本发明提供了一种热平衡调节装置及铝电解系统，热平衡调节装置包括第一热交换器、第二热交换器、第一风机、第二风机、第三风机、空气输出管道、空气循环管道和烟气输出管道，第一热交换器的第一入口用于通入空气，第一出口与空气输出管道连接，第二出口和第二入口分别与空气循环管道的两端连接，第一风机与空气输出管道连接；第二热交换器设置于烟气输出管道和空气循环管道上，其中相互交叉设置有烟气通道和空气通道，烟气通道与第二风机连接，空气通道与第三风机连接，盖板上的第三出口与烟气输出管道连接。本发明可以对铝电解槽的侧部起到保温控温的作用，实现了烟气的就近余热利用，实现了工业铝电解工程对于新能源电的柔性消纳。