По своим физическим свойствам вода (теплоноситель) является практически несжимаемой жидкостью. Это означает, что попытка сжать воду (уменьшить ее объем) 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 объема ("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 объема 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 нем.
    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:

1. Бак может быть расположен там же, где и котел, нет необходимости тянуть трубу до чердака, где к тому же есть риск "подморозить" бак зимой;
2. 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");
3. Есть возможность задать дополнительное (избыточное) давление даже в верхней точке системы отопления, поэтому уменьшается риск образования воздушных "пузырей" в верхних радиаторах;
4. В последнее время чердачные помещения популярны, они все чаще используются как жилые, открытый расширительный бак просто негде расположить;
5. Это просто дешевле, если учесть материалы, работу и отделку.