Rekuperatoriai su rotacinių šilumogrąžių, liaudyje vadinami rotaciniais rekuperatoriais. Rekuperatoriaus viduje, šilumos mainai vyksta tarp tiekiamo ir šalinamo oro srautų šilumogrąžiui sukantis. Jame įšilusio šalinamo oro įkrova pasisuka ir patenka į vėsaus lauko oro srautą, kuriam perduoda sukauptą šilumą. Atvėsusi įkrova, sukantis šilumogrąžiui, grįžta ir vėl patenka į šilto oro srautą kuriame sušyla ir ciklas kartojasi.
Dėl vidaus ir lauko temperatūrų skirtumo, šalinamo oro sraute esanti drėgmė kondensuojasi ir išgarinama tiekiamo oro sraute, tokiu būdu patalpose rekuperatorius palaiko netik komfortišką šilumą, bet ir drėgmę.
Rekuperatorių viduje sumontuoti oro filtrai patenkantį orą į patalpas išfiltruoja, gali sulaikyti nuo dulkių, vabzdžių, virusų iki nemalonių kvapų sklindančių iš išorės.