的热水相互混合。

图3.20所示为蓄冷槽和斜温层内温度变化简图。在蓄冷槽中设置了上下两个均匀分配水流散流器。为了实现自然分层的目的，要求在蓄冷和放冷过程中，空调回流温水始终从上部散流器流人或流出，而冷水是从下部散流器流人或流出，应尽可能形成分层水的上下平移运动。在自然分层的水蓄冷槽中，斜温层是一个影响冷热分层和蓄冷槽蓄冷效果的重要因素。它是由于冷热水间自然的导热作用而形成的一个冷热温度过滤层。它会由于通过该水层的导热、水与蓄冷槽壁面和沿槽壁的导热，并随储存时间的延长而增厚，从而减少实际可用蓄冷水的体积，减少可用蓄冷量。蓄冷槽储存期内斜温层的变化是衡量蓄冷槽蓄冷效果的主要指标。一般希望斜温层厚度为0.3m-1.0m。

2．多槽式蓄冷

图3.25所示为多槽式水蓄冷系统流程图。在系统中设置了多个蓄冷槽，将冷水和热水分别储存在不同的蓄冷槽中，并保证蓄冷和放冷开始时有一个槽是空的。利用设置的空槽实现冷热水分离。从而保证送至负荷的冷水温度维持不变。在蓄冷过程中，蓄冷槽自左至右逐个充满，进行蓄冷的蓄冷槽右侧槽中的热水由下部阀门控制将热水抽出。送至冷水机组冷却后进入蓄冷槽。当蓄冷槽充满时，紧靠右边槽中的热水也刚好抽空。类似地，当蓄冷过程结束时，右边第一槽是空的。在放冷循环中，方向相反。运行时，多槽系统中个别蓄水槽可以从系统中分离出来进行检修维护。多槽蓄冷系统要求使用的阀门较多，故其系统的管路和控制较复杂，初投资和运行维护费用较高。

3．迷宫式蓄冷

图3.26所示为迷宫式蓄冷槽中水流线路图。它采用隔板将大蓄水槽分成很多个单元格，水流按照设计的路线流过每个单元格。迷宫法能较好地防止冷温水混合，但在蓄冷和放冷过程中，水交替地从顶部和底部进口进入单元格，每两个相邻的单元格中就有一个是热水从底部进口进入或冷水从顶部进口进入，这样易因浮力造成混合。另外，若水流速过高，则在蓄冷槽内会产生旋涡，导致水流扰动及冷热水的混合；若水流速过低，则会使进出口端发生短路，在单元格中形成死区，使其于空间不能充分利用，降低蓄冷系统的容量。

尽管迷宫式水蓄冷槽内存在部分混合现象，但由于蓄冷槽由多个小槽组成，且有隔板隔离，因此总的来说，迷宫式水蓄冷系统对不同温度的冷温水分离效果较好，但其槽表面积和容积之比偏高，使储存冷量的热损失增加，导致蓄冷效率下降。

4．隔膜式蓄冷

在蓄水槽内部安装一个活动的柔性隔膜或一个可移动的刚性隔板，将蓄水槽分成储存冷热水的两个空间，从而实现冷热水的分离。如图3.27所示为隔膜式水蓄冷槽示意图。为了减少热水对冷水的影响，一般冷水放在下部，通常，隔膜用橡胶布制成，主要是水平方向布置，这样即使出现小破洞也能靠自然分层原理限制上下方水的混流，减少泄漏。水平隔膜已成功地用于许多蓄冷水槽，均能维持较高的蓄冷效率，使蓄冷槽内水流分布均匀。