本实用新型提供了一种基于相变储能技术的梯级蓄热控温系统，属于相变蓄热技术领域。其技术方案为：包括高温热源，高温热源通过废热管经蒸发器流出，蒸发器的进口和出口通过换热循环管连接，所述换热循环管上依次连接压缩机、梯级蓄热装置和储液罐；太阳能集热器的进口和出口通过集热循环管连接，集热循环管上连接梯级蓄热装置；常温水源通过供热循环管经梯级蓄热装置和待加热设备流出；控温系统包括控制器、设置在供热循环管上的温控球阀和温度传感器。本实用新型的有益效果为：通过不同温度梯度的换热设计，提高了热能的储放速率，大幅提高了相变储能装置的性能及效率，加快热能换热速度，提高了相变储能装置的应用性能。