油分離器在風冷式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，在風冷式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。