热泵技术是一种提高能量品位的技术，它不是能量转换的过程，不受能量转换效率极限１００％的制约，而是受逆卡诺循环效率的制约。其传递热量的能力与投入热泵的电能之比称为制热性能系数又称能效比（用ＣＯＰ来表示）。
空气能热泵能效比为：ＣＯＰ＝Ｑ１＋ＷＷ，但是这个公式并不总能够很准确地表述空气能热泵的能量转移性能，一些情况下这个公式甚至直接导致错误的结论。
事实上影响热水器的能效比主要有：机器性能、环境温度、初始温度和目标温度，但在循环制热过程某一瞬间，实际影响机器工作性能的温度指标就是环境温度和循环水温这两个温度指标。
这两个指标与冷凝温度和蒸发温度有着某种对应关系：在一定的环境温度中工作，循环水温越高，冷凝温度也会越高，蒸发温度也会缓慢有所上升。一般冷凝温度比循环水温高３～８℃，蒸发温度比环境温度低５～１０℃。
高能效的机组总是尽量降低冷凝温度、提高蒸发温度，为了换热充分，高能效机组均要增加成本，加大冷凝器（水热交换器）和蒸发器（空气热交换器）换热面积，这是高能效热泵机组成本要增加的主要原因。
４．１环境气温
图４给出了某款空气能热水器在不同气温状况下产出５０℃水循环加热瞬间的性能参数曲线，可以看出，气温越低，能效比越低，当环境温度降到－５℃时，产品的能效比已经低于１。并且，在测试和计算这个性能参数的耗电量还不包括循环水泵的耗电量，如果增加了循环水泵的功耗，此时系统性能参数会更低。测试结果表明，当气温比较低时空气能热泵热水机的能效比是可能低于１的，这个状态下的空气能加热性能也许还不如电加热。

前述公式无法解释这个现象，问题在于压缩机工作过程中电能不能１００％转换成热能，式中Ｗ是默认可以１００％转换成了制热水的热能。但事实上由于各种损失诸如摩擦、泄漏、有害传热、电机损失、流动阻力、噪声振动等的存在，进行１００％能源转换是不可能的，压缩机工作过程中必然会发生各种无法逆转的损耗。这个损耗具体有多大呢？
以电能为驱动能源的压缩机的电机与普通电机一样，有着相应的电机效率。电机输出的功率除以电机输入的功率就是电机效率。电机效率是个随工况变化的曲线，配置较好的高能效压缩机的电机效率在０．７８～０．８２之间，除湿机的压缩机电机效率往往只有７０％。
所以，实际的热泵热水机能效比公式应表示为：ＣＯＰ＝Ｑ１＋ηＷＷ，其中η为压缩机有效效率。
如果Ｑ１＋ηＷ＜Ｗ，则获得的总热能小于电能，能效比小于１，当从空气中获取的热量太少、少到低于（１－η）Ｗ电能时，热泵的“能效比”就低于１了。
当环境温度降低、压比增高时，蒸发器换热能力会逐渐下降，最终使得从空气中获得的热量低于热泵工作所消耗的电能，能效比低于１。在极端情况下，热泵甚至会无法建立正常的蒸发冷却过程，无法正常工作运行。
空气源热泵热水机的耗能部件主要有：压缩机、蒸发器风机、控制系统、循环水泵、四通阀线圈、待机能耗等。压缩机是热泵的主要耗能元件，约占总能耗的８０％以上。因此，压缩机效率的提高将直接带来热泵效率的提高。
４．２目标温度

能效比除了与环境温度有关外，还与被加热的水的目标温度有关，图５为环境温度为２０℃时不同出水温度时的能效比曲线图，由图中可以看出：被加热的水目标温度越低，热泵的能效比越高。因此，用户在使用热泵热水器时，只要将水加热到不掺冷水、能直接洗浴的温度时（例如加热到４０℃），是一种最节能的用水方法。而且在较低的水温下压缩机的压力也较低，对延长压缩机的使用寿命也十分有益。

因为受到压缩机和配管所能承受的压力影响，水温越高，压缩机所需做功越大，排气温度也越高，承受的压力也就越大，压缩机和配管特别是排气管耐压能力不够、压力太大时容易发生热水器故障，所以在设计时，一般只会把温度上限设置为６０℃，以保护整个机组正常运行，超过６０℃，或者是排气温度超过１１０℃热水器就会自动保护关机。