本发明涉及空调设备领域，公开了一种转轮除湿机组及其控制方法，其中转轮除湿机组包括送风系统、转轮和再生风系统；还包括送风直膨系统，所述送风直膨系统设于送风系统中，其包括第一蒸发器、第一压缩机、第一冷凝器和第一膨胀阀；所述第一蒸发器设于转轮的吸湿区之前，用于对除湿前的空气进行调温；所述第一冷凝器设于转轮的吸湿区之后，用于对除湿后的空气进行调温。本发明可达到的温度和湿度范围更加广，对被调空间的需求变化响应更迅速，除湿效率高，对送风温湿度的控制稳定，更好地做到恒温恒湿；同时管道布置简单，适用于空间有限的场合。