油分離器在低溫冷水機中位于制冷壓縮機和冷凝器之間，主要是把從壓縮機排出來的過熱蒸氣中夾帶的潤滑油，在進入冷凝器之前給分離出來，因為冷凝器的傳熱面上如果有油膜存在，會增大傳熱阻力，使整臺低溫冷水機的換熱能力降低進而降低制冷量。
我們以活塞式制冷壓縮機為例。當活塞式壓縮機在壓縮制冷劑氣體時，由于氣缸內壁面、曲軸軸頸、活塞銷等地方都需要油來潤滑，因此在壓縮的過程中，壓縮機氣缸內一部分潤滑油因受高溫的影響也隨之汽化，混在制冷劑的氣體中排出，這樣勢必會讓壓縮機失去潤滑油。
另一點就是潤滑油進入冷凝器和蒸發器，在低溫冷水機制冷系統中會使給定蒸發壓力下的飽和蒸發溫度升高，降低制冷能力。因此，制冷劑氣體中的潤滑油應當在壓縮之后設法排回壓縮機，而油分離器就是起的這個作用。
油分離器的種類很多，對于我們的氟利昂冷水機組，一般采用過濾式油分離器，它的基本工作原理如下：
1、利用油的重度與制冷劑氣體重度不同，進行沉降分離；
2、利用擴大通道斷面降低氣體流速（一般在約在0.8-1m/s），造成輕與重的物質易分離；
3、迫使氣體流動方向改變，使重的油與輕的氣進行分離；
4、利用氣體流動撞擊器壁的原理：由于粘度不同、質量不同產生的反向速度也不一樣，促使油的沉降分離。
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