การป้องกันการเกิดหยดนํ้าบนผิวฉนวนที่หุ้มท่อนำความเย็น

ประเทศไทยเป็นประเทศในเขตร้อนชื้น มีการใช้ระบบปรับอากาศภายในอาคารกันมาก และกลายเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับอาคารสูง ปัญหาการเกิดหยดน้ำ (Condensation) บนผิวฉนวนที่หุ้มท่อนำความเย็น จึงมักเป็นปัญหาหนึ่งที่เกิดขึ้นแล้วสร้างปัญหาต่างๆ มากมายเช่น ทำให้ฝ้าเสียหาย มีรอยคราบไม่สวยงาม หรือบางกรณีเป็นเชื้อรามีกลิ่นอับชื้นไม่พึงปรารถนา ในอาคารบางแห่งอาจมีผลต่อระบบไฟฟ้า เฟอร์นิเจอร์ และอื่นๆ ดังรูปที่ 1, 2, 3 และ 4 พนักงานที่ดูแลอาคารต้องวุ่นวายแก้ปัญหา หลายอาคารการปฏิบัติงานเพื่อแก้ปัญหาได้เป็นส่วนหนึ่งของการทำงานประจำ เช่นการหิ้วถังน้ำที่มาจากการเกิดหยดน้ำไปเททิ้ง แล้วนำกลับมาวางตำแหน่งเดิม, การเช็ดถูบริเวณดังกล่าวทุกวัน, การเปลี่ยนฝ้าหรือทาสีใหม่ทุกๆ เดือน, ต้องวางกระถางต้นไม้ ณ บริเวณที่เกิดหยดน้ำ, การทำรางรองหยดน้ำ, การใช้พัดลมเป่าบริเวณที่เกิดหยดน้ำทั้งที่ตัวฉนวนหุ้มท่อน้ำเย็นและวัสดุต่างๆ ในบริเวณที่เกิดหยดน้ำ และมีอาคารไม่น้อยที่แก้ไขไม่ได้ต้องยอมรับกับสภาพดังกล่าว จากปัญหาดังกล่าวข้างต้นนอกจากต้องศึกษาหาความหนาของฉนวนที่ถูกต้องแล้ว ยังต้องมีความเข้าใจเทคนิคในเรื่องการติดตั้งและการเคลื่อนไหวของความชื้นอีกด้วย ซึ่งมีรายละเอียดดังต่อไปนี้

1. เทคนิคในเรื่องการติดตั้งและความเข้าใจในเรื่องการเคลื่อนย้ายของความชื้น

แบ่งเป็นหัวข้อต่างๆ ดังนี้

1.1  การติดตั้งที่ไม่ประณีตหรือไม่ได้หุ้มฉนวน การติดตั้งตามข้อโค้ง งอ รอยต่อต่างๆ ที่ทำให้ฉนวนไม่ได้ความหนาตามที่ต้องการ, ท่อนำความเย็นบางส่วนไม่มีการหุ้มฉนวน, การไม่ทากาวติดรอยต่อให้เรียบร้อย, การโดนกดทับจนทำให้ฉนวนบาง, การฉีกขาดของฉนวน, การไม่ใช้ฉนวนชนิดแข็งรองรับตรงจุดแขวนทำให้ฉนวนบางลง รวมถึงการติดตั้งที่ทำให้ฉนวนชิดหรือสัมผัสกับผนัง, ฝ้า, ท่อส่งลม หรือท่อที่หุ้มฉนวนด้วยกันเองทำให้ไม่มีการไหลเวียนของอากาศรอบท่อน้ำเย็นที่หุ้มฉนวน ดังรูปที่ 5, 6, 7 และ 8 ลักษณะการติดตั้งที่ไม่ประณีตหรือไม่ได้หุ้มฉนวนเป็นปัจจัยที่สำคัญมากปัจจัยหนึ่งที่จะช่วยลดหรือแก้ปัญหาการเกิดหยดน้ำ ดังนั้นจึงต้องควบคุมดูแลในระหว่างการติดตั้งให้เรียบร้อย

1.2  ท่อนำความเย็นที่อยู่ภายนอกอาคาร หรือความชื้นจากภายนอกสามารถเข้าในอาคารได้ อากาศที่อยู่ภายนอกอาคารเป็นบริเวณที่ไม่สามารถควบคุมความชื้นได้ จึงต้องยอมรับสภาพที่จะเกิดหยดน้ำบนฉนวนได้ทุกครั้งที่มีความชื้นสูงกว่าที่คำนวณไว้ ในช่วงเที่ยงวันถึงบ่ายความชื้นจะต่ำประมาณ 30-60 %RH ในขณะที่เวลากลางคืนถึง 00 น. ความชื้นจะสูงมากประมาณ 80-100 %RH การเกิดหยดน้ำบนยอดหญ้า แสดงถึงปริมาณความชื้นสูงมากในเวลากลางคืนดังกราฟที่ 1 แสดงปริมาณความชื้นที่แปรเปลี่ยนโดยทั่วไปใน 1 วัน และตารางที่ 1 และ 2 แสดงความชื้นในแต่ละวันและแต่ละปีของกรุงเทพมหานคร (ข้อมูลจากกรมอุตุนิยมวิทยา)

รูปที่ 1

รูปที่ 2

รูปที่ 3

รูปที่ 4

รูปที่ 5

รูปที่ 6

รูปที่ 7

รูปที่ 8

กราฟที่ 1 กราฟแสดงปริมาณความชื้น (%RH) ที่แปรเปลี่ยนโดยทั่วไป 1 วัน

ตารางที่ 1

ตารางที่ 2

ความชื้นที่ควบคุมไม่ได้ ถ้าไม่หาสถานที่ติดตั้งท่อนำความเย็นที่เหมาะสมแล้วจะเกิดปัญหาเรื่องหยดน้ำ ดังรูปที่ 9 ทำให้ผู้ออกแบบต้องหาสถานที่ที่เหมาะสมในการติดตั้งท่อนำความเย็นที่เมื่อเกิดปัญหาหยดน้ำแล้วไม่สร้างปัญหา เช่นการวางแนวท่อนำความเย็น บนระเบียง, อยู่เหนือสวน ดังรูปที่ 10

รูปที่ 9

รูปที่ 10

นอกจากนี้ยังรวมถึงการออกแบบของอาคารที่ให้ความชื้นไหลผ่านเข้าสู่อาคารได้ด้วย อาจจะมีความคิดในแง่ที่ทำให้ลดความร้อนจากแสงอาทิตย์ เข้าในตัวอาคาร แต่บังเอิญว่ามีการวางท่อนำความเย็นในบริเวณดังกล่าว ลักษณะดังกล่าวทำให้บริเวณดังกล่าวไม่สามารถควบคุมความชื้นได้ จึงทำให้เกิดปัญหาหยดน้ำ      ดังรูปที่ 11 และ 12 การแก้ปัญหาจึงต้องทำให้บริเวณดังกล่าวควบคุมความชื้นได้ เช่น การปิดไม่ให้ความชื้นจากภายนอกเข้าในอาคารได้ การให้มีอากาศแห้งหรืออากาศจากเครื่องปรับอากาศเข้าไปในบริเวณดังกล่าวบ้าง หรือการทำให้บริเวณดังกล่าวรองรับปัญหาหยดน้ำได้เช่นการทำเป็นพื้นคอนกรีต จัดหาแผ่นพลาสติกปูพื้นกันไม่ให้หยดน้ำไปสร้างปัญหาที่อื่นๆ ได้เป็นต้น

รูปที่ 11

รูปที่ 12

1.3  ท่อนำความเย็นที่อยู่ภายในอาคารที่ความชื้นจากภายนอกไม่สามารถเข้าในอาคารได้ โดยปกติความชื้นจากภายนอกสามารถเข้าอาคารได้ ซึ่งมักเข้ามาทางประตู ระบบปรับอากาศสามารถลดความชื้นอากาศภายในอาคารได้ แต่ถ้าเข้ามามากๆ ก็จะทำให้เกิดหยดน้ำบนหัวลมจ่ายแอร์ได้ ดังนั้นประตูที่มีคนเข้าออกมาก จึงนิยมติด air curtain เพื่อทำ precool air และขณะเดียวกันก็สามารถแก้ปัญหาหยดน้ำบนหัวจ่ายได้อีกด้วย ปัญหาการเกิดหยดน้ำภายในอาคารที่ความชื้นจากภายนอกไม่สามารถเข้าในอาคารได้ แบ่งได้เป็น 2 กรณีคือ

1.3.1 กรณีที่ 1 มีแหล่งความชื้นภายในอาคาร แหล่งความชื้นในอาคารมาจากห้องครัว, ห้องน้ำ, ห้องซักล้าง, ห้องหรือบริเวณอื่นๆ ที่มีการใช้น้ำมาก ห้องหรือบริเวณเหล่านี้ทำให้เกิดปัญหาหยดน้ำขึ้นได้ ดังรูปที่ 13 การแก้ไขสามารถกระทำได้หลายวิธีอาทิเช่น การติดระบบระบายอากาศชื้นออกจากอาคาร, การหลีกเลี่ยงการติดตั้งท่อนำความเย็นผ่านบริเวณดังกล่าว, การแยกห้องดังกล่าวออกจากตัวอาคาร หรือติดตั้งท่อนำความเย็นที่เกิดหยดน้ำ แล้วไม่สร้างปัญหาอย่างเช่นในช่องชาร์ปเป็นต้น

รูปที่ 13

1.3.2  กรณีที่ 2 การเคลื่อนย้ายความชื้นภายในอาคาร ความชื้นจะเคลื่อนย้ายจากที่มีมากไปหาที่มีน้อย ถ้าอุณหภูมิใกล้เคียงในการเคลื่อนย้ายความชื้นก็จะช้าเช่น บริเวณหนึ่งมีความชื้น 70 %RH 27°C แต่ถ้ามีอุณหภูมิและความชื้นที่แตกต่างกันมาก ความชื้นจะมีการเคลื่อนย้ายเร็วมาก ปริมาณความชื้นที่อุณหภูมิต่างๆ กัน ดังตาราง 3 และ รูปที่ 14 แสดงการเกิดหยดน้ำบนท่อนำความเย็นจากการเคลื่อนย้ายความชื้น ความชื้นจะไปสะสมอยู่ที่บริเวณที่มีอุณหภูมิสูง แต่ตอนดึกอุณหภูมิอากาศบริเวณดังกล่าวลดลงมาก อากาศที่อุณหภูมิต่ำความสามารถในการดูดความชื้นจะต่ำลงด้วย ทำให้ค่าความชื้นสัมผัส  (% RH) สูงขึ้นมากจนในบางแห่งมีสภาพเป็นหมอกอยู่บนช่องเหนือฝ้า วัสดุต่างๆ นอกจากฉนวนแล้ว เช่นโครงเหล็ก, ผนัง,  ปูนซิเมนต์, แผ่นฝ้า และวัสดุอื่นๆ จะเปียกชื้น การแก้ไขปัญหานี้มีหลายวิธี เช่นการใส่แผ่นฉนวนการสร้างหลังคา หรือทำสวนบนดาดฟ้า เพื่อลดอุณหภูมิของอากาศในช่องฝ้า, การระบายอากาศและการกั้นไม่ให้อากาศไหลผ่านบริเวณดังกล่าวเป็นต้น

ตารางที่ 3 ตารางแสดงปริมาณความชื้น(น้ำหนักน้ำที่อยู่ในอากาศมีหน่วยเป็นกรัม) ที่อุณหภูมิและความชื้นต่างๆ ซึ่งหาได้จากการดู Psycometric chart

รูปที่ 14

2. การหาความหนาที่เหมาะสม

ในอดีตที่ผ่านมามีการใช้ฉนวนหลายประเภท ความหนาของฉนวนแต่ละประเภทแตกต่างกัน เริ่มตั้งแต่การใช้ฉนวนใยแก้ว ที่มีการหุ้มหนาระหว่าง 1.5 นิ้ว (38 มม.) จนถึง 4 นิ้ว (100 มม.) ที่ความหนาแน่น 2-4 ปอนด์/ลูกบาศก์ฟุต (32-64 กก./ ลูกบาศก์เมตร) และหุ้มทับด้วยแผ่นอลูมิเนียมฟอล์ย หรือวัสดุกันความชื้นอื่นๆ (Water Vapor Barriers) ฉนวนใยแก้วเป็นฉนวนที่มีโครงสร้างเซลเปิด ทำให้ความชื้นสามารถแทรกซึมเข้าไปในเนื้อฉนวนได้ ทำให้ฉนวนใยแก้วมีค่าความเป็นฉนวนลดลง จึงเกิดหยดน้ำและสร้างปัญหามากขึ้น จนอาจทำให้ท่อโลหะที่ใช้ในระบบสึกกร่อน ค่าความเป็นฉนวนของใยแก้วแปรเปลี่ยนไปตามความชื้นที่มีอยู่ในเนื้อฉนวนดังกราฟที่ 2 แสดงความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณความชื้นในฉนวนกับค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อน (ค่า K) และตารางที่ 3 แสดงค่า K เมื่อฉนวนใยแก้วมีความชื้นต่างๆ กัน จะเห็นได้ว่าค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อน (ค่า K) จะลดลงจนอยู่ตัว เมื่อไม่มีความชื้นอยู่ในฉนวนเลย (ความชื้นเท่ากับ 0) และมีค่าสูงมากเมื่อมีความชื้นเพิ่มขึ้น แต่ถ้าน้ำอยู่ในรูปของเหลวจะมีค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนที่ 0.604 W/m K (4.2 Btu.in/ft².hr °F) ที่อุณหภูมิเฉลี่ย 21°C และน้ำที่อยู่ในรูปของแข็งจะมีค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนที่ 2.232 W/m K (15.5 Btu.in/ft².hr °F) ที่อุณหภูมิเฉลี่ย 0°C ขณะที่ฉนวนทั่วไปที่ไม่มีความชื้นเลยจะมีค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนที่ 0.035 ~ 0.040 ที่อุณหภูมิเฉลี่ย 20°C มาตรฐานสากลต่างๆ จะวัดค่า K ของฉนวนเมื่อฉนวนนั้นไม่มีความชื้น จากลักษณะงานดังกล่าวทำให้ฉนวนใยแก้วไม่เหมาะสมในการหุ้มท่อนำความเย็น ถัดมาคือฉนวนโฟมโพลีสไตลีนโฟม ซึ่งมีคุณสมบัติที่ดีกว่าฉนวนใยแก้วคือ เป็นฉนวนชนิดเซลอัด (Interconnecting cell) ความหนาแน่นอยู่ระหว่าง 1-2 ปอนด์/ลูกบาศก์ฟุต (16-32 กิโลกรัม/ลูกบาศก์เมตร) ร่วมกับการทาด้วยบิทูเมนต์ (Bitumen) หรือฟริ๊นโค๊ต และพันแน่นด้วยผ้าและทาทับด้วยบิทูเมนต์อีกชั้นหนึ่ง เพื่อทำหน้าที่เป็นวัสดุกันความชื้น (Water Vapor Barriers) ซึ่งมีคุณภาพดีกว่าการใช้ฉนวนใยแก้วมาก มีอายุการใช้งานได้นานยิ่งขึ้น ความหนาที่ใช้ประมาณ 1-3 นิ้ว (25-75 มม.) แต่ความชื้นก็ยังสามารถแทรกซึมเข้าไปในเนื้อฉนวนโพลีสไตลีนโฟมได้ ทำให้ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนสูงขึ้น (แต่ช้ากว่าฉนวนใยแก้ว) ประกอบกับเป็นฉนวนที่ติดตั้งลำบากและเป็นฉนวนที่ติดไฟลามไฟง่าย แม้จะใส่สารกันไฟก็ยังเกิดหยดไฟไม่ผ่านมาตรฐานไฟทั่วไป ฉนวนที่ดีกว่าเข้ามาทดแทนฉนวนโพลีสไตลีน คือฉนวนเซลปิดที่ทำจากวัสดุอีลาสโตเมอร์ (Elastomer) ตามมาตรฐาน ASTM C534 เป็นฉนวนเซลปิดที่ความชื้นแทรกซึมไม่ได้หรือน้อยมาก มีความยืดหหยุ่นสูงทำให้การติดตั้งง่าย ไม่มีช่องว่างของรอยต่อ จากโครงสร้างเซลปิดไม่มีความชื้นในเนื้อฉนวน ทำให้มีค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนคงที่ ไม่แปรผันตามความชื้นในบรรยากาศ ดังกราฟที่ 3 ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนที่คงที่ ของฉนวนเซลปิดที่ทำจากวัสดุอีลาสโตเมอร์ จึงสามารถนำมาหาค่าความหนาของฉนวน เพื่อใช้ป้องกันการเกิดหยดน้ำบนผิวฉนวนที่หุ้มท่อนำความเย็นได้อย่างถูกต้องมากกว่าฉนวนใยแก้วและฉนวนโพลีสไตลีนโฟมที่ผ่านมาสามารถใช้ Nomograph ดังกราฟที่ 4 ได้ และใช้สูตรคำนวณตามหลักวิชาการได้ ความหนาของฉนวนเซลปิดที่ใช้ในระบบปรับอากาศที่ใช้น้ำเย็น (Central Chilled Water System) ¾”-2” (19-50 มม.) ไม่ต้องหุ้มหรือทาเคลือบด้วยวัสดุกันความชื้น (Moisture Barrier Material) เหมือนกับฉนวนใยแก้วและโพลีสไตลีนโฟม

ขนาดความหนาของฉนวนเซลปิดวัสดุอีลาสโตเมอร์ (Closed Cell Elastomer Thermall Insulation) สำหรับใช้ป้องกันการเกิดหยดน้ำบนผิวฉนวนหุ้มท่อน้ำเย็น สามารถใช้ Nomograph ซึ่งค่าที่ได้จากวิธีดังกล่าวเป็นค่าที่ใช้ทั่วไป สำหรับท่อ ¼”-5” IPS เมื่อค่าสัมประสิทธิ์การพาความร้อนของอากาศ (h_a) อยู่ในช่วงประมาณ 8.0-10.0 W/m²K ไม่สามารถใช้กับท่อขนาดใหญ่ๆ ได้ ในปัจจุบันการคำนวณค่าความหนาของฉนวนเซลปิด เพื่อป้องกันการเกิดหยดน้ำ (Condensation) สามารถคำนวณได้ง่ายมาก โดยใช้ Computer สูตรคำนวณดังนี้

w  สำหรับพื้นราบ (Flat Plate)

Insulation Thickness      =    k    _.  (T_s – T_op)

h_a     (T_db – T_s)

เมื่อ k     =  ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนของฉนวน

h_a    =  ค่าสัมประสิทธิ์การพาความร้อนของอากาศ

T_s       =  อุณหภูมิผิวฉนวน

T_op     =  อุณหภูมิของสารนำความเย็น

T_db   =  อุณหภูมิห้อง

w  สำหรับท่อ (Pipe Line)

R_o. ln (R_o / R_i)   =       k   _.   (T_s – T_op)

h_a      (T_db – T_s)

เมื่อ k     =  ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนของฉนวน

h_a    =  ค่าสัมประสิทธิ์การพาความร้อนของอากาศ

T_s       =  อุณหภูมิผิวฉนวน

T_op     =  อุณหภูมิของสารนำความเย็น

T_db   =  อุณหภูมิห้อง

R_o      =    รัศมีของท่อที่หุ้มฉนวนแล้ว

                       R_i    =   รัศมีของท่อโลหะ (Outside Radios of Pipe)

เพื่อเป็นการง่ายต่อการคำนวณ สามารถหาโปรแกรมสำเร็จรูป เพื่อคำนวณหาความหนาฉนวน เพื่อป้องกันการเกิดหยดน้ำ หรือพลังงานที่ประหยัดได้จากบริษัทผู้ผลิตฉนวนเซลปิดชนิดยืดหยุ่นสูง เช่นโปรแกรมสำเร็จรูป Aeroflex 2000 ของฉนวนยี่ห้อ Aeroflex เป็นต้น อย่างไรก็ตาม ควรศึกษาสูตรการหาความหนาฉนวนดังกล่าวเพิ่มเติม ซึ่งจะทำให้เข้าใจในการเลือกใช้ค่าต่างๆ ในการคำนวณมีรายละเอียดเป็นข้อๆ ดังต่อไปนี้

• ค่า k ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนของฉนวนค่า k จะแปรผันตามอุณหภูมิที่ใช้งาน ในการคำนวณจะใช้ค่า k ที่อุณหภูมิเฉลี่ยของท่อนำความเย็นกับอุณหภูมิผิวฉนวนที่ต้องการ
• ค่า T_s อุณหภูมิผิวฉนวน อุณหภูมิผิวฉนวนต้องสูงกว่าจุดควบแน่นของความชื้นเป็นหยดน้ำ หรือนิยมเรียกว่าจุดน้ำค้าง (Dew Point) อุณหภูมิที่เกิดควบแน่นเป็นหยดน้ำขึ้นอยู่กับค่าความชื้นสัมพัทธ์ (%RH, Percent Relative Humidity) ตารางที่ 4 เป็นตารางแสดงอุณหภูมิที่เกิดการควบแน่นเป็นหยดน้ำ ที่ค่าความชื้นสัมพัทธ์ (%RH) ต่างๆ กัน โดยทั่วไปในประเทศไทยนิยมคำนวณที่ 80 หรือ 85 %RH อุณหภูมิห้องที่ 30 หรือ 35°C ดังนั้นเมื่อกำหนดค่าที่ใช้คำนวณแล้วต้องควบคุมให้บริเวณติดตั้งมีเงื่อนไขตามที่ตั้งไว้ในพื้นที่ที่มีความชื้นสูงมากเช่น ติดทะเล, ติดแหล่งน้ำขนาดใหญ่, ล้อมรอบด้วยภูเขาต้นไม้ ควรออกแบบอาคารและบริเวณที่ติดตั้งท่อนำความเย็นผ่านอย่างรอบคอบ ควรหลีกเลี่ยงการใช้ค่า 90 %RH, 95 %RH เพราะนอกจากจะเปลืองค่าใช้จ่ายแล้วยังอาจส่งผลให้วัสดุโดยรอบเสียหายก่อนเวลาอันควร

ตารางที่ 4 ตารางแสดงอุณหภูมิที่เกิดการควบแน่นเป็นหยดน้ำที่ค่าความชื้นสัมพัทธ์ (%RH) ต่างๆ กันที่อุณหภูมิห้อง 30°C

• ค่า h_a ค่าสัมประสิทธิ์การพาความร้อนของอากาศ เมื่ออากาศมีการเคลื่อนไหวสัมผัสกับท่อนำความเย็น ที่มีอุณหภูมิแตกต่างกัน จะมีการพาความร้อนเกิดขึ้น การพาความร้อนแบ่งได้เป็น 2 ประเภทคือ ประเภทพาความร้อนอิสระ (natural or free convection) และประเภทพาความร้อนที่ใช้แรงลม (forced air) การพาความร้อนอิสระ (natural or free convection)  เป็นผลมาจากความหนาแน่นของอากาศที่อุณหภูมิแตกต่างกัน อากาศที่วิ่งจะช้า อาทิเช่น ห้องที่ถูกแสงอาทิตย์ส่องทำให้อุณหภูมิอากาศในห้องแตกต่างจากผนังห้องที่ร้อนขึ้น ทำให้อากาศหมุนเวียนอย่างอิสระ ส่วนการพาความร้อนที่ใช้แรงลม (forced air) นั้นคือการที่มีแรงลมพัดผ่านโดยทั่วไปมักหมายถึงการใช้พัดลม พัดอากาศทำให้ค่าสัมประสิทธิ์การพาความร้อนมีค่าสูงมาก เมื่อเทียบกับค่าสัมประสิทธิ์การพาความร้อนจากการพาความร้อนอิสระ (natural or free convection) ดังตารางที่ 5 และ กราฟที่ 4 ซึ่งแสดงความสัมพันธ์ของค่า h_a กับความเร็วลมที่วิ่งผ่านท่อที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางต่างๆ มีรายละเอียดดังนี้

ตารางที่ 5 ตารางแสดงความสัมพันธ์ของค่า h_a กับความเร็วลม

กราฟที่ 4 กราฟแสดงความสัมพันธ์ของ h_a กับความเร็วลม

• บริเวณปิดมีการเคลื่อนไหวของอากาศต่ำมาก (Blocked or still air areas) ค่า h_a อยู่ระหว่าง 01-5.0 W/m²K บริเวณที่มักมีค่าดังกล่าว เช่นท่อนำความเย็นที่หุ้มฉนวนแล้วอยู่ใกล้กันมากหรือสัมผัสกันเอง สัมผัสผนัง ฝ้า เพดาน ท่อส่งลม หรือวัสดุอื่นๆ ที่กันไม่ให้อากาศไหลผ่านได้ การเคลื่อนไหวน้อยมากของอากาศทำให้เกิดปัญหาหยดน้ำเป็นอย่างมาก แม้ว่าจะใช้ฉนวนหุ้มหนามากก็ตามก็แก้ปัญหาไม่ได้ ดังนั้นจึงควรหลีกเลี่ยงด้วยการให้มีช่องว่างอย่างน้อย 3“ (75 มม.) สำหรับท่อต่ำกว่า 2” IPS และ 4” (100 มม.) สำหรับท่อที่ขนาดใหญ่กว่า 2” IPS สำหรับท่อนำความเย็นที่อยู่เหนือฝ้าหรือช่องชาร์ป ส่วนบริเวณที่มีการเคลื่อนไหวลมมาก เช่นในโรงงานโล่งๆ อาจจะห่างกัน 2“ (50 มม.) สำหรับท่อต่ำกว่า 2” IPS และ 3”  สำหรับท่อที่มีขนาดใหญ่กว่า 2” IPS
• บริเวณที่มีลมเคลื่อนไหวช้า (Low air movement areas) เช่นบริเวณในช่องชาร์ป เหนือฝ้า และห้องใต้ดิน เป็นต้น ค่า h_a ที่ใช้คำนวณออยู่ระหว่าง 4.0-10.0 W/m²K ขึ้นอยู่กับขนาดของท่อนำความเย็น
• บริเวณที่ลมเคลื่อนไหวปานกลาง ( Moderate air movement areas) เช่นบริเวณในห้องต่างๆ พื้นที่เปิดในอาคาร มีการหมุนเวียนของอากาศดี ค่า ha ที่ใช้ในการคำนวณอยู่ระหว่าง 5.0-12.0 W/m²K ขึ้นอยู่กับขนาดของท่อนำความเย็น
• บริเวณที่มีแรงลม (forced air areas) บริเวณที่มีการหมุนเวียนหรือการระบายของลมด้วยความเร็วมากกว่า 1 M/sec (3.6 km./hr) เช่นบรรยากาศภายนอกอาคาร, ภายใน Air Handling Unit, ห้องที่มีการใช้พัดลมพัดไปมา, ห้องซักผ้าหรือห้องครัวที่ต้องใช้การระบายอากาศในปริมาณมาก เป็นต้น ค่า ha อยู่ระหว่าง 12.0-100.0 W/m²K

ค่า h_a มีผลต่อการคำนวณหาความหนาฉนวน เพื่อป้องกันการเกิดหยดน้ำบนผิวฉนวนเป็นอย่างมาก ต้องหลีกเลี่ยงการเดินท่อนำความเย็นที่ทำให้อากาศไม่มีการไหลเวียน หรือไหลเวียนต่ำมาก เพราะแม้จะใช้ฉนวนหนามากก็แก้ปัญหาดังกล่าวไม่ได้ ในทางกลับกัน ถ้าติดตั้งในบริเวณที่มีลมหมุนเวียนมาก (h_a มากกว่า 12.0 W/m²K) ก็จะมีการสูญเสียพลังงานมากขึ้น บริเวณที่ใช้ติดตั้งท่อนำความเย็นโดยทั่วไปจะมีค่า ha อยู่ระหว่าง 6-10 W/m²K ดังตารางที่ 6 แสดงความหนาของฉนวนยางชนิดเซลปิด Aeroflex  ที่ใช้ป้องกันการเกิดหยดน้ำ และการสูญเสียพลังงานที่มีค่า h_a ต่างๆ กัน ในทางกลับกัน การแก้ปัญหาหยดน้ำบนผิวฉนวนในบางบริเวณจะแก้ไขโดยให้มีลมพัดผ่านบริเวณดังกล่าว

ตารางที่ 6 แสดงความหนาของฉนวนเซลปิด Aeroflex ที่ใช้ป้องกันการเกิดหยดน้ำ และการสูญเสียพลังงานที่มีค่า h_a ต่างๆ กัน ที่อุณหภูมิน้ำ 5°C อุณหภูมิห้อง 30°C ความชื้นสัมพัทธ์ 85 % RH

การป้องกันการเกิดหยดน้ำบนผิวฉนวนที่หุ้มท่อนำความเย็น นั้นมีหลายปัจจัย ไม่เฉพาะด้าน อุณหภูมิท่อนำความเย็น, อุณหภูมิห้อง, ความชื้นสัมพัทธ์ และขนาดท่อเท่านั้น แต่ต้องคำนึงในด้านความประณีตในการติดตั้ง ระยะห่างของท่อที่หุ้มฉนวนแล้ว, การไหลไปมาของความชื้น,แหล่งกำเนิดความชื้นค่าสัมประสิทธิ์การพาความร้อนของอากาศ และชนิดของฉนวนที่ใช้ ดังนั้นการคำนวณหาความหนาฉนวนที่ใช้โดยทั่วไปอย่างเดียวไม่เพียงพอ ต้องนำปัจจัยต่างๆ มาร่วมพิจารณาอย่างละเอียดรอบครอบ เพื่อให้อาคารต่างๆ ที่ใช้ระบบทำความเย็นไม่มีปัญหาด้านการเกิดหยดน้ำบนผิวฉนวน (Condensation Problems).

โดย..นายชำนาญ  วิทูรปกรณ์