罗茨鼓风机逆流冷却是以低温气体作预进气使用的一种冷却方式。通常将冷却气体的压力，设定为与排气压力相等。在位置(a)上，叶轮与机壳围成的吸气容积逐渐扩大；在位置（b）冷却气体开始流入基元容积V；在位置（c），冷却气体继续向V流入，使其内部压力逐步升高；在位置（d），V中的压力已经接近排气压力；在位置（e），V与排气口接通，气体以等压、等温状态排出。由于冷却气体的导入，气体的压缩终得以降低。同时也可减小排气口的回流冲击强度，降低鼓风机的噪声。

罗茨鼓风机理论排气温度

（1）一般表达式。以鼓风机的进气口、排气口及冷却气入口为边界设置开口系统。认为系统与外界无热交换，并忽略外泄漏的影响。其核心有进气流量、进气温度、排气温度、冷却气流量、冷却气流入机壳时的温度，组成即为空冷鼓风机的排气温度表达式。

（2）理想状况下的排气温度。假设基元容积与排气口连通之前，其内部压力已与排气压力达到平衡；连通之后，气体以等温、等压状态向排气口流动。以基元容积V为控制系统，忽略泄露影响，认为系统内只有冷却气体流入，没有气体流出；系统与外界没有功和热的交换，系统内气体内能量等于冷却气体所带入的焓。

罗茨鼓风机实际冷却效果

采用逆流冷却可以显著降低排气温度。但由于冷却气导入后的预平衡压力，一般难以到达与排气压力完全平衡的理想程度，因此冷却效果受到影响，实际排气温度比理想排气温度要高。