本发明公布了一种热传递方向控制装置及方法，包括半导体制热制冷组件、冷源、VOCs吸附解吸管。半导体制热制冷组件包括PN半导体层、热片、冷片、导热片、密封材料。PN半导体层包括P型半导体、N型半导体和导流体。冷源、半导体制热制冷组件和VOCs吸附解吸管紧靠在一起。在VOCs超低温冷冻捕集时，半导体制热制冷组件不接入电流，冷源的温度通过半导体制热制冷组件传导到VOCs吸附解吸管。在热解吸时，VOCs吸附解吸管和半导体制热制冷组件都接入电源工作，VOCs吸附解吸管和冷源的温度互相不影响。本发明实现对VOCs在线监测系统中的冷阱和热解吸装置之间的热传递方向的有效控制，从而减少能源浪费，提高解析组件的温度均匀性。