近些年来,我国城市集中供热发展迅猛,然而随着集中供热规模的扩大,管网系统愈发突显出一些缺陷和不足,比如管网供热能力不足、供热运行成本偏高、调节方式不科学等。这些问题严重影响了供热效果,并造成了能源和资源的浪费。热水供暖系统的水力特性与热力特性不仅影响着热用户的采暖效果,还影响着热源的能源消耗与管网循环动力的消耗。因此,对既有热水供暖系统的水力与热力特性的研究,是集中供热事业发展的必然要求,是制定合理运行和改造方案的必要前提。本文以热水供暖系统的水力和热力工况作为研究对象,进行了以下内容的研究:(1)对间接连接和混水连接热力站做水力工况和热力工况的分析。通过对数学模型的推导和具体算例的计算分析,总结了在一、二级网不同运行调节方案的组合下,间连热力站的水力、热力特性;对混水连接系统进行了在一、二级网不同运行调节方案的组合时,管路阻抗和混水动力的计算分析。(2)介绍了新型的热力连接设备——四通混水器以及该设备的水力特性和热力特性。结合这些特性,提出了该设备在供暖系统改造中所适用的各种客观情况。(3)对地板采暖热用户和散热器采暖热用户混连的系统,计算了热媒参数不符合用户散热设备设计值时对散热量和热舒适性的影响。提出了为两种用户分别提供适宜热媒参数的必要性。为此提出了一种新型的热力站连接形式,并对其做了工况分析,通过计算公式的推导说明其实用性。(4)从系统与热用户两个角度分别提出了实际热负荷与供热量不匹配的问题,分析了按需供热的必要性。通过算例说明了对实际供热面积小于设计供热面积的二级网采用变频循环水泵的节能性以及管网具体形式对节能效果的影响。提出了与按需供热相适应的系统监控方案。