熱泵技術是一種提高能量品位的技術，它不是能量轉換的過程，不受能量轉換效率極限１００％的制約，而是受逆卡諾循環效率的制約。其傳遞熱量的能力與投入熱泵的電能之比稱為制熱性能系數又稱能效比（用ＣＯＰ來表示）。
空氣能熱泵能效比為：ＣＯＰ＝Ｑ１＋ＷＷ，但是這個公式并不總能夠很準確地表述空氣能熱泵的能量轉移性能，一些情況下這個公式甚至直接導致錯誤的結論。
事實上影響熱水器的能效比主要有：機器性能、環境溫度、初始溫度和目標溫度，但在循環制熱過程某一瞬間，實際影響機器工作性能的溫度指標就是環境溫度和循環水溫這兩個溫度指標。
這兩個指標與冷凝溫度和蒸發溫度有著某種對應關系：在一定的環境溫度中工作，循環水溫越高，冷凝溫度也會越高，蒸發溫度也會緩慢有所上升。一般冷凝溫度比循環水溫高３～８℃，蒸發溫度比環境溫度低５～１０℃。
高能效的機組總是盡量降低冷凝溫度、提高蒸發溫度，為了換熱充分，高能效機組均要增加成本，加大冷凝器（水熱交換器）和蒸發器（空氣熱交換器）換熱面積，這是高能效熱泵機組成本要增加的主要原因。
４．１環境氣溫
圖４給出了某款空氣能熱水器在不同氣溫狀況下產出５０℃水循環加熱瞬間的性能參數曲線，可以看出，氣溫越低，能效比越低，當環境溫度降到－５℃時，產品的能效比已經低于１。并且，在測試和計算這個性能參數的耗電量還不包括循環水泵的耗電量，如果增加了循環水泵的功耗，此時系統性能參數會更低。測試結果表明，當氣溫比較低時空氣能熱泵熱水機的能效比是可能低于１的，這個狀態下的空氣能加熱性能也許還不如電加熱。

前述公式無法解釋這個現象，問題在于壓縮機工作過程中電能不能１００％轉換成熱能，式中Ｗ是默認可以１００％轉換成了制熱水的熱能。但事實上由于各種損失諸如摩擦、泄漏、有害傳熱、電機損失、流動阻力、噪聲振動等的存在，進行１００％能源轉換是不可能的，壓縮機工作過程中必然會發生各種無法逆轉的損耗。這個損耗具體有多大呢？
以電能為驅動能源的壓縮機的電機與普通電機一樣，有著相應的電機效率。電機輸出的功率除以電機輸入的功率就是電機效率。電機效率是個隨工況變化的曲線，配置較好的高能效壓縮機的電機效率在０．７８～０．８２之間，除濕機的壓縮機電機效率往往只有７０％。
所以，實際的熱泵熱水機能效比公式應表示為：ＣＯＰ＝Ｑ１＋ηＷＷ，其中η為壓縮機有效效率。
如果Ｑ１＋ηＷ＜Ｗ，則獲得的總熱能小于電能，能效比小于１，當從空氣中獲取的熱量太少、少到低于（１－η）Ｗ電能時，熱泵的“能效比”就低于１了。
當環境溫度降低、壓比增高時，蒸發器換熱能力會逐漸下降，最終使得從空氣中獲得的熱量低于熱泵工作所消耗的電能，能效比低于１。在極端情況下，熱泵甚至會無法建立正常的蒸發冷卻過程，無法正常工作運行。
空氣源熱泵熱水機的耗能部件主要有：壓縮機、蒸發器風機、控制系統、循環水泵、四通閥線圈、待機能耗等。壓縮機是熱泵的主要耗能元件，約占總能耗的８０％以上。因此，壓縮機效率的提高將直接帶來熱泵效率的提高。
４．２目標溫度

能效比除了與環境溫度有關外，還與被加熱的水的目標溫度有關，圖５為環境溫度為２０℃時不同出水溫度時的能效比曲線圖，由圖中可以看出：被加熱的水目標溫度越低，熱泵的能效比越高。因此，用戶在使用熱泵熱水器時，只要將水加熱到不摻冷水、能直接洗浴的溫度時（例如加熱到４０℃），是一種最節能的用水方法。而且在較低的水溫下壓縮機的壓力也較低，對延長壓縮機的使用壽命也十分有益。

因為受到壓縮機和配管所能承受的壓力影響，水溫越高，壓縮機所需做功越大，排氣溫度也越高，承受的壓力也就越大，壓縮機和配管特別是排氣管耐壓能力不夠、壓力太大時容易發生熱水器故障，所以在設計時，一般只會把溫度上限設置為６０℃，以保護整個機組正常運行，超過６０℃，或者是排氣溫度超過１１０℃熱水器就會自動保護關機。