很多人都知道，两级压缩机适用于高压生产，一级压缩机适用于大气量生产。有时，需要两个以上的压缩，那么为什么需要分层压缩呢？当对气体的工作压力要求较高时，采用单级压缩不仅不经济，有时甚至无法实现，就必须采用多级压缩。多级压缩是将气体从吸入后，经过多次加压达到所需的工作压力。
1、节省功耗
采用多级压缩，在两级之间设置中间冷却器的方法，可使压缩后的气体经过一级压缩后，先进行等压冷却以降低温度，再进入下一级钢瓶。温度降低，密度增加，便于进一步压缩，与一次压缩相比可大大节省功耗。因此，在相同压力下，多级压缩的面积小于单级压缩的面积。阶段越多，节省的能量就越多，就越接近等温压缩。
小贴士：喷油螺杆空压机的空压机非常接近恒温过程。如果在达到饱和状态后继续压缩冷却，就会析出冷凝水。如果这些冷凝水和压缩空气进入油气分离器(油箱)，就会使冷却油乳化，影响润滑效果。随着冷凝水的不断增加，油位将不断上升，最后冷却油将随压缩空气进入系统，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，压缩室内的温度不能太低，必须大于冷凝温度。例如，对于排气压力为11bar(A)的空压机，冷凝温度为68℃，当压缩室温度低于68℃时，冷凝水会析出。因此，喷油螺杆空压机的排气温度不能太低，即由于冷凝水的问题，限制了等温压缩在喷油螺杆机中的应用。
2、提高产能利用率
由于制造、安装和运行的三个原因，气缸内的间隙容积总是不可避免的，而间隙容积不仅直接降低了气缸的有效容积，而且必须将剩余的高压气体膨胀到吸入压力，使气缸开始吸入新鲜气体，这等于进一步降低了气缸的有效容积。
不难理解，压比越大，间隙容积内残余气体膨胀越剧烈，气缸有效容积越小。在极限情况下，即使间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，则不能继续吸排，气缸的有效容积变为零。如果采用多级压缩，则每一级的压缩比很小，间隙容积中的残余气体可以略微膨胀，以达到吸入压力，这样气缸的有效容积自然可以增加，从而提高气缸容积的利用率。
3、降低排气温度
压缩机的排气温度随着压缩比的增加而升高，压缩比越高，排气温度也越高，但过高的排气温度往往是不允许的。这是因为:在油润滑的压缩机中，润滑油的高温会降低粘度，加剧磨损，而当温度过高时，很容易在气缸和阀门上形成积碳，加剧磨损，有时甚至会发生爆炸。由于各种原因，排气温度受到很大限制，因此必须采用多级压缩来降低排气温度。
小贴士：分级压缩可以降低螺杆空压机的排气温度，同时使空压机的热过程尽可能接近恒温压缩，达到节能的目的，但也不是绝对的。特别是对于排气压力低于13bar的喷油螺杆空压机，由于在压缩过程中喷射了低温冷却油，使压缩过程已接近恒温过程，不需要二次压缩。如果喷射冷却是基于分层压缩的，结构复杂，制造成本增加，而且气体的流动阻力增加，额外的功率消耗得不敷出。另外，如果温度过低，在压缩过程中形成冷凝水，会导致系统状态恶化，造成严重后果。
4、减小作用在活塞杆上的空气力
在活塞式压缩机上，当压缩比高且采用单级压缩时，气缸直径越大，作用在较大活塞面积上的气体终压力就越高，作用在活塞上的气体力也越大。如果能采用多级压缩，大大减小作用在活塞上的空气力，就有可能使机构轻量化，提高机械效率。
当然，多级压缩并不总是更好。因为级数越多，压缩机结构趋于复杂，尺寸、重量和成本都会增加;气体通道增加，阀门的压力损失和管理增加等，因此有时串联越多，经济性降低，串联越多，运动部件增加越多，故障的机会也会增加。由于摩擦增加，机械效率也会降低。
综上所诉：影响压缩机效率的主要是机头的内泄漏，多级压缩可以降低每一级的压比，而且压比小，内泄漏得到改善，所以多级压缩有一定的节能效果。但是，如果机头的加工精度高，则可以有效地控制内部间隙，减少内泄漏，并可以获得显着的节能效果。单级压缩机头的零件明显少于多级压缩，机器的可靠性要高得多。从可靠性的角度来看，高精度制造的单机压缩更符合用户的利益。
