По своим физическим свойствам вода (теплоноситель) является практически несжимаемой жидкостью. Это означает, что попытка сжать воду (уменьшить ее объём) приводит к резкому увеличению давления.
Про воду известно также, что в интересующем нас диапазоне температур (20°-90°) она при нагревании расширяется.
В сочетании два вышеописанных свойства воды приводят к тому, что в системе отопления вода должна иметь возможность увеличения своего объёма ("дыхания").
Есть два способа обеспечить ей эту возможность: устроить "открытую" систему отопления с открытым расширительным баком в верхней точке системы или в закрытой системе отопления применить
мембранный расширительный бак. В открытой системе отопления роль "пружины", уравновешивающей расширение воды при нагревании, играет столб воды до расширительного бака, который монтируется при этом на чердаке.

В закрытом мембранном расширительном баке роль такой же "пружины" играет баллон со сжатым воздухом (как в камере автомобильного колеса).

Увеличение объёма воды в системе отопления при нагревании приводит к оттоку воды из системы в расширительный бак и сопровождается сжатием воздушного баллона в расширительном баке и увеличением давления в нём.
Таким образом, вода также имеет возможность расширяться (как и в открытой системе), но нигде напрямую не контактирует с воздухом.
Есть несколько причин, по которым мембранный расширительный бак предпочтительнее открытого:
- Бак может быть расположен там же, где и котёл, нет необходимости тянуть трубу до чердака, где к тому же есть риск "подморозить" бак зимой;
- В закрытой системе нет контакта воды и воздуха, а значит, нет и возможности растворения в воде дополнительного кислорода (что подарит радиаторам и котлу в системе отопления несколько дополнительных лет "жизни");
- Есть возможность задать дополнительное (избыточное) давление даже в верхней точке системы отопления, поэтому уменьшается риск образования воздушных "пузырей" в верхних радиаторах;
- В последнее время чердачные помещения популярны, они все чаще используются как жилые, открытый расширительный бак просто негде расположить;
- Это просто дешевле, если учесть материалы, работу и отделку.
