本发明公开了一种储热型相变回路装置、控制系统及控制方法，储热型相变回路装置包括机械泵、预热器、微通道热沉、储热型冷凝器、冷却器、储液罐和功耗器件。间歇式工作模式由瞬时高热载荷阶段和非热载荷阶段交替进行，冷却器在这两阶段持续工作。在瞬时高热载荷阶段，微通道热沉发生沸腾相变带走功耗器件的热量，储热型冷凝器中相变材料发生熔化相变；在非热载荷阶段，微通道热沉内流体发生单相流动，储热型冷凝器中相变材料发生凝固相变。储热型冷凝器耦合了双梯度结构冷凝表面和脉络鳍状多孔结构，实现了冷凝传热和固液相变传热的协同强化。通过控制方法，以自适应控制方法抑制内部扰动、补偿外部干扰，保证了相变回路精确控温。