相信很多人在购买空压机时,往往经销商会询问排气压力、排气量等参数,从而为大家推荐空压机。而在推荐的空压机当中又可分为单级压缩空压机以及双级压缩空压机,其中单级压缩又称一级压缩,双级压缩又称二级压缩,那么空压机为何要分级压缩,单级压缩和双级压缩的区别是什么。
空压机为什么需要分级压缩
原因是当要求气体的工作压力较高时，采用单级压缩不仅不经济，有时甚至是不可能实现的，必须采用多级压缩。多级压缩就是将气体从吸入开始，经过几次升压而达到所需要的工作压力。
1、节省功率消耗
采用多级压缩，可以通过在级间设置中间冷却器的方法，使被压缩气体在经过一级压缩后，先进行等压冷却，以降低温度，再进入下一级气缸。温度降低、密度增大，这样易于进一步压缩，较之一次压缩可以大大节省耗功量。因此在相同的压力下多级压缩做功的面积就比单级压缩要少。级数越多省的功耗就越多越接近于等温压缩。
注意：喷油螺杆空压机的空压机已经非常接近定温过程。如到达饱和状态后继续压缩继续冷却的话，将有冷凝水析出。这些冷凝水如果与压缩空气一起进入油气分离器(油箱)内，会使冷却油乳化，影响润滑效果。随着冷凝水的不断增加，油位也会不断上升，最后冷却油将会随同压缩空气进入系统，污染压缩空气，对系统造成严重后果。
因此，为了防止冷凝水的产生，压缩腔内的温度不能过低，必须大于冷凝温度。如排气压力为11bar(A)的空压机，冷凝温度为68℃，当压缩腔内温度低于68℃时，将有冷凝水析出。因此喷油螺杆空压机的排气温度不能过低，即等温压缩的应用在喷油螺杆机中由于冷凝水的问题受到了限制。
2、提高容积利用率
由于制造、安装以及运行三方面的原因，气缸内的余隙容积总是不可避免的，而余隙容积不仅直接减小了气缸的有效容积，而且其中所残留的高压气体还必须膨胀至吸气压力，气缸才能开始吸入新鲜气体，这样就等于进一步减小了气缸的有效容积。
不难理解，如果压力比愈大，则余隙容积内残留气体膨胀愈剧，气缸有效容积则愈小。在极限情况下，甚至能够出现余隙容积内的气体在气缸内完全膨胀后，压力仍不低于吸气压力，这时就无法继续吸、排气，气缸的有效容积就变成了零。如果采用多级压缩，则每一级的压缩比很小，余隙容积内残留气体稍微膨胀即可达到吸气压力，这样自然就可以使气缸有效容积增大，从而提高气缸容积的利用率。
3、降低排气温度
压缩机的排除气体的温度是随压缩比的增加而升高的，压缩比越高排气温度就越高，但是过高的排气温度往往是不允许的。这是由于：在油润滑的压缩机中，润滑油温度高了会降低粘度，加剧磨损，当温度升高过高时容易在缸内及阀门上形成积碳，加剧磨损，有时甚至发生爆炸。基于各种原因，大大限制了排气温度，所以必须采用多级压缩降低排气温度。
注意：分级压缩可以降低螺杆空压机的排气温度，同时也可使空压机的热力过程尽可能地向定温压缩靠近，以达到节能效果，但并不是绝对的。尤其对于排气压力13bar以下的喷油螺杆空压机而言，由于其在压缩过程中喷入了低温的冷却油，压缩过程已经接近了定温过程，没必要再进行二级压缩。如在此喷油冷却的基础上再进行分级压缩，使结构复杂，制造成本提高，还增加了气体的流动阻力和额外的功耗，有点得不偿失。此外，如温度过低，在压缩过程中形成冷凝水的话将导致系统状态恶化，造成严重后果。
4、降低作用在活塞杆上的气体力
活塞压缩机上，当压缩比较高而采用单级压缩时，气缸直径较大，就有较高的气体重压作用在较大活塞面积上，活塞上的气体力就较大。如果采用多级压缩就能大大降低作用于活塞上的气体力因而有可能使得机构轻巧，机械效率提高。
当然，多级压缩也不是级数越多越好。因为级数越多，压缩机结构趋于复杂，尺寸、重量和造价都要增加;气体通道增加，气阀及管理的压力损失增加等，所以有时级数越多反而使经济性下降，级数多了运动机件增加，发生故障的机会也会增加。由于摩擦增加，机械效率也将有所降低。
单级压缩机和双级压缩机的区别
空气压缩机的单级和双级主要是从主机的结构上区分
单螺杆空气压缩机一对阴阳转子组成的螺杆空压机，采用一次压缩就实现空气压缩;
双螺杆空气压缩机是由两对阴阳转子组成，气体经过一级压缩完毕后进入二级压缩，压缩比高，功率较一级压缩空压机降低一个档位。
把压缩过程分成两段，采用等压比来设定级间压力，故每级压缩比都比单级压缩比降低很多，转子之间的回流泄露量大大降低，
而容积效率和绝热效率得到了大大的提升，相应的提升了最终的产气量。
单级螺杆压缩机缺点
1.转子齿面是一空间曲面，需利用特制的刀具，在价格昂贵的设备上加工，机体零部件加工精度也有较高的要求，必须采用高精度设备。
2.由于齿间容积周期性地与吸、排气口连通，故压缩机噪声高。
3.由于受到转子刚度和轴承寿命等限制，压缩机内部只能依靠间隙密封，所以螺杆压缩机只能适用于中、低压范围，不能用于高压场合。
4.由于喷油量大，油处理系统复杂，故机组附属设备多。
5.螺杆压缩机依靠间隙密封气休，在小容积范围内不具有优越的性能。
单级螺杆压缩机优点
1.采购成本较双级螺杆压缩机低
2.维护简单，空压机配件的易损件较少
3.单级的容量大，无余隙容积
双级螺杆机压缩机的缺点
1.双级压缩因为使用了两对转子，所以体积上会比传统的单级要庞大
2.两对转子，使双级的制造成本增加，相应首期投资也增加，导致很多小型企业不愿意接受。
双级螺杆压缩机的优势
1.双级螺杆机较单级更节能，双级压缩相比单级压缩，两级压缩趋于最省功的等温压缩，从原理上，两级压缩比单级压缩节能5%-8%。
2.双级螺杆空压机低噪音、低振动、可靠性高。
3.两级压缩降低了每级压缩比，减少内漏泄，提高容积效率，降低了轴承负载，提高了主机寿命。
虽然双级压缩机在初期采购成本上是高于单级螺杆压缩机，但是从总体的能耗和维护保养上来计算，最终是双级压缩机更划算，但是也需根据工况来，一般情况高压的工况需求更适合采用双级。
结语：
最近几年来,很多企业都意识到双级压缩的优势,基本上在采购新机时都会选择双级压缩,不仅能达到自己的用气量,而且远比单级压缩更加节能,从长远来考虑,节能效果最为明显。