Recently, based on the new climate change system started from COP21, which was held in Paris, France, Korean government settled a new reduction target of greenhouse gases by 2030, and started to make new renewable energy plan which includes water heat related renewable energy. A water source heat pump system is one of the new renewable energy systems using temperature differences between water and atmosphere. K-water have installed and been operating 10 heat pump systems in water treatment plant buildings and multipurpose dam buildings. In this study, Sungnam water treatment plant heat pump system was selected as a pilot and simulation model was developed with TRNSYS which is specialized in simulation for a heat pump system. Sungnam heat pump system is a water to water type system and composed of a raw water pump, a brine water pump, a heat exchanger, a heat pump, a buffer tank, FCUs, etc. The water source of this system is the raw water coming from HAN river to sungnam water treatment plant. A heat exchanger is usually used to exchange heat between raw water and brine water. Therefore, flow rate of raw water and brine water pump is a critical factor of system COP. These pumps are controlled by inverter, and data acquisition is being carried out with various measuring instruments of RTD sensors, flow meters, electricity meters. The efficiency of heat pump system generally shows different values according to the various operation conditions of raw water pump, brine water pump, buffer tank temperature. In order to analyze the system COP under the different operation condition, 100 cases of operation condition have been used for simulation, and the results of simulation were verified by measured data. As a result of this study, changing the pump flow rates and buffer tank temperature was identified as an significant effects to change system COP as much as 5~10% and TRNSYS using simulation methods were found out to be acceptable to figure out the optimized operation con