本发明实施例涉及温控散热领域。本发明实施例提供一种热能转换装置、系统及方法，所述装置包括半导体制冷器TEC、控制单元、冷凝器、蒸发器、冷媒管路、第一阀门以及第二阀门，所述控制单元获取第一温度值和第二温度值，当所述第一温度值小于或者等于所述第二温度值时，通过所述TEC工作实现散热；当所述第一温度值大于所述第二温度值时，通过所述循环回路实现散热。所述TEC工作时，由于所述冷凝器和所述蒸发器内的冷媒作为传热介质，可以提升所述TEC的散热效率；并且当通过所述循环回路工作散热时，不仅节约了所述TEC工作时消耗的电能，而且由于所述循环回路与所述TEC的交替工作延长了所述TEC的使用期限。