การทำความร้อนด้วยไฟฟ้าเป็นกระบวนการที่พลังงานไฟฟ้าถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อน โดยตรง การใช้งานทั่วไป ได้แก่การทำความร้อนในพื้นที่การปรุงอาหารการทำความร้อนน้ำและกระบวนการทางอุตสาหกรรมเครื่องทำความร้อนไฟฟ้าเป็น อุปกรณ์ ไฟฟ้าที่แปลงกระแสไฟฟ้าเป็นความร้อน^{[ 1 ]}องค์ประกอบความร้อนภายในเครื่องทำความร้อนไฟฟ้าทุกเครื่องคือตัวต้านทาน ไฟฟ้า และทำงานบนหลักการของการทำความร้อนแบบจูล : กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านตัวต้านทานจะแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานความร้อน อุปกรณ์ทำความร้อนไฟฟ้าสมัยใหม่ส่วนใหญ่ใช้ ลวด นิโครมเป็นองค์ประกอบที่ใช้งานอยู่ องค์ประกอบความร้อนที่แสดงทางด้านขวาใช้ลวดนิโครมที่รองรับด้วยฉนวนเซรามิก

อีกทางเลือกหนึ่งคือปั๊มความร้อนสามารถให้ประสิทธิภาพในการทำความร้อนได้ประมาณ 150% – 600% หรือค่าสัมประสิทธิ์ประสิทธิภาพ COP 1.5 - 6.0 เนื่องจากใช้พลังงานไฟฟ้าเพียงเพื่อถ่ายโอนพลังงานความร้อนที่มีอยู่ ปั๊มความร้อนใช้มอเตอร์ไฟฟ้า ในการขับเคลื่อน วงจรทำความเย็นแบบย้อนกลับซึ่งดึงพลังงานความร้อนจากแหล่งภายนอก เช่น พื้นดินหรืออากาศภายนอก (หรือภายในตู้เย็น) และส่งความร้อนนั้นไปยังพื้นที่ที่ต้องการให้อบอุ่น (ในกรณีของตู้เย็นคือห้องครัว) วิธีนี้ใช้พลังงานไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าการทำความร้อนด้วยไฟฟ้าโดยตรง แต่ต้องใช้อุปกรณ์ที่มีราคาแพงกว่ามาก รวมถึงระบบท่อด้วย ระบบทำความร้อนบางระบบสามารถทำงานแบบย้อนกลับเพื่อปรับอากาศได้ เพื่อให้พื้นที่ภายในเย็นลง และปล่อยอากาศหรือน้ำที่ร้อนกว่าออกไปภายนอกหรือลงสู่พื้นดิน

การทำความร้อนในอาคารใช้เพื่อเพิ่มความอบอุ่นภายในอาคารเครื่องทำความร้อนมีประโยชน์ในสถานที่ที่การระบายอากาศทำได้ยาก เช่น ในห้องปฏิบัติการ มีวิธีการทำความร้อนด้วยไฟฟ้าหลายวิธีที่ใช้กันอยู่

ระบบทำความร้อนแบบอินฟราเรดไฟฟ้า ใช้ขดลวดความร้อนที่ให้ความร้อนสูง โดยปกติขดลวดจะบรรจุอยู่ใน ซอง แก้วคล้ายหลอดไฟและมีแผ่นสะท้อนแสงเพื่อเบี่ยงเบนพลังงานความร้อนออกจากตัวเครื่อง ขดลวดจะปล่อยรังสีอินฟราเรดที่เดินทางผ่านอากาศหรือช่องว่างจนกระทั่งกระทบกับพื้นผิวที่ดูดซับ ซึ่งรังสีจะถูกเปลี่ยนเป็นความร้อนบางส่วนและสะท้อนกลับบางส่วน ความร้อนนี้จะให้ความอบอุ่นแก่คนและสิ่งของในห้องโดยตรง แทนที่จะให้ความอบอุ่นแก่อากาศ ระบบทำความร้อนแบบนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งในบริเวณที่มีอากาศถ่ายเทไม่ดี นอกจากนี้ยังเหมาะสำหรับห้องใต้ดินและโรงรถที่ต้องการความร้อนเฉพาะจุด โดยทั่วไปแล้ว เป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับการให้ความร้อนเฉพาะงาน

เครื่องทำความร้อนแบบแผ่รังสีทำงานเงียบและมีความเสี่ยงสูงที่สุดที่จะทำให้เฟอร์นิเจอร์ที่อยู่ใกล้เคียงติดไฟได้ เนื่องจากความร้อนที่แผ่ออกมามีความเข้มข้นสูงและไม่มีระบบป้องกันความร้อนสูงเกินไป ในสหราชอาณาจักร บางครั้งเครื่องใช้ไฟฟ้าเหล่านี้เรียกว่าเตาไฟฟ้า เพราะเดิมทีใช้เพื่อทดแทนเตาผิงแบบเปิด

สารตัวกลางที่ใช้งานในเครื่องทำความร้อนที่แสดงในส่วนนี้คือขดลวดต้านทานนิโครมที่อยู่ภายใน ท่อ ซิลิกาหลอมเหลวซึ่งเปิดสู่บรรยากาศที่ปลายทั้งสองข้าง แม้ว่าจะมีรุ่นที่ท่อซิลิกาหลอมเหลวถูกปิดผนึกที่ปลายทั้งสองข้างและโลหะผสมต้านทานไม่ใช่นิโครมก็ตาม

ในเครื่องทำความร้อนแบบพาความร้อน ตัวทำความร้อนจะให้ความร้อนแก่อากาศที่สัมผัสด้วยการนำความร้อนอากาศร้อนมีความหนาแน่น น้อย กว่าอากาศเย็น ดังนั้นจึงลอยขึ้นเนื่องจากแรงลอยตัวทำให้มีอากาศเย็นไหลเข้ามาแทนที่ กระบวนการนี้ทำให้เกิด กระแสอากาศร้อนแบบพา ความร้อนที่ลอยขึ้นจากเครื่องทำความร้อน ให้ความร้อนแก่พื้นที่โดยรอบ จากนั้นก็เย็นลงและวนซ้ำไปเรื่อยๆ เครื่องทำความร้อนเหล่านี้บางครั้งอาจเติมด้วยน้ำมันหรือของเหลวถ่ายเทความร้อน เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการทำความร้อนในพื้นที่ปิด ทำงานเงียบและมีความเสี่ยงต่อการเกิดประกายไฟน้อยกว่าหากสัมผัสกับเฟอร์นิเจอร์โดยไม่ตั้งใจ เมื่อเทียบกับเครื่องทำความร้อนไฟฟ้าแบบแผ่รังสี

เครื่องทำความร้อนแบบมีพัดลม หรือที่เรียกว่าเครื่องทำความร้อนแบบใช้การพาความร้อนแบบบังคับ เป็นเครื่องทำความร้อนแบบพาความร้อนชนิดหนึ่งที่ใช้พัดลมไฟฟ้าเพื่อเร่งการไหลของอากาศ เครื่องทำความร้อนประเภทนี้ทำงานโดยมีเสียงดังพอสมควรเนื่องจากเสียงพัดลม และมีความเสี่ยงปานกลางที่จะเกิดการติดไฟหากสัมผัสกับเฟอร์นิเจอร์โดยไม่ตั้งใจ ข้อดีของเครื่องทำความร้อนประเภทนี้คือมีขนาดกะทัดรัดกว่าเครื่องทำความร้อนที่ใช้การพาความร้อนตามธรรมชาติ และยังประหยัดค่าใช้จ่ายสำหรับระบบทำความร้อนแบบพกพาและสำหรับห้องขนาดเล็ก

ระบบทำความร้อนแบบเก็บความร้อนใช้ประโยชน์จากราคาไฟฟ้าที่ถูกกว่าในช่วงที่มีความต้องการใช้ไฟฟ้าต่ำ เช่น ช่วงกลางคืน ในสหราชอาณาจักร ระบบนี้เรียกว่า Economy 7 เครื่องทำความร้อนแบบเก็บความร้อนจะเก็บความร้อนไว้ในอิฐดินเหนียว แล้วปล่อยความร้อนออกมาในเวลากลางวันเมื่อต้องการใช้ เครื่องทำความร้อนแบบเก็บความร้อนรุ่นใหม่สามารถใช้ได้กับอัตราค่าไฟฟ้าหลายแบบ แม้ว่าจะยังคงใช้กับ Economy 7 ได้ แต่ก็สามารถใช้กับอัตราค่าไฟฟ้าช่วงกลางวันได้ เนื่องจากมีการเพิ่มคุณสมบัติการออกแบบที่ทันสมัยในระหว่างการผลิต นอกเหนือจากการออกแบบใหม่แล้ว การใช้เทอร์โมสตัทหรือเซ็นเซอร์ยังช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องทำความร้อนแบบเก็บความร้อน เทอร์โมสตัทหรือเซ็นเซอร์สามารถอ่านอุณหภูมิของห้องและปรับกำลังการผลิตของเครื่องทำความร้อนได้ตามนั้น

น้ำยังสามารถใช้เป็นตัวกลางในการกักเก็บความร้อนได้อีกด้วย

ระบบ ทำความร้อนใต้พื้นแบบไฟฟ้ามีสายเคเบิลทำความร้อนฝังอยู่ในพื้น กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน วัสดุทำความร้อน ที่เป็นตัวนำโดยอาจรับกระแสไฟฟ้าโดยตรงจากแรงดันไฟฟ้าของสายไฟ (120 หรือ 240 โวลต์) หรือจากหม้อแปลงไฟฟ้าแรงดันต่ำ สายเคเบิลที่ร้อนจะให้ความร้อนแก่พื้นโดยการนำความร้อนโดยตรง และจะปิดลงเมื่อถึงอุณหภูมิที่ตั้งไว้โดยเทอร์โมสตัทที่พื้น พื้นผิวที่อุ่นกว่าจะแผ่ความร้อนไปยังพื้นผิวโดยรอบที่เย็นกว่า (เพดาน ผนัง เฟอร์นิเจอร์) ซึ่งจะดูดซับความร้อนและสะท้อนความร้อนที่ไม่ถูกดูดซับไปยังพื้นผิวที่เย็นกว่าอื่นๆ วงจรของการแผ่รังสี การดูดซับ และการสะท้อนจะเริ่มต้นอย่างช้าๆ และช้าลงอย่างช้าๆ เมื่อใกล้ถึงอุณหภูมิที่ตั้งไว้ และจะหยุดลงเมื่อถึงจุดสมดุลโดยรอบ เทอร์โมสตัทที่พื้นหรือเทอร์โมสตัทที่ห้อง หรือทั้งสองอย่างรวมกันจะควบคุมการเปิด/ปิดของระบบทำความร้อน ในกระบวนการทำความร้อนแบบแผ่รังสีนั้น ชั้นอากาศบางๆ ที่สัมผัสกับพื้นผิวที่อุ่นจะดูดซับความร้อนบางส่วน และทำให้เกิดการพาความร้อนเล็กน้อย (การไหลเวียนของอากาศ) ตรงกันข้ามกับความเชื่อ คนเราไม่ได้อบอุ่นจากอากาศหมุนเวียนที่อุ่นหรือการพาความร้อน (การพาความร้อนมีผลทำให้เย็นลง) แต่อบอุ่นจากการแผ่รังสีโดยตรงจากแหล่งกำเนิดและการสะท้อนจากสิ่งแวดล้อม ความสบายจะเกิดขึ้นได้ที่อุณหภูมิอากาศต่ำลงเนื่องจากการกำจัดอากาศหมุนเวียน การทำความร้อนแบบแผ่รังสีให้ความสบายสูงสุด เนื่องจากพลังงานของคนเราเอง (ประมาณ 70 วัตต์สำหรับผู้ใหญ่) (ต้องแผ่รังสีออกไปในฤดูหนาว) อยู่ในสมดุลกับสิ่งแวดล้อม เมื่อเปรียบเทียบกับระบบทำความร้อนแบบพาความร้อน จากการวิจัยทางวิชาการพบว่าอุณหภูมิอากาศอาจลดลงได้ถึง 3 องศา อีกรูปแบบหนึ่งคือการใช้ท่อที่บรรจุน้ำร้อนหมุนเวียนเป็นแหล่งความร้อนสำหรับทำความร้อนพื้น หลักการทำความร้อนยังคงเหมือนเดิม ระบบทำความร้อนใต้พื้นแบบเก่าทั้งแบบไฟฟ้าและแบบน้ำอุ่น (ไฮโดรนิก) ที่ฝังอยู่ในโครงสร้างพื้นนั้นช้าและไม่สามารถตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศภายนอกหรือความต้องการภายใน/ความต้องการด้านไลฟ์สไตล์ได้ รูปแบบล่าสุดวางระบบทำความร้อนไฟฟ้าและผ้าห่มแบบพิเศษไว้ใต้พื้นโดยตรงและบนฉนวนเพิ่มเติมทั้งหมดที่วางอยู่บนพื้นโครงสร้าง พื้นโครงสร้างจะยังคงเย็นอยู่ หลักการเปลี่ยนตำแหน่งแหล่งความร้อนช่วยให้สามารถตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศและความต้องการภายในได้อย่างรวดเร็ว เช่น วิถีชีวิตที่อยู่ภายในบ้าน/ภายนอกบ้าน การทำงาน การพักผ่อน การนอนหลับ จำนวนคนภายในบ้าน/การทำอาหาร เป็นต้น

ในอาคารสำนักงานขนาดใหญ่ ระบบแสงสว่างจะถูกรวมเข้ากับระบบทำความร้อนและระบายอากาศความร้อนเหลือทิ้งจากหลอดฟลูออเรสเซนต์จะถูกดักจับในอากาศหมุนเวียนของระบบทำความร้อน ในอาคารขนาดใหญ่ พลังงานความร้อนประจำปีส่วนใหญ่มาจากระบบแสงสว่าง อย่างไรก็ตาม ความร้อนเหลือทิ้งนี้กลายเป็นภาระเมื่อใช้เครื่องปรับอากาศ ค่าใช้จ่ายดังกล่าวสามารถหลีกเลี่ยงได้โดยการบูรณาการ ระบบ แสงสว่างที่ประหยัดพลังงานซึ่งสร้างแหล่งความร้อนไฟฟ้าได้ด้วย^{[ 2 ]}

เครื่องปั๊มความร้อนใช้คอมเพรสเซอร์ที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าเพื่อทำงานในวงจรทำความเย็น ซึ่งดึงพลังงานความร้อนจากอากาศภายนอก พื้นดิน หรือน้ำใต้ดิน และส่งความร้อนนั้นไปยังพื้นที่ที่ต้องการทำความร้อน ของเหลวที่บรรจุอยู่ในส่วนระเหยของเครื่องปั๊มความร้อนจะเดือดที่ความดันต่ำ ดูดซับพลังงานความร้อนจากอากาศภายนอกหรือพื้นดิน จากนั้นไอน้ำจะถูกอัดโดยคอมเพรสเซอร์และส่งผ่านท่อไปยังขดลวดควบแน่นภายในอาคารที่ต้องการทำความร้อน ความร้อนจากก๊าซร้อนที่มีความหนาแน่นสูงจะถูกดูดซับโดยอากาศในอาคาร (และบางครั้งก็ใช้สำหรับน้ำร้อนในบ้านด้วย) ทำให้ของเหลวทำงานร้อนควบแน่นกลับเป็นของเหลว จากนั้นของเหลวที่มีแรงดันสูงจะถูกส่งกลับไปยังส่วนระเหย ซึ่งจะขยายตัวผ่านรูและเข้าไปในส่วนระเหยอีกครั้ง ทำให้วงจรสมบูรณ์ ในช่วงฤดูร้อน วงจรสามารถกลับทิศทางได้เพื่อส่งความร้อนออกจากพื้นที่ปรับอากาศไปยังอากาศภายนอก

ปั๊มความร้อนอาจได้รับความร้อนระดับต่ำจากอากาศภายนอกในสภาพอากาศที่ไม่รุนแรง ในพื้นที่ที่มีอุณหภูมิเฉลี่ยในฤดูหนาวต่ำกว่าจุดเยือกแข็งมากปั๊มความร้อนจากแหล่งใต้ดินจะมีประสิทธิภาพมากกว่าปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศเนื่องจากสามารถดึงความร้อนจากแสงอาทิตย์ที่เหลืออยู่ซึ่งสะสมอยู่ในพื้นดินที่อุณหภูมิสูงกว่าความร้อนจากอากาศเย็นได้^{[ 3 ]}ตามข้อมูลของ US EPAปั๊มความร้อนใต้ดินสามารถลดการใช้พลังงานได้ถึง 44% เมื่อเทียบกับปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศ และถึง 72% เมื่อเทียบกับการทำความร้อนด้วยความต้านทานไฟฟ้า^{[ 4 ]}ราคาซื้อที่สูงของปั๊มความร้อนเมื่อเทียบกับเครื่องทำความร้อนแบบความต้านทานอาจชดเชยได้เมื่อต้องการ เครื่องปรับอากาศ ด้วย

เครื่องทำความร้อนแบบจุ่มมีองค์ประกอบความร้อนที่เป็นความต้านทานไฟฟ้าหุ้มด้วยท่อ แล้วนำไปวางในน้ำ (หรือของเหลวอื่นๆ) ที่ต้องการให้ความร้อน องค์ประกอบความร้อนอาจถูกเสียบเข้าไปในของเหลวโดยตรง หรือติดตั้งไว้ภายในท่อโลหะเพื่อป้องกันการกัดกร่อนและอำนวยความสะดวกในการบำรุงรักษา เครื่องทำความร้อนแบบจุ่มแบบพกพาอาจไม่มีเทอร์โมสตัทควบคุม เนื่องจากมีจุดประสงค์เพื่อใช้งานเพียงช่วงเวลาสั้นๆ และอยู่ภายใต้การควบคุมของผู้ใช้งาน

สำหรับการจ่ายน้ำร้อนในครัวเรือนหรือน้ำร้อนสำหรับกระบวนการทางอุตสาหกรรมอาจใช้ ฮีตเตอร์ทำความร้อนแบบติดตั้งถาวรใน ถังเก็บน้ำร้อน ที่มีฉนวนกันความร้อน โดยควบคุมอุณหภูมิด้วย เทอร์โมสตัทเครื่องทำน้ำอุ่นในครัวเรือนอาจมีกำลังไฟเพียงไม่กี่กิโลวัตต์ ในขณะที่เครื่องทำน้ำอุ่นสำหรับอุตสาหกรรมอาจมีกำลังไฟสูงถึง 2,000 กิโลวัตต์ หากมีอัตราค่าไฟฟ้าในช่วงนอกเวลาเร่งด่วน ก็สามารถเก็บน้ำร้อนไว้ใช้เมื่อต้องการได้

แร่ธาตุที่มีอยู่ในน้ำประปาอาจตกตะกอนออกจากสารละลายและก่อตัวเป็นคราบแข็งบนพื้นผิวขององค์ประกอบความร้อน หรืออาจตกลงไปที่ก้นถังและอุดตันการไหลของน้ำ การบำรุงรักษาอุปกรณ์ทำความร้อนน้ำอาจต้องมีการกำจัดคราบและตะกอนที่สะสมออกเป็นระยะ ในกรณีที่ทราบว่าน้ำประปามีแร่ธาตุสูง การเกิดคราบสามารถลดลงได้โดยการใช้องค์ประกอบความร้อนที่มีความหนาแน่นของวัตต์ต่ำ^{[ 5 ]}

ฝักบัวไฟฟ้า หรือหัวฝักบัวไฟฟ้าเป็น หัวฝักบัวที่ให้ความร้อนเองโดยใช้ฮีตเตอร์แบบจุ่ม ซึ่งจะทำงานเมื่อมีน้ำไหล กลุ่มขององค์ประกอบความร้อนไฟฟ้าแยกกันสามารถสลับเพื่อปรับระดับความร้อนได้ เป็น เครื่องทำน้ำอุ่นแบบไร้ถังเก็บน้ำที่ใช้เฉพาะจุดและเป็นที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในบางประเทศ

เครื่องทำน้ำอุ่นไฟฟ้า ถูกคิดค้นขึ้นในบราซิลโดยฟรานซิสโก คานโฮสในช่วงทศวรรษ 1930 เนื่องจากขาดแคลนระบบจ่ายก๊าซส่วนกลาง และเริ่มใช้กันอย่างแพร่หลายตั้งแต่ทศวรรษ 1940 ปัจจุบันเป็นเครื่องใช้ในครัวเรือนที่พบเห็นได้บ่อยใน ประเทศ แถบอเมริกาใต้และอเมริกากลางเนื่องจากค่าใช้จ่ายในการจ่ายก๊าซที่สูงกว่า ประกอบกับครัวเรือนส่วนใหญ่ไม่มีเครื่องทำน้ำอุ่นแบบดั้งเดิม รุ่นแรกๆ ทำจากทองแดงหรือทองเหลืองชุบโครเมียม ซึ่งมีราคาแพง แต่ตั้งแต่ปี 1970 เป็นต้นมา รุ่นที่ทำจากพลาสติกฉีดขึ้นรูปได้รับความนิยมมากขึ้นเนื่องจากราคาถูกใกล้เคียงกับเครื่องเป่าผม

เครื่องทำน้ำอุ่นไฟฟ้ามีระบบไฟฟ้าที่เรียบง่าย ทำงานคล้ายกับเครื่องชงกาแฟแต่มีปริมาณน้ำไหลมากกว่า สวิตช์ตรวจจับการไหลจะเปิดเครื่องเมื่อมีน้ำไหลผ่าน และเมื่อน้ำหยุดไหล เครื่องจะปิดโดยอัตโนมัติ เครื่องทำน้ำอุ่นไฟฟ้าทั่วไปมักจะมีระดับความร้อน 3 ระดับ ได้แก่ สูง (5.5 กิโลวัตต์) ต่ำ (2.5 กิโลวัตต์) หรือเย็น (0 วัตต์) สำหรับใช้ในกรณีที่มีระบบทำความร้อนส่วนกลางหรือในฤดูร้อน นอกจากนี้ยังมีรุ่นที่มีกำลังไฟสูงกว่า (สูงสุด 7.5 กิโลวัตต์) และต่ำกว่า (สูงสุด 3.2 กิโลวัตต์) รวมถึงรุ่นที่มีระดับความร้อน 4 ระดับ หรือรุ่นที่สามารถปรับระดับความร้อนได้

กาต้มน้ำไฟฟ้าหรือที่เรียกว่าเทอร์โมพอต เป็น เครื่องใช้ ไฟฟ้าขนาดเล็ก สำหรับผู้บริโภค ที่ใช้สำหรับต้มน้ำ^{[ 6 ] [ 7 ]}และรักษาอุณหภูมิให้คงที่ในอ่างเก็บน้ำแบบปิด โดยทั่วไปจะใช้เพื่อเป็นแหล่งน้ำร้อนทันทีสำหรับชงชา[ ^{6 ] ช็อกโกแลต} ร้อนกาแฟ[ ^{6 ] บะหมี่}กึ่งสำเร็จรูปหรือนมผงสำหรับเด็กหรือใช้ในครัวเรือนอื่นๆ ที่ต้องการน้ำร้อนสะอาด เทอร์โมพอตเป็นส่วนประกอบที่พบได้ทั่วไปในครัวเรือนญี่ปุ่นและครัวเรือนของประเทศในเอเชียตะวันออกหลายประเทศ แต่ก็มีการใช้งานที่แตกต่างกันไปทั่วโลก เทอร์โมพอตขนาดเล็กสามารถพกพาได้ เทอร์โมพอตบางรุ่นได้รับการออกแบบให้มีคุณสมบัติในการกรองน้ำได้^{[ 8 ]}

เครื่องทำความร้อนแบบหมุนเวียนหรือ "เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนไฟฟ้าโดยตรง" (DEHE) ใช้ตัวทำความร้อนที่เสียบเข้าไปในตัวกลาง "ด้านเปลือก" โดยตรงเพื่อให้เกิดผลในการทำความร้อน ความร้อนทั้งหมดที่สร้างขึ้นโดยเครื่องทำความร้อนแบบหมุนเวียนไฟฟ้าจะถูกถ่ายโอนไปยังตัวกลาง ดังนั้นเครื่องทำความร้อนไฟฟ้าจึงมีประสิทธิภาพ 100 เปอร์เซ็นต์ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนไฟฟ้าโดยตรงหรือ "เครื่องทำความร้อนแบบหมุนเวียน" ใช้ในการให้ความร้อนแก่ของเหลวและก๊าซในกระบวนการทางอุตสาหกรรม^{[ 9 ] [ 10 ]}

เครื่องทำความร้อนแบบอิเล็กโทรดนั้นไม่มีความต้านทานจากลวดพัน แต่ของเหลวเองทำหน้าที่เป็นความต้านทาน ซึ่งอาจก่อให้เกิดอันตรายได้ ดังนั้นกฎระเบียบที่ควบคุมเครื่องทำความร้อนแบบอิเล็กโทรดจึงเข้มงวดมาก

ประสิทธิภาพของระบบใดๆ ขึ้นอยู่กับการกำหนดขอบเขตของระบบ สำหรับลูกค้าพลังงานไฟฟ้า ประสิทธิภาพของการทำความร้อนด้วยไฟฟ้าอยู่ที่ 100% เนื่องจากพลังงานที่ซื้อทั้งหมดถูกแปลงเป็นความร้อน อย่างไรก็ตาม หาก รวม โรงไฟฟ้าที่จ่ายกระแสไฟฟ้าเข้าไปด้วย ประสิทธิภาพโดยรวมจะลดลงอย่างมาก ตัวอย่างเช่นโรงไฟฟ้าพลังงานฟอสซิลจะส่งมอบพลังงานไฟฟ้าเพียง 3-5 หน่วยต่อพลังงานเชื้อเพลิงที่ปล่อยออกมา 10 หน่วย^{[ 11 ]} แม้ว่าเครื่องทำความร้อนไฟฟ้าจะมีประสิทธิภาพ 100% แต่ปริมาณเชื้อเพลิงที่จำเป็นในการผลิตความร้อนนั้นมากกว่าหากใช้เชื้อเพลิงนั้นในเตาเผาหรือหม้อไอน้ำในอาคารที่กำลังทำความร้อน หากสามารถใช้เชื้อเพลิงเดียวกันสำหรับการทำความร้อนในพื้นที่ของผู้บริโภคได้ การเผาเชื้อเพลิงที่อาคารของผู้ใช้ปลายทางจะมีประสิทธิภาพโดยรวมมากกว่า ในทางกลับกัน การแทนที่การทำความร้อนด้วยไฟฟ้าด้วยเครื่องทำความร้อนที่ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลนั้นไม่จำเป็นต้องดีเสมอไป เพราะจะทำให้ไม่สามารถใช้การทำความร้อนด้วยไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนได้ ซึ่งสามารถทำได้โดยการจัดหาไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานหมุนเวียน

ความแตกต่างระหว่างประเทศที่ผลิตพลังงานไฟฟ้าส่งผลต่อความกังวลเกี่ยวกับประสิทธิภาพและสิ่งแวดล้อม ในปี 2558 ฝรั่งเศสผลิตไฟฟ้าจากเชื้อเพลิงฟอสซิล เพียง 6% ในขณะที่ออสเตรเลียใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลมากกว่า 86% ของการผลิตไฟฟ้าทั้งหมด^{[ 12 ]} ความสะอาดและประสิทธิภาพของไฟฟ้าขึ้นอยู่กับแหล่งที่มา

ในสวีเดนการใช้เครื่องทำความร้อนไฟฟ้าโดยตรงถูกจำกัดมาตั้งแต่ทศวรรษ 1980 ด้วยเหตุผลนี้ และมีแผนที่จะเลิกใช้โดยสิ้นเชิง – ดูการเลิกใช้น้ำมันในสวีเดน – ในขณะที่เดนมาร์กได้ห้ามการติดตั้งเครื่องทำความร้อนไฟฟ้าโดยตรงในอาคารใหม่ด้วยเหตุผลที่คล้ายคลึงกัน^{[ 13 ]} ในกรณีของอาคารใหม่ สามารถใช้ เทคนิคการสร้างอาคารประหยัดพลังงานซึ่งสามารถขจัดความจำเป็นในการทำความร้อนได้อย่างแท้จริง เช่น อาคารที่สร้างตามมาตรฐาน Passivhaus

อย่างไรก็ตาม ในควิเบกการทำความร้อนด้วยไฟฟ้ายังคงเป็นรูปแบบการทำความร้อนในบ้านที่ได้รับความนิยมมากที่สุด จาก การสำรวจ ของสำนักงานสถิติแคนาดา ในปี 2546 พบว่า 68% ของครัวเรือนในจังหวัดใช้ไฟฟ้าในการทำความร้อนในพื้นที่ มากกว่า 90% ของพลังงานทั้งหมดที่ใช้ในควิเบกผลิตจากเขื่อนไฟฟ้า พลังน้ำ ซึ่งมี การปล่อย ก๊าซเรือนกระจก ต่ำ เมื่อเทียบกับโรงไฟฟ้าพลังงานฟอสซิลHydro-Québecซึ่งเป็นบริษัทสาธารณูปโภคของรัฐคิดค่าบริการในอัตราที่ต่ำและคงที่^{[ 14 ]}

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีแนวโน้มสำคัญที่ประเทศต่างๆ จะผลิตไฟฟ้าคาร์บอนต่ำจากแหล่งพลังงานหมุนเวียน โดยเพิ่มเติมจากพลังงานนิวเคลียร์และพลังงานน้ำซึ่งเป็นแหล่งพลังงานคาร์บอนต่ำที่มีมาอย่างยาวนาน ตัวอย่างเช่นคาร์บอนฟุตพริ้นท์ของไฟฟ้าในสหราชอาณาจักรต่อกิโลวัตต์ชั่วโมงในปี 2019 น้อยกว่าครึ่งหนึ่งของปี 2010 ^{[ 11 ]}อย่างไรก็ตาม เนื่องจากต้นทุนการลงทุนสูง ต้นทุนของไฟฟ้าจึงไม่ลดลงและโดยทั่วไปแล้วจะสูงกว่าการเผาไหม้เชื้อเพลิง 2-3 เท่า ดังนั้น การทำความร้อนด้วยไฟฟ้าโดยตรงในปัจจุบันอาจให้คาร์บอนฟุตพริ้นท์ที่ใกล้เคียงกับการทำความร้อนด้วยก๊าซหรือน้ำมัน แต่ต้นทุนยังคงสูงกว่า แม้ว่าอัตราค่าไฟฟ้าช่วงนอกเวลาเร่งด่วนที่ถูกกว่าจะช่วยลดผลกระทบนี้ได้

เพื่อให้ความร้อนมีประสิทธิภาพมากขึ้นปั๊มความร้อน ที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า สามารถเพิ่มอุณหภูมิภายในอาคารได้โดยการดึงพลังงานจากพื้นดิน อากาศภายนอก หรือของเสีย เช่น อากาศเสีย ซึ่งสามารถลดการใช้ไฟฟ้าลงได้เพียง 35% เมื่อเทียบกับการทำความร้อนแบบใช้ความต้านทาน^{[ 15 ]} ในกรณีที่แหล่งพลังงานไฟฟ้าหลักเป็นพลังงานน้ำ พลังงานนิวเคลียร์ หรือพลังงานลม การส่งไฟฟ้าผ่านโครงข่ายไฟฟ้าอาจสะดวก เนื่องจากแหล่งพลังงานอาจอยู่ไกลเกินกว่าจะนำไปใช้ในการทำความร้อนโดยตรงได้ (ยกเว้นพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ )

การใช้ไฟฟ้าในการให้ความร้อนแก่พื้นที่และการทำความร้อนน้ำได้รับการเสนอมากขึ้นเรื่อยๆ ว่าเป็นแนวทางในการลดการปล่อยคาร์บอนในระบบพลังงานปัจจุบัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งด้วยปั๊มความร้อนในกรณีของการใช้ไฟฟ้าในวงกว้างจำเป็นต้องพิจารณา ผลกระทบต่อ โครงข่ายไฟฟ้าเนื่องจากความต้องการใช้ไฟฟ้าสูงสุดที่อาจเพิ่มขึ้น และการเผชิญกับ เหตุการณ์ สภาพอากาศรุนแรง^{[ 16 ]}

การใช้งานเครื่องทำความร้อนไฟฟ้าเพื่อทำความร้อนในพื้นที่เป็นเวลานานนั้นมีค่าใช้จ่ายสูงในหลายภูมิภาค อย่างไรก็ตาม การใช้งานเป็นช่วงๆ หรือเพียงบางส่วนของวันอาจมีประสิทธิภาพด้านต้นทุนมากกว่าการทำความร้อนทั้งอาคาร เนื่องจากสามารถควบคุมอุณหภูมิเฉพาะจุดได้ดีกว่า

ตัวอย่างเช่น: ห้องรับประทานอาหารกลางวันในสำนักงานมีเวลาทำการจำกัด ในช่วงเวลาที่มีการใช้งานน้อย ระบบทำความร้อนส่วนกลางจะให้ความร้อนในระดับ "ควบคุม" (50 °F หรือ 10 °C) ในช่วงเวลาที่มีการใช้งานสูงสุดระหว่างเวลา 11:00 น. ถึง 14:00 น. จะให้ความร้อนในระดับ "ความสบาย" (70 °F หรือ 21 °C) จะสามารถประหยัดพลังงานโดยรวมได้อย่างมาก เนื่องจากมีการสูญเสียรังสีอินฟราเรดผ่านการแผ่รังสีความร้อนน้อยลงเมื่อความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างพื้นที่นี้กับอากาศภายนอกที่ไม่ได้รับความร้อน รวมถึงระหว่างตู้เย็นกับห้องรับประทานอาหารกลางวัน (ที่เย็นลงแล้ว) น้อยลง

ในเชิงเศรษฐกิจ ความร้อนจากไฟฟ้าสามารถเปรียบเทียบกับแหล่งความร้อนอื่นๆ ในบ้านได้โดยการคูณต้นทุนต่อกิโลวัตต์ชั่วโมงของไฟฟ้าในพื้นที่ด้วยจำนวนกิโลวัตต์ที่เครื่องทำความร้อนใช้ เช่น เครื่องทำความร้อน 1500 วัตต์ ราคา 12 เซนต์ต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง 1.5 × 12 = 18 เซนต์ต่อชั่วโมง^{[ 17 ]}เมื่อเปรียบเทียบกับการเผาไหม้เชื้อเพลิง อาจเป็นประโยชน์ที่จะแปลงกิโลวัตต์ชั่วโมงเป็นBTU : 1.5 kWh × 3412.142 = 5118 BTU

การทำความร้อนด้วยไฟฟ้าถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม^{[ 18 ]}

ข้อดีของวิธีการให้ความร้อนด้วยไฟฟ้าเมื่อเทียบกับรูปแบบอื่น ๆ ได้แก่ การควบคุมอุณหภูมิและการกระจายพลังงานความร้อนได้อย่างแม่นยำ ไม่ใช้การเผาไหม้เพื่อสร้างความร้อน และสามารถเข้าถึงอุณหภูมิที่ยากจะทำได้ด้วยการเผาไหม้ทางเคมี ความร้อนจากไฟฟ้าสามารถนำไปใช้ได้อย่างแม่นยำ ณ จุดที่ต้องการในกระบวนการผลิต ด้วยความเข้มข้นของพลังงานสูงต่อหน่วยพื้นที่หรือปริมาตร อุปกรณ์ให้ความร้อนด้วยไฟฟ้าสามารถสร้างได้ในขนาดที่ต้องการและสามารถติดตั้งได้ทุกที่ภายในโรงงาน กระบวนการให้ความร้อนด้วยไฟฟ้าโดยทั่วไปสะอาด เงียบ และไม่ปล่อยความร้อนที่เป็นผลพลอยได้สู่สิ่งแวดล้อมมากนัก อุปกรณ์ให้ความร้อนด้วยไฟฟ้ามีความเร็วในการตอบสนองสูง ทำให้เหมาะสำหรับอุปกรณ์การผลิตจำนวนมากที่ต้องทำงานอย่างรวดเร็ว

ข้อจำกัดและข้อเสียของการทำความร้อนด้วยไฟฟ้าในภาคอุตสาหกรรม ได้แก่ ต้นทุนพลังงานไฟฟ้าที่สูงกว่าเมื่อเทียบกับการใช้เชื้อเพลิงโดยตรง และต้นทุนการลงทุนทั้งในส่วนของอุปกรณ์ทำความร้อนด้วยไฟฟ้าเองและโครงสร้างพื้นฐานที่จำเป็นในการส่งพลังงานไฟฟ้าปริมาณมากไปยังจุดใช้งาน อย่างไรก็ตาม ต้นทุนเหล่านี้อาจได้รับการชดเชยบ้างด้วยประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นภายในโรงงาน (ในสถานที่) โดยการใช้พลังงานโดยรวมน้อยลงเพื่อให้ได้ผลลัพธ์เดียวกัน

การออกแบบระบบทำความร้อนในอุตสาหกรรมเริ่มต้นด้วยการประเมินอุณหภูมิที่ต้องการ ปริมาณความร้อนที่ต้องการ และวิธีการถ่ายโอนพลังงานความร้อนที่เป็นไปได้ นอกเหนือจากการนำความร้อน การพาความร้อน และการแผ่รังสีแล้ว วิธีการทำความร้อนด้วยไฟฟ้ายังสามารถใช้สนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กในการให้ความร้อนแก่วัสดุได้

วิธีการให้ความร้อนด้วยไฟฟ้า ได้แก่ การให้ความร้อนด้วยความต้านทาน การให้ความร้อนด้วยอาร์คไฟฟ้า การให้ความร้อนด้วยการเหนี่ยวนำ และการให้ความร้อนด้วยไดอิเล็กทริก ในบางกระบวนการ (เช่นการเชื่อมด้วยอาร์ค ) กระแสไฟฟ้าจะถูกส่งไปยังชิ้นงานโดยตรง ในกระบวนการอื่นๆ ความร้อนจะเกิดขึ้นภายในชิ้นงานโดยการเหนี่ยวนำหรือการสูญเสียไดอิเล็กทริกนอกจากนี้ ความร้อนยังสามารถเกิดขึ้นแล้วถ่ายเทไปยังชิ้นงานโดยการนำความร้อน การพาความร้อน หรือการแผ่รังสี

กระบวนการให้ความร้อนในอุตสาหกรรมสามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ประเภทหลักๆ คือ กระบวนการอุณหภูมิต่ำ (ประมาณ 400 องศาเซลเซียส หรือ 752 องศาฟาเรนไฮต์) กระบวนการอุณหภูมิปานกลาง (ระหว่าง 400 ถึง 1,150 องศาเซลเซียส หรือ 752 ถึง 2,102 องศาฟาเรนไฮต์) และกระบวนการอุณหภูมิสูง (สูงกว่า 1,150 องศาเซลเซียส หรือ 2,102 องศาฟาเรนไฮต์) กระบวนการอุณหภูมิต่ำ ได้แก่การอบและการอบแห้งการบ่มผิวเคลือบ การบัดกรี การขึ้นรูปและการปรับแต่งพลาสติก กระบวนการอุณหภูมิปานกลาง ได้แก่ การหลอมพลาสติกและโลหะที่ไม่ใช่โลหะบางชนิดเพื่อการหล่อหรือการปรับรูปทรง รวมถึงการอบอ่อน การลดความเครียด และการอบชุบโลหะ กระบวนการอุณหภูมิสูง ได้แก่การผลิตเหล็กการบัดกรีการเชื่อมการหล่อโลหะ การตัดการถลุงและการเตรียมสารเคมีบางชนิด