Движение воды в системах водяного отопления обуславливается циркуляционным давлением, которое в системах с искусственной циркуляцией создается давлением насоса ДрЗ и давлением, возникающим вследствие охлаждения воды в отопительных приборах и трубопроводах системы Дре В системах с естественной циркуляцией циркуляционное давление создается только вследствие охлаждения воды в приборах и трубопроводах системы, т. е. только Дре (так называемым естественным давлением).

Естественное циркуляционное давление равно произведению ускорения свободного падения на вертикальное расстояние от центра нагрева в источнике теплоты до центра охлаждения в отопительном приборе и разности плотностей в обратном и подающем трубопроводе. В действительности вода охлаждается и в трубопроводах системы, причем, если система имеет верхнее расположение подающей магистрали, то такое охлаждение приводит к возникновению дополнительного давления и общее естественное давление в кольце системы.

В системах с нижней разводкой охлаждение воды не учитывают, так как охлаждение воды в подъемных стояках, вызывающее уменьшение действующего давления, примерно равно охлаждению воды в опускных трубах, приводящему к увеличению действующего давления. Очевидно, что естественное циркуляционное давление, возникающее вследствие охлаждения воды в трубах вертикального циркуляционного кольца системы, состоящего из N участков, складывается из произведений высот ht расположения центров охлаждения над некоторой плоскостью на разность плотности воды после и до каждого центра, считая по направлениям движения воды.

Для квартирных систем отопления с естественной циркуляцией естественное циркуляционное давление Дре возникает в основном из-за охлаждения воды в трубах, так как генератор теплоты находится на одном уровне с отопительными приборами.
В двухтрубных системах отопления как с нижним, так и с верхним расположением подающей магистрали многоэтажных зданий число циркуляционных колец равно числу отопительных приборов, так как к отопительным приборам каждого этажа, присоединенных по параллельной схеме, подведен теплоноситель с одинаковой температурой tГ, что приводит к образованию собственных циркуляционных колец на каждом этаже. Естественное циркуляционное давление, возникающее в этих кольцах, будет различно и зависит только от высоты расположения отопительных приборов. В стояке с замыкающими участками у каждого отопительного прибора имеются свои малые циркуляционные кольца, образованные подводками к прибору и замыкающими участками. В стояке с замыкающими участками у отопительных приборов температура понижается в нижней части замыкающего участка при верхней разводке и в верхней части замыкающего участка при нижней разводке, в местах слияния двух потоков. Эти точки принято считать центрами охлаждения на стояке.

Очевидно, что естественное циркуляционное давление в малом циркуляционном кольце в однотрубных системах с верхней разводкой способствует затеканию воды в отопительный прибор, особенно в малоэтажных зданиях. В горизонтальных однотрубных системах последовательно соединенные отопительные приборы на каждом этаже располагаются на одной высоте над центром нагрева. Поэтому, принимая допущение, что изменения температуры и объемной массы по горизонтали из-за охлаждения в приборах не отражаются на циркуляционном давлении, справедливо считать, что естественное циркуляционное давление в горизонтальной однотрубной системе можно, как в двухтрубной системе, определить в зависимости от разности гидростатического давления в стояках (вертикальных участках горизонтальной системы).