İki kademeli bir kompresörün temel prensibi, hava sıkıştırma işlemini atmosferik basınçtan hedef basınca kadar iki aşamaya bölmektir: "düşük basınçlı birincil sıkıştırma" ve "yüksek basınçlı ikincil sıkıştırma". Ara soğutma ve petrol gazı ayırma gibi destekleyici işlemler sayesinde verimli ve düşük tüketimli basınçlı hava çıkışı elde edilir. İş akışının tamamı aşağıdaki gibi beş temel adıma ayrılabilir:
1. Adım 1: Hava girişi ve birincil sıkıştırma (alçak basınç aşaması)
Hava Filtrasyonu: Ortam havası (yaklaşık 0,1 MPa) ilk olarak hava filtresine girer; bu filtre, toz ve yabancı maddeler gibi partikül kirletici maddeleri (tipik olarak 1-5 μm filtreleme hassasiyetiyle ) giderir. Bu, silindirin aşınmasını veya basınçlı havanın kirlenmesini önler.
Düşük basınçlı sıkıştırma: Filtrelenen temiz hava, pistonun ileri geri hareketinin hava hacmini sıkıştırdığı ve basıncını (tipik olarak 0,1MPa'dan 0,3-0,5MPa'ya) arttırdığı ve ilk sıkıştırmayı tamamladığı düşük basınçlı silindire girer. Bu işlem sırasında önemli miktarda ısı oluşur ve sıcaklıklar 120-160 ° C'ye ulaşır.
2. Adım 2: Hava Sıcaklığını ve Enerji Tüketimini Azaltmak için Ara Soğutma. Bu, iki aşamalı sıkıştırma ile tek aşamalı sıkıştırma arasındaki temel farktır ; ara soğutucu (tipik olarak bir kabuk-boru veya kanatlı ısı eşanjörü), birincil sıkıştırmadan sonra yüksek sıcaklıktaki havayı zorla soğutur.
-Soğutma ortamı (genellikle soğutma suyu veya soğutma havası), yüksek sıcaklıktaki basınçlı hava ile ısı alışverişinde bulunarak hava sıcaklığını 120-160 ° C'den 40-50 °C'ye (ortam sıcaklığına yakın) düşürür.
-Soğutma havası yoğunluğu önemli ölçüde artar ve moleküler aktivite azalır; bu, yalnızca sonraki ikincil sıkıştırmanın "itme direncini" azaltmakla kalmaz, aynı zamanda ikincil silindir sızdırmazlık ve yağlama yağında yüksek sıcaklık kaybını da önler ve dolaylı olarak enerji tüketimini ve ekipman arıza oranını azaltır.
3. Üçüncü Aşama: Hedef Basınca İkincil Sıkıştırma (Yüksek Basınç Aşaması) Soğutulmuş düşük basınçlı hava (0,3-0,5MPa) yüksek basınç silindirine girer; burada yüksek basınçlı piston, hedef endüstriyel basınca (tipik olarak 0,7-1,3MPa, bazı yüksek basınçlı modellerde 3MPa'yı aşar) ulaşmak için onu daha da sıkıştırır ve ikinci sıkıştırma aşamasını tamamlar. Birincil sıkıştırma zaten basıncı düşürdüğü için, ikincil sıkıştırmadaki "sıkıştırma oranı" (egzoz basıncı/emilim basıncı), tek aşamalı sıkıştırmadan önemli ölçüde daha düşüktür (tipik olarak 2-3:1). Bu kademeli sıkıştırma işlemi, atık ısıyı en aza indirerek ve elektrik enerjisinin basınçlı hava potansiyel enerjisine dönüşümünü maksimuma çıkararak enerji dönüşüm verimliliğini artırır.
4. Adım 4: Petrol-Gaz Ayırma ve Hava Temizleme. İki kademeli hava kompresörleri tipik olarak yağlı yağlama kullanır (bazı yağsız modeller kuru sıkıştırma kullanır). Sıkıştırma sırasında yağlama yağı havayla karışır ve bir petrol-gaz ayırıcı aracılığıyla ayrıştırılması ve saflaştırılması gerekir.
