Studies on heat pumps is underway to reduce carbon emission. Many literatures showed that a heat pump can be operated with a high performance when using a water source. However, in the process of using the water source, heat exchanger fouling occurs. This paper analyzes the process of fouling formation and the effect of fouling on the heat exchanger and heat pump system during cooling mode. The fouling formation was measured when river water was circulated in the heat exchanger. The performances of a clean heat exchanger and a heat exchanger with fouling accumulation after 1-month and 1-year were measured. Based on the experimental results, new model that can predict the fouling formation is presented. 1-D analytical model was developed for analysis the performance of the system. The change in heat pump performance as fouling progresses was analyzed. The average performance of the heat pump according to the heat exchanger overhaul period was presented. It was indicated that cleaning once every 1 to 36 months reduced the total power consumption, cooling capacity and COP of the heat pump system by 0.9 to 10.6 %, 0.6 to 5.6 % and 1.5 to 14.6 %, respectively, compared to when it is clean.