Negli impianti di riscaldamento chiusi l'acqua si dilata con il calore. Il vaso di espansione a membrana assorbe questo volume in eccesso, evitando aumenti di pressione inammissibili. È suddiviso in una camera acqua e una camera gas separate da una membrana flessibile in gomma; la camera gas è precaricata con azoto. Quando la temperatura scende, l'acqua si contrae e la pressione del gas spinge l'acqua nel circuito. Il dimensionamento dipende dal volume dell'impianto, dal salto termico e dalla pressione massima ammissibile. Un vaso sottodimensionato provoca frequenti aperture della valvola di sicurezza con conseguente perdita d'acqua.