本发明涉及一种基于汽液换热器的分控相变换热系统及换热方法。该系统包括储液箱(20)、热源换热器(3)、冷源换热器(15)和汽液换热器(9)，热源换热器(3)的上集箱经换热器入口蒸汽管(8)与汽液换热器(9)连通，所述汽液换热器(9)上设置的汽液换热器出口蒸汽管(10)分成两支路分别与冷源换热器(15)的上集箱和下集箱连通；所述冷源换热器(15)的下集箱通过冷源换热器出液管(17)与储液箱(20)上部连通，该储液箱(20)底部经换热器入口冷凝液管(11)与汽液换热器(9)连通，汽液换热器(9)通过换热器出口冷凝液管(6)与热源换热器(3)的下集箱连通。通过本发明的装置很高的解决了过冷、过热现象，换热效率提高。