本发明属于暖通领域，公开了一种温湿分控集中式空调系统，包括集中冷热源主机；水力模块包括一次侧管路、换热器和二次侧管路，一次侧管路与集中冷热源主机管路连接，换热器用于使一次侧管路的冷热源与二次侧管路的水进行热量交换；设置于用户端的末端，与二次侧管路连通设置，用于处理用户端室内的显热负荷；设置于用户端的新风机组，新风机组包括预冷段和冷却除湿段，预冷段与二次侧管路连通设置，用于对新风预冷，冷却除湿段用于对预冷后的新风进行等温除湿。本发明采用双冷源新风机组，可实现深度除湿，提高除湿效果；集中冷热源主机可不用考虑除湿能力，使得主机可采用中温冷冻水作为冷源，提高了主机蒸发温度，从而明显提高了系统能效。