Гидравлические режимы водяных тепловых сетей (пьезометрические графики) разрабатываются для отопительного и неотопительного периодов, а также для аварийных режимов. Для открытых систем теплоснабжения дополнительно разрабатываются два режима: при максимальном водоразборе из подающего и обратного трубопроводов в отопительный период.
Системы отопления проектируются, как правило, на расчетный перепад температур 95-70 °С, а в последнее время и на 105-70 °С. Поскольку расчетный перепад температур в тепловой сети составляет обычно 150-70 °С, при зависимом присоединении систем отоплений к тепловой сети для снижения температуры воды перед системами отопления устанавливаются смесительные устройства. Простейшим их них является водоструйный насос (элеватор), обеспечивающий при правильном подборе его геометрических размеров требуемый коэффициент смещения. При расчетной температуре в системе отопления 95 и 105 °С эта величина составляет соответственно 2,2 и 1,5. При зависимом присоединении систем отопления давление в обратной линии тепловой сети определяет давление в местной системе отопления. Это накладывает жесткие ограничения на максимальное давление в обратной линии сети, определяемое прочностью чугунных радиаторов (0,6 МПа), и на минимальное давление, определяемое высотой присоединенных зданий, которое должно обеспечить избыточное давление во всех точках системы отопления.
В настоящее время все большее распространение получает независимое присоединение систем отопления через водо-водяные теплообменники. Это обусловлено повышением требований к надежности теплоснабжения, а также возрастающей долей строительства зданий повышенной этажности. Согласно нормативным документам по независимой схеме допускается присоединять системы отопления и вентиляции зданий с числом этажей 12 и выше, а также при обосновании системы отопления и вентиляции других потребителей теплоты. При независимом присоединения систем отопления их гидравлический режим не зависит от гидравлического режима внешней сети. В открытых системах теплоснабжения независимое присоединение систем отопления улучшает качество воды, поступающей в систему горячего водоснабжения, поскольку при этом вода не проходит через отопительные радиаторы, являющиеся отстойниками загрязнений.
Согласно нормативным документам горячая вода, поступающая к потребителю, независимо от принятой системы должна удовлетворять требованиям СанПиН 2.1.4.2496-09. Ее температура и местах водоразбора должна быть не ниже 60 °С в установках централизованного горячего водоснабжения, присоединяемых к открытым системам, и не ниже 50 °С при закрытой системе. При обеих системах ее максимальная температура не должна превышать 75 °С.
Расчет гидравлических режимов разветвленных и многокольцевых сетей с большим числом абонентов, какими являются реальные сети, может производиться лишь с применением современных средств вычислительной техники.
В закрытых системах теплоснабжения жилые микрорайоны обычно получают теплоту от источников по четырехтрубной тепловой сети: две трубы системы отопления и две трубы системы горячего водоснабжения. Обратная (циркуляционная) труба системы горячего водоснабжения предназначена для осуществления циркуляции нагретой в подогревателях водопроводной воды и поддержания благодаря этому во всех точках водоразбора температуры воды не ниже заданной. Отсутствие циркуляции приводит при малом водоразборе к значительному снижению температуры воды в сети горячего водоснабжения из-за теплопотерь и большим бесполезным сливам остывшей воды.
Гидравлический расчет системы отопления и ГВС проводится с учетом различных схем присоединения потребителей к тепловой сети и степени автоматизации подключенных тепловых нагрузок. При этом на потребителях могут устанавливаться регуляторы расхода, нагрузки и температуры. На тепловой сети могут быть установлены насосные станции, регуляторы давления, регуляторы расхода, кустовые шайбы и перемычки.