本发明提供一种压缩空气储能蓄热系统的设计方法及设计装置，该压缩空气储能蓄热系统的设计方法包括：基于膨胀机的工作参数、换热介质的物理参数、第一换热腔的尺寸，确定每个蓄热器包含的子蓄热器的个数N；基于相邻的两级膨胀机中前级膨胀机的出口与后级膨胀机的进口温差、换热介质的物理参数、蓄热介质的物理参数、蓄热器的工作时间、子蓄热器的个数N、第一管的外径、子蓄热器的长度，确定蓄热腔的厚度δmiddle；基于第一换热腔的尺寸、蓄热腔的厚度δmiddle，确定第二管的外径和确定第二换热腔的外径。本发明的缩空气储能蓄热系统的设计方法，提供了一种模块化的设计方案，可以方便地设计出蓄热器的结构，且确保释能阶段膨胀机处于高效的工作温区。