สำหรับทรงกระบอกหุ้มฉนวน จะต้องถึง รัศมีวิกฤตของผ้าห่ม ก่อนถึงรัศมีวิกฤต ฉนวนที่เพิ่มเข้ามาจะเพิ่มการถ่ายเทความร้อน^{[ 4 ]}ความต้านทานความร้อนแบบพาความร้อนแปรผกผันกับพื้นที่ผิวและรัศมีของทรงกระบอก ในขณะที่ความต้านทานความร้อนของเปลือกทรงกระบอก (ชั้นฉนวน) ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนระหว่างรัศมีภายนอกและภายใน ไม่ใช่รัศมีเอง หากรัศมีภายนอกของทรงกระบอกเพิ่มขึ้นโดยการใช้ฉนวน ความต้านทานการนำความร้อนคงที่ (เท่ากับ 2×π×k×L(Tin-Tout)/ln(Rout/Rin)) จะเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม ในขณะเดียวกัน ความต้านทานแบบพาความร้อนจะลดลง ซึ่งหมายความว่าการเพิ่มฉนวนที่ต่ำกว่ารัศมีวิกฤต ที่กำหนด จะเพิ่มการถ่ายเทความร้อน สำหรับทรงกระบอกหุ้มฉนวน รัศมีวิกฤตจะกำหนดโดยสมการ^{[ 5 ]}

${\displaystyle {r_{\text{critical}}}={k \over h}}$

สมการนี้แสดงให้เห็นว่ารัศมีวิกฤตขึ้นอยู่กับสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนและค่าการนำความร้อนของฉนวนเท่านั้น หากรัศมีของทรงกระบอกที่หุ้มฉนวนมีขนาดเล็กกว่ารัศมีวิกฤตของฉนวน การเพิ่มฉนวนในปริมาณใด ๆ ก็ตามจะทำให้การถ่ายเทความร้อนเพิ่มขึ้น

ก๊าซมี คุณสมบัติ การนำความร้อน ต่ำ เมื่อเทียบกับของเหลวและของแข็ง ดังนั้นจึงเหมาะที่จะใช้เป็นวัสดุฉนวนหากสามารถกักเก็บไว้ได้ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของก๊าซ (เช่น อากาศ) ให้ดียิ่งขึ้น อาจทำการแบ่งก๊าซออกเป็นเซลล์ขนาดเล็ก ซึ่งไม่สามารถถ่ายเทความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพด้วย การพา ความร้อนตามธรรมชาติการพาความร้อนเกี่ยวข้องกับการไหลของก๊าซปริมาณมากที่ขับเคลื่อนด้วยแรงลอยตัวและความแตกต่างของอุณหภูมิ และมันจะไม่ทำงานได้ดีในเซลล์ขนาดเล็กที่มีความแตกต่างของความหนาแน่นน้อย และอัตราส่วนพื้นผิวต่อปริมาตรที่สูงของเซลล์ขนาดเล็กจะชะลอการไหลของก๊าซภายในเซลล์เหล่านั้นด้วยแรงต้านหนืด

เพื่อให้เกิดการสร้างเซลล์ก๊าซขนาดเล็กในฉนวนกันความร้อนที่มนุษย์สร้างขึ้น สามารถใช้แก้วและวัสดุพอลิเมอร์ในการดักจับอากาศในโครงสร้างคล้ายโฟม หลักการนี้ถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมฉนวนกันความร้อนสำหรับอาคารและท่อ เช่นใยแก้วเซลลูโลสใยหินโฟม โพ ลีสไตรีน (สไตรอฟอร์ม) โฟมยูรีเทน เวอร์ มิคูไลต์ เพอร์ไลต์และไม้ก๊อกการดักจับอากาศยังเป็นหลักการในวัสดุเสื้อผ้าที่มีฉนวนกันความร้อนสูงทุกชนิด เช่น ขนสัตว์ ขนเป็ด และผ้าฟลีซ

คุณสมบัติในการกักเก็บอากาศยังเป็นหลักการฉนวนที่ สัตว์ เลือดอุ่น ใช้ เพื่อรักษาความอบอุ่น เช่นขนอ่อนและเส้นขนที่เป็นฉนวน เช่นขน แกะธรรมชาติ ในทั้งสองกรณี วัสดุฉนวนหลักคืออากาศ และพอลิเมอร์ที่ใช้ในการกักเก็บอากาศคือโปรตีนเคราติน ธรรมชาติ

การรักษาอุณหภูมิที่เหมาะสมในอาคาร (โดยการทำความร้อนและความเย็น) ใช้พลังงานจำนวนมากเมื่อเทียบกับการใช้พลังงานทั่วโลก ฉนวนกันความร้อนในอาคารมักใช้หลักการของเซลล์อากาศขนาดเล็กที่ถูกกักไว้ดังที่ได้อธิบายไว้ข้างต้น เช่น ใยแก้ว (โดยเฉพาะใยแก้ว ) เซลลูโลสใยหินโฟมโพลีสไตรีน โฟม ยูรีเท นเวอร์มิคูไลต์เพอร์ไลต์ไม้ก๊อกเป็นต้น ในช่วงเวลาหนึ่ง มีการใช้ แอสเบสตอสด้วย แต่ทำให้เกิดปัญหาสุขภาพ

ฟิล์มฉนวนกันความร้อนสำหรับหน้าต่างสามารถนำมาใช้ใน การปรับปรุง สภาพอากาศเพื่อลดรังสีความร้อนที่เข้ามาในฤดูร้อนและลดการสูญเสียความร้อนในฤดูหนาวได้

เมื่ออาคาร มีการติดตั้งฉนวนกันความร้อนอย่างดี จะมีลักษณะดังนี้:

• ประหยัดพลังงานและถูกกว่าในการรักษาความอบอุ่นในฤดูหนาว หรือความเย็นในฤดูร้อนการประหยัดพลังงานจะนำไปสู่การลดปริมาณการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์
• สะดวกสบายยิ่งขึ้นเนื่องจากอุณหภูมิสม่ำเสมอทั่วทั้งพื้นที่ ความแตกต่างของอุณหภูมิน้อยลงทั้งในแนวตั้ง (ระหว่างระดับข้อเท้าและระดับศีรษะ) และแนวนอนจากผนังภายนอก เพดาน และหน้าต่างไปยังผนังภายใน จึงทำให้สภาพแวดล้อมภายในอาคารสะดวกสบายยิ่งขึ้นแม้ในสภาพอากาศภายนอกที่หนาวจัดหรือร้อนจัด

ในภาคอุตสาหกรรม จำเป็นต้องใช้พลังงานเพื่อเพิ่ม ลด หรือรักษาระดับอุณหภูมิของวัตถุหรือของเหลวในกระบวนการผลิต หากสิ่งเหล่านี้ไม่ได้รับการหุ้มฉนวน จะทำให้ความต้องการพลังงานของกระบวนการเพิ่มขึ้น ส่งผลให้ต้นทุนและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมสูงขึ้นตามไปด้วย

ระบบทำความร้อนและทำความเย็นในอาคารจะกระจายความร้อนไปทั่วอาคารโดยใช้ท่อหรือท่อลม การหุ้มฉนวนท่อเหล่านี้จะช่วยลดพลังงานที่ส่งไปยังห้องที่ไม่มีคนอยู่ และป้องกัน การเกิด หย condensationบนท่อที่เย็นและชื้น

ฉนวนหุ้มท่อยังใช้กับท่อส่งน้ำเพื่อช่วยชะลอการแข็งตัวของท่อให้อยู่ในระยะเวลาที่ยอมรับได้

ฉนวนกันความร้อนเชิงกลมักติดตั้งในโรงงานอุตสาหกรรมและอาคารพาณิชย์

พบว่าฉนวนกันความร้อนช่วยปรับปรุงการแผ่รังสีความร้อนของ พื้นผิว ระบายความร้อนแบบพาสซีฟโดยการเพิ่มความสามารถของพื้นผิวในการลดอุณหภูมิให้ต่ำกว่าอุณหภูมิแวดล้อมภายใต้ความเข้มของแสงอาทิตย์โดยตรง^{[ 6 ]}อาจใช้วัสดุที่แตกต่างกันสำหรับฉนวนกันความร้อน รวมถึงแอโรเจลโพลีเอทิลีน ที่ช่วยลดการดูดซับแสงอาทิตย์และการได้รับความร้อนที่ไม่พึงประสงค์ ซึ่งอาจช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของตัวปล่อยรังสีได้มากกว่า 20% ^{[ 6 ]}แอโรเจลอื่นๆ ยังแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพการเป็นฉนวนกันความร้อนที่ดีสำหรับพื้นผิวระบายความร้อนแบบแผ่รังสี รวมถึงแอโรเจลนาโนไฟเบอร์ซิลิกา-อะลูมินา^{[ 7 ]}

ตู้เย็นประกอบด้วยปั๊มความร้อนและช่องที่หุ้มฉนวนความร้อน^{[ 8 ]}

การปล่อยและกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศสร้างแรงกดดันทางกลอย่างรุนแรงต่อยานอวกาศ ดังนั้นความแข็งแรงของฉนวนจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง การที่แผ่นฉนวนบนกระสวยอวกาศโคลัมเบีย เสียหาย ทำให้โครงสร้างของกระสวยร้อนจัดและแตกออกเป็นชิ้นๆ ระหว่างการกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ ส่งผลให้นักบินอวกาศเสียชีวิต การกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศทำให้เกิดอุณหภูมิสูงมากเนื่องจากการอัดตัวของอากาศด้วยความเร็วสูง ฉนวนต้องมีคุณสมบัติทางกายภาพที่เข้มงวดนอกเหนือจากคุณสมบัติในการชะลอการถ่ายเทความร้อน ตัวอย่างของฉนวนที่ใช้ในยานอวกาศ ได้แก่กรวยจมูกที่ทำจากวัสดุคอมโพสิตคาร์บอน เสริมแรง และแผ่นใย ซิลิกาของกระสวยอวกาศดูเพิ่มเติม ที่ สีฉนวน

เครื่องยนต์สันดาปภายในสร้างความร้อนจำนวนมากในระหว่างรอบการเผาไหม้ ซึ่งอาจส่งผลเสียเมื่อความร้อนไปถึงชิ้นส่วนต่างๆ ที่ไวต่อความร้อน เช่น เซ็นเซอร์ แบตเตอรี่ และมอเตอร์สตาร์ท ดังนั้น ฉนวนกันความร้อนจึงมีความจำเป็นเพื่อป้องกันไม่ให้ความร้อนจากไอเสียไปถึงชิ้นส่วนเหล่านี้

รถแข่ง เช่น รถฟอร์มูล่าวัน รถยนต์สมรรถสูง และแม้แต่รถยนต์ทั่วไปส่วนใหญ่ ต่างก็ใช้ฉนวนกันความร้อนเพื่อควบคุมอุณหภูมิของชิ้นส่วนสำคัญ โดยหลักๆ แล้วคือการป้องกันความร้อนที่แผ่มาจากท่อไอเสียและท่อร่วมไอเสีย และ/หรือเทอร์โบชาร์จเจอร์ นอกจากนี้ การติดตั้งฉนวนกันความร้อนยังมักใช้ในรถยนต์ทั่วไปเพื่อลดการถ่ายเทความร้อนจากเครื่องยนต์และระบบไอเสียไปยังภายในห้องโดยสารของรถด้วย

เครื่องยนต์อากาศยาน เช่น เครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ต ใช้ฉนวนกันความร้อนบนส่วนประกอบต่างๆ เช่น ส่วนเผาไหม้/ส่วนหลังเผาไหม้ เพื่อป้องกันความร้อน^{[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]}

ฉนวนกันความร้อนเป็นส่วนสำคัญในการออกแบบเรือนกระจก ช่วยให้สามารถควบคุมสภาพแวดล้อมสำหรับการเจริญเติบโตของพืชและประหยัดพลังงาน เทคนิคการติดตั้งฉนวนทั่วไป ได้แก่ การใช้ฟิล์มสองชั้นและแผ่นโพลีคาร์บอเนตหลายชั้น ซึ่งกักเก็บอากาศระหว่างชั้นเพื่อลดการถ่ายเทความร้อน ในขณะที่ยังคงรักษาการส่งผ่านแสงที่เพียงพอสำหรับการสังเคราะห์แสง มาตรการเหล่านี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานและสนับสนุนการผลิตพืชผลตลอดทั้งปี ช่วยลดต้นทุนการทำความร้อนได้อย่างมาก