miniatura|300x300px| 30 serpentines de calefacció de resistència kW miniatura|300x300px| Aquest calefactor radiant utilitza làmpades halògenes de tungstè. La calefacció elèctrica és un procés en el qual l'energia elèctrica es converteix directament en energia tèrmica. Les aplicacions habituals inclouen la calefacció d'espais,la cocció, l'escalfament d'aigua i els processos industrials. Un calefactor elèctric és un dispositiu elèctric que converteix el corrent elèctric en calor. L'element calefactor dins de cada calefactor elèctric és una resistència elèctrica i funciona segons el principi de l'escalfament Joule : un corrent elèctric que passa per una resistència convertirà aquesta energia elèctrica en energia tèrmica. La majoria dels dispositius de calefacció elèctrics moderns utilitzen filferro de nicrom com a element actiu; l'element calefactor, representat a la dreta, utilitza filferro de nicrom suportat per aïllants ceràmics.
Alternativament, una bomba de calor pot aconseguir al voltant del 150% - 600% d'eficiència per a la calefacció, o COP 1,5 - 6,0 Coeficient de rendiment, perquè utilitza energia elèctrica només per transferir l'energia tèrmica existent. La bomba de calor utilitza un motor elèctric per conduir un cicle de refrigeració invertit, que extreu energia tèrmica d'una font externa com el terra o l'aire exterior (o l'interior d'una nevera) i dirigeix aquesta calor cap a l'espai a escalfar (en cas que d'una nevera, la cuina). Això fa un ús molt millor de l'energia elèctrica que la calefacció elèctrica directa, però requereix equips molt més cars, a més de fontaneria. Alguns sistemes de calefacció poden funcionar a l'inrevés per a la climatització de manera que l'espai interior es refredi i fins i tot es descarregui aire o aigua més calents a l'exterior o al sòl.
Calefacció d'espais La calefacció s'utilitza per escalfar els interiors dels edificis. Els calefactors d'espai són útils en llocs on la manipulació de l'aire és difícil, com ara els laboratoris. S'utilitzen diversos mètodes de calefacció elèctrica d'espais.
Calefactors radiants d'infrarojos miniatura|361x361px| Calefactor radiatiu elèctric La calefacció elèctrica per radiació infraroja utilitza elements calefactors que assoleixen una temperatura elevada. L'element s'acostuma a empaquetar dins d'un sobre de vidre semblant a una bombeta i amb un reflector per dirigir la sortida d'energia lluny del cos de el calefactor. L'element emet radiació infraroja que viatja per l'aire o l'espai fins que xoca amb una superfície absorbent, on es converteix parcialment en calor i es reflecteix parcialment. Aquesta calor escalfa directament les persones i els objectes de l'habitació, en lloc d'escalfar l'aire. Aquest estil de calefactor és especialment útil a les zones per on flueix l'aire sense calefacció. També són ideals per a soterranis i garatges on es desitja calefacció puntual. De manera més general, són una opció excel·lent per a la calefacció específica de la tasca.
Els calefactors radiants funcionen en silenci i presenten el major perill potencial d'ignició dels mobles propers a causa de la intensitat focalitzada de la seva sortida i la manca de protecció contra el sobreescalfament. Al Regne Unit, aquests aparells de vegades s'anomenen focs elèctrics, perquè originàriament s'utilitzaven per substituir focs oberts.
El medi actiu de el calefactor representat en aquesta secció és una bobina de filferro de resistència al nicrom dins d'un tub de sílice fosa, oberta a l'atmosfera als extrems, encara que existeixen models on la sílice fosa està segellada als extrems i l'aliatge de resistència no és nicrom..
Calefactors de convecció miniatura|Un calefactor elèctric de convecció. En un calefactor de convecció, l'element calefactor escalfa l'aire en contacte amb ell per conducció tèrmica. L'aire calent és menys dens que l'aire fresc, de manera que s'eleva a causa de la flotabilitat, permetent que hi entri més aire fresc per ocupar el seu lloc. Això estableix un corrent de convecció d'aire calent que puja de el calefactor, escalfa l'espai circumdant, es refreda i després repeteix el cicle. Aquests calefactors de vegades s'omplen d'oli o fluid tèrmic. Són ideals per escalfar un espai tancat. Funcionen en silenci i tenen un menor risc d'ignició si entren en contacte no desitjat amb els mobles en comparació amb els calefactors elèctrics radiants.
Calefactors de ventilador Un calefactor de ventilador, també anomenat calefactor de convecció forçada, és una mena de calefactor de convecció que inclou un ventilador elèctric per accelerar el flux d'aire. Funcionen amb un soroll considerable causat pel ventilador. Tenen un risc moderat d'ignició si entren en contacte no desitjat amb els mobles. El seu avantatge és que són més compactes que els calefactors que utilitzen convecció natural i també són rendibles per a sistemes de calefacció portàtils i d'habitacions petites. miniatura|303x303px| Calefactor de torre
Calefacció d'emmagatzematge Un sistema de calefacció d'emmagatzematge aprofita els preus de l'electricitat més barats, venuts durant els períodes de baixa demanda, com ara la nit. Al Regne Unit, això s'anomena Economy 7. El calefactor d'emmagatzematge, bàsicament el que fa és emmagatzemar la calor en maons d'argila, després l'allibera durant el dia quan cal. Els calefactors d'emmagatzematge més nous es poden utilitzar amb diferents tarifes. Tot i que encara es poden utilitzar amb l'economia 7, es poden utilitzar amb tarifes diürnes. Això es deu a les característiques de disseny moderns que s'afegeixen durant la fabricació. Juntament amb els nous dissenys, l'ús d'un termòstat o sensor ha millorat l'eficiència de el calefactor d'emmagatzematge. Un termòstat o sensor és capaç de llegir la temperatura de l'habitació i canviar la sortida de el calefactor en conseqüència..
L'aigua també es pot utilitzar com a mitjà d'emmagatzematge de calor.
Calefacció per terra radiant elèctrica domèstica Un sistema elèctric de calefacció per terra radiant té cables de calefacció encastats al terra. El corrent flueix a través d'un material de calefacció conductor, subministrat directament des de la tensió de línia (120 o 240 volts) o a baixa tensió des d'un transformador. Els cables escalfats escalfen el sòl per conducció directa i s'apagaran quan arribi a la temperatura fixada pel termòstat del sòl. Una superfície de terra més càlida irradia calor a les superfícies circumdants més fredes (sostre, parets, mobles.) que absorbeixen la calor i reflecteixen tota la calor no absorbida a altres superfícies encara més fresques. El cicle de radiació, absorció i reflexió comença lentament i s'alenteix lentament apropant-se a les temperatures de consigna i deixa de tenir lloc un cop s'ha arribat a l'equilibri total. Un termòstat de terra o un termòstat d'habitació o una combinació controla l'encesa/apagada del sòl. En el procés d'escalfament radiant, una fina capa d'aire que està en contacte amb les superfícies escalfades també absorbeix una mica de calor i això crea una mica de convecció (circulació d'aire). Contràriament a la creença, la gent no s'escalfa per aquest aire circulant escalfat o per convecció (la convecció té un efecte de refredament), sinó que s'escalfa per la radiació directa de la font i la reflexió del seu entorn. La comoditat s'aconsegueix a una temperatura de l'aire més baixa gràcies a l'eliminació de l'aire circulant. La calefacció radiant experimenta els nivells de confort més alts, ja que l'energia pròpia de les persones (± 70 watts per a un adult) (ha d'irradiar en temporada de calefacció) està en equilibri amb el seu entorn. En comparació amb el sistema de calefacció per convecció basat en la investigació acadèmica, la temperatura de l'aire es pot reduir fins a 3 graus. Una variant és utilitzar tubs plens d'aigua calenta circulant com a font de calor per escalfar el terra. El principi de calefacció segueix sent el mateix. Tant els sistemes de calefacció per terra elèctrics d'estil antic com els d'aigua calenta (hidrònics) integrats a la construcció del sòl són lents i no poden respondre als canvis meteorològics externs o als requisits interns de la demanda/estil de vida. L'última variant col·loca sistemes de calefacció elèctrica especialitzats i mantes directament sota la decoració del terra i a sobre d'aïllament addicional, tot col·locat a la part superior dels pisos de construcció. Els sòls de construcció es mantenen freds. El canvi principal de posicionament de la font de calor li permet respondre en qüestió de minuts als canvis meteorològics i als requisits de la demanda interna, com ara l'estil de vida dins/fora, a la feina, descans, son, més gent present/cuinant, etc.
Sistema d'il·luminació En les grans torres d'oficines, el sistema d'il·luminació s'integra juntament amb el sistema de calefacció i ventilació. La calor residual de les làmpades fluorescents es capta a l'aire de retorn del sistema de calefacció; en els grans edificis una part substancial de l'energia tèrmica anual es subministra pel sistema d'il·luminació. Tanmateix, aquesta calor residual es converteix en una responsabilitat quan s'utilitza l'aire condicionat. Aquestes despeses es poden evitar integrant un sistema d'il·luminació eficient energèticament que també crea una font de calor elèctrica.
Bombes de calor Una bomba de calor utilitza un compressor d'accionament elèctric per operar un cicle de refrigeració que extreu l'energia tèrmica de l'aire exterior, el sòl o l'aigua subterrània, i trasllada aquesta calor a l'espai a escalfar. Un líquid contingut a la secció de l'evaporador de la bomba de calor bull a baixa pressió, absorbint l'energia tèrmica de l'aire exterior o del sòl. A continuació, el vapor es comprimeix mitjançant un compressor i es canalitza a una bobina del condensador dins de l'edifici per escalfar-se. La calor del gas dens calent és absorbida per l'aire de l'edifici (i de vegades també s'utilitza per a l'aigua calenta sanitària) fent que el fluid de treball calent es torni a condensar en un líquid. Des d'allà, el fluid d'alta pressió torna a passar a la secció de l'evaporador on s'expandeix a través d'un orifici i a la secció de l'evaporador, completant el cicle. Durant els mesos d'estiu, el cicle es pot invertir per traslladar la calor fora de l'espai condicionat i cap a l'aire exterior
Les bombes de calor poden obtenir calor de baix grau de l'aire exterior en climes suaus. A les zones amb temperatures mitjanes d'hivern molt per sota del punt de congelació, les bombes de calor de font terrestre són més eficients que les bombes de calor de font d'aire perquè poden extreure la calor solar residual emmagatzemada al sòl a temperatures més càlides que les que es poden obtenir de l'aire fred. Segons l'EPA dels EUA, les bombes de calor geotèrmiques poden reduir el consum d'energia fins a un 44% en comparació amb les bombes de calor d'aire i fins a un 72% en comparació amb la calefacció per resistència elèctrica. L'elevat preu de compra d'una bomba de calor enfront dels calefactors de resistència es pot compensar quan també es necessita aire condicionat
Calefacció líquida Calefactor d'immersió miniatura|300x300px| Calefactor d'immersió domèstic petit, 500 W Un escalfador d'immersió té un element escalfador de resistència elèctrica encastat en un tub, col·locat a l'aigua (o un altre fluid) per escalfar. L'element calefactor es pot inserir directament al líquid o instal·lar-se dins d'una canonada metàl·lica per protegir-se de la corrosió i facilitar el manteniment. És possible que els escalfadors d'immersió portàtils no tinguin un termòstat de control, ja que només estan pensats per a ser utilitzats breument i sota el control d'un operador.