По способу создания циркуляции воды различают системы с естественной и искусственной (насосные системы) циркуляцией воды. В системе с естественной циркуляцией воды используют разницу в плотности воды, нагретой до разной температуры. В вертикальной конструкции с разной плотностью воды возникает естественное движение под влиянием силы притяжения Земли. В системе с механическим циркуляцией воды применяют насос с электродвигателем для повышения гидравлического давления, вызывающего циркуляцию, и в системе создается вынужденное движение воды. Причем диаметр труб в этом случае в несколько раз меньше, чем в естественной системе циркуляции воды.

Принципиальная схема системы водяного отопления с естественной циркуляцией воды показана на рисунке 1. Вода от котла к нагревательным приборам и обратно двигается под действием напора, возникающего благодаря различной плотности охлажденной и нагретой воды.

Вода, нагретая в печи или котле, как более легкая, поднимается по главному подающему стояку вверх. Из стояка она поступает в разводящие магистральные трубопроводы, а из них через падающие стояки — в нагревательные приборы. Здесь вода остывает и поэтому становится более тяжело. Охлажденная вода через обратные стояки и обратную линию опускается вниз и своим весом вытесняет нагретую воду из печи АОЖВ или котла вверх — в главный подающий стояк. Однотрубные системы отопления в отличии от двухтрубных систем не имеют обратных стояков.

Описанный процесс естественной циркуляции непрерывно повторяется и в результате происходит постоянное движение воды в системе водяного отопления с естественной циркуляцией теплоносителя.

Температуру в помещениях легче регулировать, если применена так называемая двухтрубная разводка. При этом типе разводки к каждому отопительному прибору подведены две трубы - "прямая" и "обратная". Температура теплоносителя, входящего в прибор, на всех приборах будет одинаковой.

Двухтрубные системы водяного отопления, как и однотрубные бывают с нижней разводкой (рисунок 2) и с верхней разводкой (рисунок 3). Двухтрубную систему водяного отопления с вертикальными стояками с верхней или нижней разводкой целесообразно использовать как в одноэтажных, так и в двухэтажных (и более) домах и коттеджах с крутой крышей. Возможны и другие варианты устройства двухтрубных систем отопления.

Однотрубные системы отопления могут выполнятся только с верхней разводкой, поэтому их применяют в зданиях, где имеются чердаки и где можно располагать подающие магистрали в верхних этажах. По-этажный пуск данных систем в действие невозможен, и в этом их недостаток, однако по сравнению с двухтрубными системами отопления однотрубные проще в монтаже и, кроме того, имеют более красивый внешний вид. Достоинство их в том, что на устройство однотрубной системы требуется меньше труб, чем на устройство двухтрубной. Все эти положительные особенности однотрубных систем весьма существенны и вполне оправдывают их широкое применение.

В системах водяного отопления с естественной циркуляцией циркуляционные давления измеряются всего лишь десятками миллиметров водяного столба. Столь малые давления не позволяют устраивать данные системы в зданиях, имеющих большую протяженность, кроме того, они требуют применения труб значительных диаметров, что ведет к большому расходу металла.

Перечисленных недостатков лишены системы водяного отопления с искусственной циркуляцией, рисунок 4. В них циркуляция воды создается центробежными насосами. Насосы, действующие в замкнутых кольцах системы отопления с искусственной циркуляцией теплоносителя, заполненных водой, воду не поднимают, а только ее перемещают, создавая циркуляцию, и поэтому называются циркуляционными.