Raw-water source heat pump having a thermal storage tank was dynamically simulated by TRNSYS, and the results were verified by the field tests. The raw-water source heat pump having 30 RT capacities was installed in Sueong-nam water treatment facility, and has been operated since Nov. 2010. The average COPs of the raw-water source heat pump based on simulation showed 5.33 and 3.91 for cooling and heating season, respectively. When the size of thermal storage tank changed from 5 m3 to 20 m3 the highest COP was found at 10 m3 of thermal storage tank. Considering regional locations of raw-water source heat pump at Seoul, Incheon, Gangneung, and Gwangju, Seoul showed the lowest electric power consumption in cooling season, and highest in heating season. When the comparison of performance between the present water-water heat pump and that of a water-air heat pump was conducted, the present system showed lower electric power consumption by 25% than that of a water-air heat pump.