本發明提供一種直接膨脹式機房節能空調系統，包括設置于機房內的壓縮機、第一節流閥、儲液罐、第二節流閥、蒸發器、儲氣罐、傳感器、控制器、第一閥門、第二閥門、第三閥門、感溫探頭和液位感應裝置以及設置于機房外的冷凝器，所述蒸發器安置于對應的服務器機柜內；壓縮機、冷凝器、第一節流閥、第一閥門、儲液罐、第二閥門、第二節流閥、蒸發器、儲氣罐以及第三閥門首尾依次連接，感溫探頭設于服務器機柜內，液位感應裝置設于儲液罐內，且感溫探頭與液位感應裝置均連接至傳感器；控制器分別與壓縮機、第一閥門、第二閥門、第三閥門和傳感器連接。本發明還提供一種直接膨脹式機房節能空調的控制方法，解決機房的排熱問題，降低能耗，減少成本。