เครื่องทำความร้อนอินฟราเรดหรือโคมไฟความร้อนเป็นอุปกรณ์ทำความร้อนที่มีตัวปล่อยความร้อนอุณหภูมิสูง ซึ่งถ่ายโอนพลังงานไปยังวัตถุที่เย็นกว่าผ่านการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า ความยาวคลื่นสูงสุดของรังสีอินฟราเรดจะแตกต่างกันไป ตามอุณหภูมิของตัวปล่อยความร้อนช่วงความยาวคลื่น 750  นาโนเมตรถึง 1 มิลลิเมตร ไม่จำเป็นต้องมีการสัมผัสหรือตัวกลางระหว่างตัวปล่อยรังสีกับวัตถุเย็นเพื่อการถ่ายโอนพลังงาน เครื่องทำความร้อนอินฟราเรดสามารถใช้งานได้ในสภาวะสุญญากาศหรือในบรรยากาศปกติ

การจำแนกประเภทเครื่องทำความร้อนอินฟราเรดอย่างหนึ่งคือตาม ช่วง ความยาวคลื่นของการปล่อยรังสีอินฟราเรด

• คลื่นสั้นหรืออินฟราเรดใกล้ในช่วงตั้งแต่750  นาโนเมตรถึง1.4  ไมโครเมตร ; ตัวปล่อยแสงเหล่านี้เรียกอีกอย่างว่า "สว่าง" เนื่องจากยังคงปล่อยแสงที่มองเห็นได้ออกมาบ้าง
• รังสีอินฟราเรดระดับกลางสำหรับช่วงระหว่าง1.4 ไมโครเมตรและ3 ไมโครเมตร ;
• อินฟราเรดระยะไกลหรือตัวปล่อยรังสีสีดำสำหรับทุกสิ่งข้างต้น3ไมโครเมตร

เซอร์ วิลเลียม เฮอร์เชลนักดาราศาสตร์ ชาวเยอรมัน-อังกฤษได้รับเครดิตว่าเป็นผู้ค้นพบรังสีอินฟราเรดในปี 1800 เขาประดิษฐ์เครื่องมือที่เรียกว่าสเปกโทรเมตรเพื่อวัดขนาดของพลังงานการแผ่รังสีที่ความยาวคลื่น ต่างๆ เครื่องมือนี้ประกอบด้วยสามส่วน ส่วนแรกคือปริซึมสำหรับรับแสงอาทิตย์และกระจายสีลงบนโต๊ะ ส่วนที่สองคือแผ่นกระดาษแข็งขนาดเล็กที่มีช่องแคบพอให้สีเดียวผ่านได้ และสุดท้ายคือเทอร์โมมิเตอร์ปรอท ในหลอดแก้วสามอัน จากการทดลองของเขา เฮอร์เชลพบว่าแสงสีแดงมีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิสูงสุดในสเปกตรัมของแสงอย่างไรก็ตาม การให้ความร้อนด้วยรังสีอินฟราเรดไม่ได้ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายจนกระทั่งสงครามโลกครั้งที่สอง ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง การให้ความร้อนด้วยรังสีอินฟราเรดเริ่มมีการใช้และเป็นที่รู้จักมากขึ้น การใช้งานหลักๆ อยู่ในด้านการตกแต่งโลหะ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการอบแห้งสีและแล็กเกอร์บนอุปกรณ์ทางทหาร มีการใช้หลอดไฟจำนวนมากอย่างประสบความสำเร็จ แม้ว่าตามมาตรฐานในปัจจุบัน ความเข้มข้นของพลังงานจะต่ำมาก แต่เทคนิคนี้ให้เวลาในการอบแห้งที่เร็วกว่าเตาอบแบบใช้ความร้อนหมุนเวียนในสมัยนั้นมาก หลังสงครามโลกครั้งที่สอง การนำเทคนิคการให้ความร้อนด้วยอินฟราเรดมาใช้ยังคงดำเนินต่อไป แต่ในอัตราที่ช้าลงมาก ในช่วงกลางทศวรรษ 1950 อุตสาหกรรมยานยนต์เริ่มแสดงความสนใจในศักยภาพของอินฟราเรดสำหรับการอบแห้งสี และอุโมงค์อินฟราเรดในสายการผลิตจำนวนหนึ่งก็เริ่มใช้งาน^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}

วัสดุไส้หลอดที่ใช้กันทั่วไปสำหรับเครื่องทำความร้อนอินฟราเรดไฟฟ้าคือ ลวด ทังสเตนซึ่งจะถูกม้วนเป็นขดลวดเพื่อให้มีพื้นที่ผิวมากขึ้น ทางเลือกสำหรับทังสเตนในอุณหภูมิต่ำ ได้แก่คาร์บอนหรือโลหะผสมของเหล็กโครเมียมและอะลูมิเนียม (FeCrAl ซึ่งเป็นเครื่องหมายการค้าและชื่อแบรนด์Kanthal ) แม้ว่าการผลิตไส้หลอดคาร์บอนจะทำได้ยากกว่า แต่ก็ร้อนเร็วกว่าเครื่องทำความร้อนคลื่นกลางที่ใช้ไส้หลอดโลหะผสมมาก

เมื่อไม่ต้องการหรือไม่จำเป็นต้องใช้แสงสว่างในเครื่องทำความร้อน เครื่องทำความร้อนแบบอินฟราเรดเซรามิกจึงเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุด เครื่องทำความร้อนชนิดนี้มีขดลวดต้านทานโลหะผสมยาว 8 เมตร (26 ฟุต) ปล่อยความร้อนสม่ำเสมอทั่วทั้งพื้นผิวของเครื่องทำความร้อน และเซรามิกสามารถดูดซับรังสีได้ถึง 90% เนื่องจากการดูดซับและการปล่อยรังสีมีพื้นฐานมาจากหลักการทางกายภาพเดียวกันในทั้งสองชนิด เซรามิกจึงเหมาะอย่างยิ่งที่จะใช้เป็นวัสดุสำหรับเครื่องทำความร้อนแบบอินฟราเรด

เครื่องทำความร้อนอินฟราเรดอุตสาหกรรมบางครั้งใช้ การเคลือบ ทองคำบน ท่อ ควอตซ์ซึ่งสะท้อนรังสีอินฟราเรดและส่งไปยังผลิตภัณฑ์ที่จะให้ความร้อน ส่งผลให้รังสีอินฟราเรดที่ตกกระทบผลิตภัณฑ์เพิ่มขึ้นเกือบสองเท่า มีการใช้ทองคำเนื่องจากทนต่อการออกซิเดชันและมีการสะท้อนรังสีอินฟราเรดสูงมากประมาณ 95% ^{[ 4 ]}

เครื่องทำความร้อนอินฟราเรดมักใช้ในรูปแบบโมดูลอินฟราเรด (หรือชุดตัวปล่อยความร้อน) โดยการรวมเครื่องทำความร้อนหลายตัวเข้าด้วยกันเพื่อให้ได้พื้นที่ทำความร้อนที่กว้างขึ้น

โดยทั่วไปแล้ว เครื่องทำความร้อนอินฟราเรดจะถูกจำแนกตามความยาวคลื่นที่ปล่อยออกมา:

เครื่องทำความร้อนอินฟราเรดคลื่นสั้น (NIR) หรือเครื่องทำความร้อนอินฟราเรดคลื่นใกล้ ทำงานที่อุณหภูมิไส้หลอดสูงกว่า 1,800  °C (3,270  °F ) และเมื่อจัดเรียงเป็นแถวจะให้ความหนาแน่นของพลังงานสูงถึงหลายร้อย kW/m² ^{ความยาวคลื่น}สูงสุดของเครื่องทำความร้อนเหล่านี้ต่ำกว่าช่วงการดูดกลืนแสงของน้ำ ทำให้ไม่เหมาะสำหรับการใช้งานอบแห้งหลายประเภท แต่เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการให้ความร้อนแก่ซิลิกาในกรณีที่ต้องการการแทรกซึมลึก

เครื่องทำความร้อนอินฟราเรดคลื่นกลาง (MWIR) และคาร์บอน ทำงานที่อุณหภูมิไส้หลอดประมาณ 1,000 °C (1,830 °F) โดยมีกำลังความร้อนสูงสุดถึง 60  ^kW / m² ( 5.6 kW/ ft² ) (คลื่นกลาง) และ 150 kW/m² ^{( 14} kW/ft² ⁾ (คาร์บอน)

ตัวปล่อย รังสีอินฟราเรดระยะไกล (FIR) มักใช้ในห้องซาวน่าอินฟราเรด ระยะไกลอุณหภูมิต่ำ ซึ่งเป็นเพียงกลุ่มผลิตภัณฑ์ระดับสูงและมีราคาแพงที่สุดในตลาดซาวน่าอินฟราเรด แทนที่จะใช้ตัวปล่อยรังสีคาร์บอน ควอตซ์ หรือเซรามิกกำลังวัตต์สูง ซึ่งปล่อยรังสีอินฟราเรดระยะใกล้และระยะกลาง ความร้อน และแสง ตัวปล่อยรังสีอินฟราเรดระยะไกลจะใช้แผ่นเซรามิกกำลังวัตต์ต่ำที่ยังคงเย็นอยู่ แต่ยังคงปล่อยรังสีอินฟราเรดระยะไกลออกมาได้

ความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิและความยาวคลื่นสูงสุดนั้นแสดงได้ด้วยกฎการกระจัดของเวียน (Wien's displacement law )

องค์ประกอบความร้อนแบบลวดโลหะปรากฏขึ้นครั้งแรกในช่วงทศวรรษ 1920 องค์ประกอบเหล่านี้ประกอบด้วยลวดที่ทำจากโครเมลโครเมลทำจากนิกเกิลและโครเมียมและเรียกอีกอย่างว่านิโครมจากนั้นลวดนี้จะถูกม้วนเป็นเกลียวและพันรอบตัวเซรามิก เมื่อได้รับความร้อนที่อุณหภูมิสูง จะเกิดชั้นป้องกันของโครเมียมออกไซด์ซึ่งปกป้องลวดจากการไหม้และการกัดกร่อน และทำให้องค์ประกอบเรืองแสง^{[ 5 ]}

หลอดไฟความร้อนเป็นหลอดไฟไส้ที่ใช้เพื่อวัตถุประสงค์หลักในการสร้างความร้อน สเปกตรัมของการแผ่รังสีของวัตถุดำ ที่ปล่อยออกมาจากหลอดไฟสามารถเลื่อนเพื่อสร้าง แสงอินฟราเรดที่มีความยาวคลื่นยาวขึ้นได้โดยการลดอุณหภูมิของไส้หลอด^{[ 6 ]}

อย่างไรก็ตาม หลอดไฟให้ความร้อนสำหรับอินฟราเรดคลื่นสั้น (คลื่นใกล้) ที่ได้รับความนิยมหลายรุ่นนั้น สร้างขึ้นเป็นหลอดไฟแบบกระจายแสง ทำจากแก้วและมีแผ่นสะท้อนแสงภายใน โดยใช้ไส้หลอดที่มีอุณหภูมิประมาณ 2000 เคลวิน และมีตัวกรองสีแดงเพื่อลดปริมาณแสงที่มองเห็นได้ที่ปล่อยออกมา หลอดไฟให้ความร้อนขนาด 250 วัตต์ เหล่านี้ มักบรรจุอยู่ในรูปแบบ "R40" (หลอดไฟสะท้อนแสงขนาด 5 นิ้ว) โดยมีฐานเกลียวตรงกลาง

โคมไฟให้ความร้อนมักใช้ในพื้นที่เตรียมอาหารของร้านอาหารเพื่อรักษาความอบอุ่นของอาหารก่อนเสิร์ฟ และใช้ในการเลี้ยงสัตว์โคมไฟที่ใช้สำหรับสัตว์ปีกเรียกว่าโคมไฟอนุบาล นอกจากลูกนกแล้ว สัตว์ชนิดอื่นๆ ที่ได้รับประโยชน์จากโคมไฟให้ความร้อน ได้แก่สัตว์เลื้อยคลานสัตว์ ครึ่ง บก ครึ่ง น้ำแมลงแมงมุมและลูกสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม บางชนิด หลอดไฟไส้ขาวธรรมดาในครัวเรือนสามารถใช้เป็นโคมไฟให้ความร้อนได้ ดังที่Heatball นำมาใช้ เพื่อหลีกเลี่ยงการเลิกใช้หลอดไฟไส้แต่หลอดไฟเหล่านี้สว่างมาก เว้นแต่จะลดแรงดันไฟฟ้าหรือกรองแสง และมีหลอดไฟเฉพาะที่มีตัวกรองสีจำหน่ายสำหรับใช้กับสัตว์

สามารถใช้โคมไฟความร้อนเป็นวิธีการรักษาทางการแพทย์เพื่อให้ความร้อนแห้งเมื่อการรักษาแบบอื่นไม่ได้ผลหรือไม่สามารถทำได้^{[ 7 ]}

ตัวทำความร้อนอินฟราเรดเซรามิกใช้ในกระบวนการทางอุตสาหกรรมที่หลากหลายซึ่งต้องการรังสีอินฟราเรดคลื่นยาว ช่วงความยาวคลื่นที่ใช้งานได้คือ 2–10 ไมโครเมตร นอกจากนี้ยังนิยมใช้ในด้านการดูแลสุขภาพสัตว์เลี้ยงด้วย ตัวทำความร้อนอินฟราเรดเซรามิก (ตัวปล่อยรังสี) ผลิตขึ้นโดยมีหน้าสัมผัสพื้นฐานสามแบบ ได้แก่ แบบราง (เว้า) แบบแบน และแบบหลอดไฟหรือแบบเกลียวเอดิสันสำหรับการติดตั้งทั่วไปผ่านขั้วหลอดเซรามิก E27

เทคโนโลยีการให้ความร้อนนี้ใช้ในห้องซาวน่าอินฟราเรดราคาแพงบางประเภท นอกจากนี้ยังพบได้ในเครื่องทำความร้อนแบบประหยัดพลังงาน โดยทั่วไปแล้วจะเป็นแผงแบนขนาดใหญ่พอสมควรที่ติดตั้งบนผนัง เพดาน^{[ 8 ]}หรือฝังอยู่ในพื้น^{[ 9 ]}เครื่องทำความร้อนเหล่านี้ปล่อยรังสีอินฟราเรดคลื่นยาวโดยใช้ตัวปล่อยเซรามิกความหนาแน่นวัตต์ต่ำที่ใช้เทคโนโลยีคาร์บอนไฟเบอร์ การออกแบบที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นจะใช้ผลึกคาร์บอน ซึ่งเป็นการผสมผสานระหว่างคาร์บอนไฟเบอร์กับนาโนเทคโนโลยี โดยเปลี่ยนคาร์บอนให้เป็นรูปแบบนาโนเมตร^{[ 10 ]}เนื่องจากองค์ประกอบความร้อนมีอุณหภูมิค่อนข้างต่ำ เครื่องทำความร้อนอินฟราเรดระยะไกลจึงไม่ปล่อยมลพิษและกลิ่นจากฝุ่นละออง สิ่งสกปรก ฟอร์มาลดีไฮด์ ควันพิษจากสีเคลือบ ฯลฯ^{[ 11 ]}ทำให้เครื่องทำความร้อนประเภทนี้เป็นที่นิยมอย่างมากในหมู่ผู้ที่มีอาการแพ้อย่างรุนแรงและไวต่อสารเคมีหลายชนิดในยุโรป^{[ 12 ]}เนื่องจากเทคโนโลยีอินฟราเรดระยะไกลไม่ได้ให้ความร้อนแก่อากาศในห้องโดยตรง จึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องเพิ่มการสัมผัสของพื้นผิวที่มีอยู่ให้มากที่สุด ซึ่งจะปล่อยความร้อนออกมาเพื่อให้ความอบอุ่นทั่วถึง ซึ่งเรียกว่าการให้ความร้อนแบบแผ่รังสี^{[ 13 ]}

หลอดฮาโลเจนเป็นหลอดไส้ที่บรรจุด้วยก๊าซเฉื่อย ที่มีแรงดันสูง ผสมกับ ก๊าซ ฮาโลเจน ( โบรมีนหรือไอโอดีน ) ในปริมาณเล็กน้อย ซึ่งช่วยยืดอายุการใช้งานของไส้หลอด (ดู) ทำให้หลอดฮาโลเจนมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าหลอดไส้ชนิดอื่น เนื่องจากแรงดันและอุณหภูมิสูงที่หลอดฮาโลเจนผลิตได้ จึงมีขนาดค่อนข้างเล็กและทำจากแก้วควอตซ์เพราะมีจุดหลอมเหลวสูงกว่าแก้วทั่วไป การใช้งานทั่วไปของหลอดฮาโลเจนคือเครื่องทำความร้อนแบบตั้งโต๊ะ^{[ 14 ] [ 15 ]}

องค์ประกอบความร้อนอินฟราเรดควอตซ์^{[ 16 ]}ปล่อยพลังงานอินฟราเรดคลื่นกลางและมีประสิทธิภาพเป็นพิเศษในระบบที่ต้องการการตอบสนองความร้อนอย่างรวดเร็ว หลอดอินฟราเรดแบบท่อในหลอดควอตซ์ผลิตรังสีอินฟราเรดในช่วงความยาวคลื่น 1.5–8 μm ไส้หลอดที่ปิดสนิททำงานที่อุณหภูมิประมาณ 2,500 K (2,230 °C; 4,040 °F) ซึ่งผลิตรังสีความยาวคลื่นสั้นกว่าแหล่งกำเนิดขดลวดแบบเปิด หลอดเหล่านี้ได้รับการพัฒนาในช่วงทศวรรษ 1950 ที่General Electricผลิตพลังงานประมาณ 100 วัตต์ต่อนิ้ว (4 W/mm) และสามารถรวมกันเพื่อแผ่รังสีได้ 500 วัตต์ต่อตารางฟุต (5,400 W/m² ⁾เพื่อให้ได้ความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้น จึง มีการใช้หลอด ฮาโลเจนหลอดอินฟราเรดควอตซ์ใช้ในตัวสะท้อนแสงที่ขัดเงาอย่างดีเพื่อนำรังสีในรูปแบบที่สม่ำเสมอและเข้มข้น

หลอดไฟควอตซ์ใช้ในกระบวนการแปรรูปอาหาร กระบวนการแปรรูปทางเคมี การอบแห้งสี และการละลายวัสดุแช่แข็ง นอกจากนี้ยังสามารถใช้สำหรับการให้ความร้อนเพื่อความสะดวกสบายในพื้นที่หนาวเย็น ในตู้ฟักไข่ และในการใช้งานอื่นๆ สำหรับการให้ความร้อน การอบแห้ง และการอบ ในระหว่างการพัฒนายานอวกาศที่กลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศโลก มีการใช้หลอดไฟอินฟราเรดควอตซ์จำนวนมากเพื่อทดสอบวัสดุป้องกันความร้อนที่ความหนาแน่นของพลังงานสูงถึง 28 kW/ft² ⁽ 300 kW/m² ⁾ [ ^{17 ] ใน}ปี 2000 บริษัท General Electric ได้เปิดตัวหลอดไฟควอตซ์กันน้ำรุ่นแรกควบคู่ไปกับ Tansun ผู้ผลิตเครื่องทำความร้อนอินฟราเรดจากอังกฤษ^{[ 18 ]}

โดยทั่วไปแล้ว หลอดไฟชนิดนี้มักประกอบด้วย หลอด แก้วควอตซ์สีขาวขุ่นหรือควอตซ์ ใส ที่มีองค์ประกอบต้านทานไฟฟ้า ซึ่งโดยปกติจะเป็นลวดทังสเตนหรือขดลวดโลหะผสมเหล็ก-โครเมียม-อะลูมิเนียมบางๆ อากาศในบรรยากาศจะถูกกำจัดออกไปและเติมด้วยก๊าซเฉื่อย เช่นไนโตรเจนและอาร์กอน จากนั้นจึงปิดผนึก ในหลอดไฟควอตซ์ฮาโลเจน จะมีการเติมก๊าซ ฮาโลเจนในปริมาณเล็กน้อยเพื่อยืดอายุการใช้งานของตัวทำความร้อน

พลังงานรังสีส่วนใหญ่ที่ปล่อยออกมาที่อุณหภูมิการทำงานจะถูกส่งผ่านท่อควอตซ์บางๆ แต่พลังงานบางส่วนจะถูกดูดซับโดยท่อแก้วควอตซ์ซิลิกา ทำให้อุณหภูมิของผนังท่อเพิ่มขึ้น ซึ่งทำให้พันธะซิลิคอน-ออกซิเจนแผ่รังสีอินฟราเรดระยะไกล องค์ประกอบความร้อนแก้วควอตซ์ได้รับการออกแบบมาสำหรับการใช้งานด้านแสงสว่างเป็นหลัก แต่เมื่อหลอดไฟทำงานเต็มกำลัง พลังงานที่ปล่อยออกมาน้อยกว่า 5% จะอยู่ในสเปกตรัมที่มองเห็นได้^{[ 19 ]}

เครื่องทำความร้อนอินฟราเรดควอตซ์ทังสเตนปล่อยพลังงานคลื่นขนาดกลาง ทำให้มีอุณหภูมิใช้งานสูงสุดถึง 1,500 °C (2,730 °F) (คลื่นขนาดกลาง) และ 2,600 °C (4,710 °F) (คลื่นระยะสั้น) โดยสามารถถึงอุณหภูมิใช้งานภายในไม่กี่วินาที ความยาวคลื่นสูงสุดที่ปล่อยออกมาอยู่ที่ประมาณ 1.6 μm (อินฟราเรดคลื่นขนาดกลาง) และ 1 μm (อินฟราเรดคลื่นระยะสั้น)

เครื่องทำความร้อนแบบคาร์บอนใช้ ส่วนประกอบทำความร้อนที่ ทำจากเส้นใยคาร์บอน ซึ่งสามารถผลิตความร้อน อินฟราเรดคลื่นยาว คลื่นกลาง และคลื่นสั้นได้จำเป็นต้องเลือกให้เหมาะสมกับพื้นที่ที่จะทำความร้อนอย่างแม่นยำ

เครื่องทำความร้อนแบบแผ่รังสีอินฟราเรดมีหลายประเภทพื้นฐาน

• สว่างหรือมีความเข้มสูง
• เครื่องทำความร้อนแบบท่อรังสี
• เครื่องทำความร้อนแบบเร่งปฏิกิริยา

เครื่องทำความร้อนแบบท่อส่งความร้อนที่ใช้ก๊าซเป็นเชื้อเพลิง ใช้สำหรับทำความร้อนในอาคารอุตสาหกรรมและอาคารพาณิชย์ โดยก๊าซธรรมชาติหรือโพรเพนจะเผาไหม้เพื่อให้ความร้อนแก่ท่อส่งความร้อนที่ทำจากเหล็ก ก๊าซจะไหลผ่านวาล์ว ควบคุม ไปยังหัวเผาแบบถ้วยหรือแบบเวนทูรี ก๊าซที่เกิดจากการเผาไหม้จะให้ความร้อนแก่ท่อส่งความร้อน เมื่อท่อร้อนขึ้น พลังงานความร้อนจากท่อจะแผ่ไปยังคน พื้น และวัตถุอื่นๆ ในบริเวณนั้น ทำให้เกิดความอบอุ่น หากหัวเผาได้รับการป้องกัน เครื่องทำความร้อนก็จะไม่มีลมโกรก

เครื่องทำความร้อนแบบเร่งปฏิกิริยาใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเช่นแพลทินัมเพื่อออกซิไดซ์เชื้อเพลิงที่อุณหภูมิ 300–550 องศาเซลเซียส เนื่องจากอุณหภูมินี้ต่ำกว่าอุณหภูมิการจุดติดไฟของเชื้อเพลิงส่วนใหญ่ ตัวเร่งปฏิกิริยาจึงต้องได้รับความร้อนจากเปลวไฟนำร่องหรือไฟฟ้าเพื่อเริ่มต้นปฏิกิริยา

เครื่องทำความร้อนอินฟราเรดที่ใช้ดีเซลและน้ำมันก๊าดเป็นเชื้อเพลิง ใช้หัวเผาน้ำมันแบบพ่นละอองด้วยแรงดันเพื่อเผาไหม้เชื้อเพลิงเหลว ทำให้ตัวปล่อยรังสีเหล็กหรือท่อแลกเปลี่ยนความร้อนร้อนถึงอุณหภูมิที่ปล่อยรังสีอินฟราเรดได้ เชื้อเพลิงจะถูกพ่นเป็นละอองละเอียดภายใต้แรงดัน (โดยทั่วไป 0.5–1.2 MPa) ซึ่งจะจุดติดไฟภายในห้องเผาไหม้

ก๊าซเผาไหม้ร้อนจะถ่ายโอนพลังงานไปยังพื้นผิวของตัวปล่อยรังสี ซึ่งจะแผ่รังสีอินฟราเรดช่วงคลื่นกลาง (ประมาณ 2–5 ไมโครเมตร) ไปยังบริเวณเป้าหมาย

เครื่องทำความร้อนเหล่านี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในภาคอุตสาหกรรมและการก่อสร้างที่อยู่นอกระบบโครงข่ายไฟฟ้าหลัก ซึ่งไม่มีท่อส่งก๊าซธรรมชาติ และการจัดหาโพรเพนไม่สะดวก บริบทการใช้งานทั่วไป ได้แก่ โครงสร้างปิดล้อมชั่วคราวในสถานที่ก่อสร้าง อาคารทางการเกษตร โรงเก็บเครื่องบิน ปฏิบัติการภาคสนามของกองทัพ และคลังสินค้าในพื้นที่ห่างไกล

หน่วยแบบพกพาถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในภูมิภาคที่มีโครงสร้างพื้นฐานด้านเชื้อเพลิงดีเซลเข้าถึงได้ง่ายกว่าแหล่งพลังงานอื่นๆ

เนื่องจากการเผาไหม้ของไฮโดรคาร์บอนเหลวทำให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ไอน้ำ และสารตกค้างจากการเผาไหม้ในปริมาณเล็กน้อย เครื่องทำความร้อนอินฟราเรดที่ใช้ดีเซล/น้ำมันก๊าดจึงต้องมีการระบายอากาศหรือการระบายก๊าซไอเสียที่เพียงพอ และไม่เหมาะสำหรับการใช้งานในพื้นที่ปิดที่มีผู้คนอาศัยอยู่โดยไม่มีการระบายอากาศที่เหมาะสม

ประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงและปริมาณความร้อนที่แผ่ออกมานั้นได้รับอิทธิพลอย่างมากจากมุมการพ่นของหัวฉีดและอัตราการไหล อัตราส่วนอากาศต่อเชื้อเพลิง รวมถึงค่าการแผ่รังสีและรูปทรงเรขาคณิตของพื้นผิวที่แผ่รังสี

ในอดีต น้ำมันก๊าด (น้ำมันเชื้อเพลิงหมายเลข 1) เป็นที่นิยมมากกว่าน้ำมันดีเซล (น้ำมันเชื้อเพลิงหมายเลข 2) ในการใช้งานแบบปิดหรือกึ่งถาวร เนื่องจากกลิ่นกำมะถันที่เกี่ยวข้องกับเชื้อเพลิงกลั่นที่มีกำมะถันสูง อย่างไรก็ตาม ด้วยการบังคับใช้ดีเซลกำมะถันต่ำพิเศษ (ULSD, กำมะถัน ≤15 ppm) ทั่วสหรัฐอเมริกาและเขตอำนาจศาลอื่นๆ อีกหลายแห่ง^{[ 20 ]}การปล่อยก๊าซซัลเฟอร์ออกไซด์และกลิ่นที่เกี่ยวข้องจึงไม่เป็นปัญหาการดำเนินงานที่สำคัญในตลาดเชื้อเพลิงที่ปฏิบัติตามข้อกำหนดอีกต่อไป

ในการใช้งานในปัจจุบัน การพิจารณาหลักในการเลือกเกรดเชื้อเพลิงคือความสามารถในการทำงานที่อุณหภูมิต่ำ ดีเซลเบอร์ 2 มีแนวโน้มที่จะเกิดผลึกแว็กซ์เมื่ออุณหภูมิเข้าใกล้จุดเมฆ (โดยทั่วไปอยู่ที่ −7 ถึง −12 °C สำหรับดีเซลเบอร์ 2 มาตรฐาน) ^{[ 21 ]}ซึ่งอาจจำกัดการไหลของเชื้อเพลิงผ่านตัวกรองและรูหัวฉีด ในการใช้งานในสภาพอากาศหนาวเย็น ดีเซลฤดูหนาว ซึ่งเป็นส่วนผสมที่มีสัดส่วนน้ำมันเชื้อเพลิงเบอร์ 1 สูงขึ้น จะถูกกำหนดให้ลดจุดเมฆและรับประกันการทำให้เป็นละอองและการจุดระเบิดที่เชื่อถือได้ที่อุณหภูมิแวดล้อมต่ำ^[2]เครื่องทำความร้อนแบบพกพาและแบบก่อสร้างบางรุ่นมีการจัดอันดับของผู้ผลิตสำหรับทั้งสองเกรด โดยอัตราส่วนการผสมที่แนะนำจะแตกต่างกันไปตามอุณหภูมิการทำงานขั้นต่ำที่คาดไว้

ประสิทธิภาพของเครื่องทำความร้อนอินฟราเรดคือค่าที่วัดจากพลังงานทั้งหมดที่เครื่องทำความร้อนใช้ไปเมื่อเทียบกับปริมาณพลังงานอินฟราเรดที่สร้างขึ้น แม้ว่าจะมีปริมาณความร้อนจากการพาความร้อนเกิดขึ้นบ้างในกระบวนการ แต่การเคลื่อนที่ของอากาศผ่านเครื่องทำความร้อนจะลดประสิทธิภาพการแปลงเป็นอินฟราเรดลง สำหรับท่อแผ่รังสีที่ใช้แผ่นสะท้อนแสงใหม่ที่ไม่มีรอยด่าง จะมีประสิทธิภาพการแผ่รังสีลงด้านล่างประมาณ 60% (อีก 40% ประกอบด้วยการสูญเสียจากการแผ่รังสีขึ้นด้านบนและการพาความร้อนที่ไม่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ และการสูญเสียผ่านปล่องไฟ)

นอกจากอันตรายจากการสัมผัสหลอดไฟหรือองค์ประกอบที่ร้อนแล้ว รังสีอินฟราเรดคลื่นสั้นที่มีความเข้มสูงอาจทำให้เกิดแผลไหม้จากความร้อนทางอ้อมได้เมื่อผิวหนังสัมผัสเป็นเวลานานเกินไปหรือวางเครื่องทำความร้อนใกล้กับตัวบุคคลมากเกินไป บุคคลที่สัมผัสกับรังสีอินฟราเรดในปริมาณมาก (เช่น ช่างเป่าแก้วและช่างเชื่อมโลหะ) เป็นเวลานานอาจเกิดภาวะเม็ดสีในม่านตา ลดลง และน้ำในลูกตาขุ่นมัวดังนั้นการสัมผัสควรอยู่ในระดับปานกลาง^{[ 22 ]}

เครื่องทำความร้อนอินฟราเรดที่ใช้ไฟฟ้าจะแผ่พลังงานความร้อนได้ถึง 86% ของพลังงานที่ป้อนเข้าไป^{[ 23 ]}พลังงานไฟฟ้าที่ป้อนเข้าไปเกือบทั้งหมดจะถูกแปลงเป็นความร้อน อินฟราเรด ในไส้หลอดและส่งไปยังเป้าหมายโดยใช้ตัวสะท้อนแสง พลังงานความร้อนบางส่วนจะถูกกำจัดออกจากองค์ประกอบความร้อนโดยการนำความร้อนหรือการพาความร้อนซึ่งอาจไม่มีการสูญเสียเลยสำหรับบางแบบที่ต้องการให้พลังงานไฟฟ้าทั้งหมดอยู่ในพื้นที่ที่ได้รับความร้อน หรืออาจถือเป็นการสูญเสียในสถานการณ์ที่ต้องการหรือมีประสิทธิภาพเฉพาะการถ่ายเทความร้อนแบบแผ่รังสีเท่านั้น

สำหรับการใช้งานจริง ประสิทธิภาพของเครื่องทำความร้อนอินฟราเรดขึ้นอยู่กับการจับคู่ความยาวคลื่นที่ปล่อยออกมากับสเปกตรัมการดูดกลืนแสงของวัสดุที่จะให้ความร้อน ตัวอย่างเช่น สเปกตรัมการดูดกลืนแสงของน้ำมีจุดสูงสุดอยู่ที่ประมาณ3 ไมโครเมตรหมายความว่ารังสีที่ปล่อยออกมาจากเครื่องทำความร้อนอินฟราเรดคลื่นกลางหรือคาร์บอนนั้นถูกดูดซับโดยน้ำและสารเคลือบที่ใช้น้ำเป็นส่วนประกอบได้ดีกว่ารังสีอินฟราเรดคลื่นใกล้หรือคลื่นสั้น เช่นเดียวกับพลาสติก หลายชนิด เช่น PVC หรือโพลีเอทิลีน ซึ่งมีการดูดซับสูงสุดอยู่ที่ประมาณ 3 ไมโครเมตร3.5 μmในทางกลับกัน โลหะบางชนิดดูดซับเฉพาะในช่วงคลื่นสั้นและแสดงการสะท้อนที่แข็งแกร่งในช่วงอินฟราเรดกลางและไกล ทำให้การเลือกประเภทเครื่องทำความร้อนอินฟราเรดที่เหมาะสมอย่างระมัดระวังมีความสำคัญต่อประสิทธิภาพการใช้พลังงานในกระบวนการทำความร้อน^{[ 24 ]}

องค์ประกอบเซรามิกทำงานที่อุณหภูมิ 300 ถึง 700 องศาเซลเซียส (570 ถึง 1,290 องศาฟาเรนไฮต์) โดยผลิตคลื่นอินฟราเรดที่มีความยาวคลื่น 2 ถึง 10 นาโนเมตรช่วง 10 μmพลาสติกส่วนใหญ่และวัสดุอื่นๆ ดูดซับรังสีอินฟราเรดได้ดีที่สุดในช่วงนี้ ทำให้เครื่องทำความร้อนเซรามิกเหมาะสมที่สุดสำหรับงานนี้^{[ 25 ]}

เครื่องทำความร้อนอินฟราเรดสามารถตอบสนองความต้องการด้านความร้อนได้หลากหลาย รวมถึง:

• อุณหภูมิที่สูงมาก โดยส่วนใหญ่ถูกจำกัดด้วยอุณหภูมิสูงสุดของตัวปล่อยรังสี
• ตอบสนองรวดเร็ว ภายในเวลาประมาณ 1-2 วินาที
• ความแตกต่างของอุณหภูมิ โดยเฉพาะบนโครงสร้างวัสดุที่มีการป้อนความร้อนสูง
• พื้นที่ความร้อนที่เน้นเฉพาะจุดเมื่อเทียบกับวิธีการให้ความร้อนแบบนำความร้อนและการพาความร้อน
• เป็นการให้ความร้อนแบบไม่สัมผัส จึงไม่รบกวนผลิตภัณฑ์เหมือนวิธีการให้ความร้อนแบบนำความร้อนหรือการพาความร้อน

ดังนั้น เครื่องทำความร้อนอินฟราเรดจึงถูกนำไปใช้ในหลายวัตถุประสงค์ รวมถึง:

• ระบบทำความร้อน
• การอบแห้งสารเคลือบ
• เครื่องทำความร้อนแบบพกพา
• การหดตัวของพลาสติก
• การให้ความร้อนแก่พลาสติกก่อนการขึ้นรูป
• การเชื่อมพลาสติก
• การอบชุบความร้อนแก้วและโลหะ
• การทำอาหาร
• การให้ความอบอุ่นแก่ลูกสัตว์หรือสัตว์ที่ถูกเลี้ยงไว้ในสวนสัตว์หรือคลินิกสัตวแพทย์

• เครื่องทำความร้อนเซรามิก

• เดชมุคห์, เยชวันต์ วี.: การทำความร้อนในอุตสาหกรรม หลักการ เทคนิค วัสดุ การใช้งาน และการออกแบบเทย์เลอร์ แอนด์ ฟรานซิส โบคา ราตัน ฟลอริดา: 2005
• Siegel, Robert และ Howell, John R.: การถ่ายเทความร้อนโดยการแผ่รังสีความร้อนฉบับที่ 3 สำนักพิมพ์ Taylor and Francis, Philadelphia.