油分離器安裝在壓縮機出口和冷凝器進口之間。
通過分離，改善了冷凝器和蒸發器中的傳熱效果。
對于潤滑油與工質互溶性較差的系統而言，油分離器顯得更為重要。
油分離器的簡單工作原理：壓縮機出來的高壓氣體（氣態工質和潤滑油），進入油分離器后，進入油分離器的導向葉，沿導向葉呈螺旋狀流動，靠離心力和重力，將潤滑油從工質氣體中分離出來，沿著筒體的內壁流下。工質氣體經多空擋板由中心的管子引出油分離器。分離出的潤滑油，集中于油分離器的下部，可定期排出，或者利用浮球閥，使潤滑油自動回到壓縮機的曲軸箱中。離心回旋流道內的流速推薦為：氨 10-25m/s，氟里昂 20-20m/s。
油分離器的作用 ： 在蒸汽壓縮式制冷系統中，經壓縮后的氨蒸汽(或氟利昂蒸汽)，是處于高壓高溫的過熱狀態。由于它排出時的流速快、溫度高。汽缸壁上的部份潤滑油，由于受高溫的作用難免成油蒸汽及油滴微粒與制冷劑蒸汽一同排出。且排汽溫度越高、流速越快，則排出的潤滑油越多。過濾式油分離器 過濾式油分離器用于氟利昂制冷系統，常稱為氟利昂油分離器。
過濾式油分離器：當壓縮機排出的高壓制冷劑氣體進入分離器后，由于過流截面較大，氣體流速突然降低并改變方向，加上進氣時幾層金屬絲網的過濾作用，即將混入氣體制冷劑中的潤滑油分離出來，并下滴落聚集在容器底部。當聚集的潤滑油量達一定高度后，則通過自動回油閥，回到壓縮機曲軸箱。在正常運行時，由于浮球閥的斷續工作，使得回油管時冷時熱，回油時管子熱，不回油時管子就冷。如果回油管一直冷或一直熱，這說明浮球閥已經失靈，必須進行檢修，檢修時可使用手動回油閥進行回油。這種油分離器結構簡單，制造方便，應用普遍，但分油效果不及填料式。
離心式油分離器：離心式油分離器的油分離效果較好，適用于大型制冷系統，壓縮機的排氣經油分離器進氣管沿切線方向進入筒內，隨即沿螺旋導向葉片高速旋轉并自上而下流動。借離心力的作用將排氣中密度較大的油滴拋在筒壁上分離出來，沿壁流下，沉積在筒底部。蒸氣經筒體中心的出氣管內多孔板引出。筒側裝有浮球閥，當油面上升到上限位時，潤滑油通過浮球閥打開閥芯，自動向壓縮機曲軸箱或集油器排油。有的在油分離器外部還設有冷卻水套，使混合汽體在其中又受到冷卻水的冷卻并通過降低流速和改變流向的作用，進一步得到分離。
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