Существуют различные методики расчета необходимого объема мембранного расширительного бака.
На практике для небольших по объему систем отопления зачастую не проводят такие расчеты, а сразу используют расширительный бак (или несколько баков) общим объемом не менее 10% от объема воды в системе отопления. А при использовании в системе отопления незамерзающих жидкостей объем расширительного бака увеличивают на 20–40%.
Ниже для понимания логики работы бака приведена одна из возможных методик расчета.
В мембранном расширительном баке есть две камеры: водяная, которая соединяется с системой отопления, и воздушная, в которую накачивается воздух. Вся работа расширительного бака происходит за счет изменения объема воздуха, поэтому теплоноситель может занимать только оставшийся объем бака, который будет отличаться от указанного в описании «общего» объема. Поэтому вначале считают коэффициент заполнения бака. Коэффициент заполнения бака показывает, какой максимальный процент объема расширительного бака может занимать теплоноситель. 
Коэффициент заполнения бака Z_з зависит от начального давления воздуха в баке P_б и давления открытия предохранительного клапана P_к, установленного в системе. 
Коэффициент заполнения бака Z_з (или эффективность) определяем по формуле:
Z_з=(P_к - P_б)/(P_к+1)
При расчете давление открытия предохранительного клапана принимается на 10 % меньше указанного на клапане значения (умноженное на 0,9).
Начальное давление в баке необходимо сделать ниже, чем давление в этом месте системы отопления в холодном состоянии, чтобы даже при максимальном охлаждении теплоносителя в баке оставалось небольшое количество воды. Если этого не сделать, то расширительный бак не сможет сохранить требуемое давление теплоносителя в системе отопления при понижении температуры, и котел может уйти в аварию по низкому давлению теплоносителя. На практике рекомендуется начальное давление в баке делать примерно на 0,2 бар ниже, чем давление в этом месте системы отопления в холодном состоянии. Иногда также считают давление в расширительном баке на 10-20% ниже, чем давление в этом месте системы отопления в холодном состоянии, или рассчитывают конкретное количество литров теплоносителя, которое должно остаться в баке при максимальном охлаждении системы отопления.
Остаточный коэффициент K_ост показывает, какая часть бака «участвует в работе» по компенсации температурного расширения.
Остаточный коэффициент K_ост – это отношение абсолютного давления в баке к абсолютному начальному давлению в системе (в точке присоединения бака).
K_ост=(P_б+1)/(P_сист+1)
Требуемый объем бака V_б определяем по найденному объему расширения ∆V с учетом коэффициента заполнения бака Z_з и остаточного коэффициент K_ост
V_б=∆V/(Z_з*K_ост )

Пример расчета.
Начальные данные.
Объем системы отопления: 340 литров.
Высота системы отопления: 9 метров.
Расширительный бак, котел и группа безопасности установлены внизу.
Давление предохранительного клапана: 3 бар.

Расчет.
При высоте системы 9 метров (что соответствует 0,9 атм) в верхней точке оставим избыточное давление 0,5 бар. Тогда в нижней точке будет 1,4 бар. Таким образом принимаем:
Давление в системе отопления в холодном состоянии: 1,4 бар.
Начальное давление в баке устанавливаем на 0,2 бар меньше, чем начальное давление в системе отопления.
Начальное давление в баке: 1,4-0,2=1,2 бар.
Объем расширения определяем для нагрева от 5 до 90°С определяем по таблице, или просто сохранив в памяти одно значение: 100 литров воды при нагреве от 5 до 90 градусов расширяются на 3,47 литра.
Объем расширения ∆V=340*,47/100 = 11,8 л
Коэффициент заполнения бака (эффективность)
Z_з=(0,9* 3-1,2)/(0,9* 3+1)=0,41 (41 %)
Остаточный коэффициент
K_ост=(1,2+1)/(1,4+1)=0,92 (92 %)
Требуемый объем бака 
V_б=11,8/(0,41∙0,92)=31,3 л
Выбираем ближайший по емкости бак у производителя.
Примечание. Расчетный требуемый объем бака составил примерно 9,2% от объема системы отопления (31,3/340=0,092)