本实用新型适用于热水供应技术领域，提供了一种直热式空气能一体化加热水箱，包括设备外壳、空气源热泵、蓄热水箱、压缩机、蒸发器、膨胀阀、冷凝器、冷凝盘管、外供孔、补水孔和电控柜，空气源热泵中安装有压缩机、蒸发器、膨胀阀和冷凝器，通过膨胀阀节流降压后的液态冷媒首先流入蒸发器来吸收周围空气中的热量而蒸发，生成的冷媒蒸汽被压缩机吸入，压缩成高温高压的冷媒蒸汽，然后流入冷凝盘管中进行冷凝；且多盘冷凝盘管均匀的纵向排列在蓄热水箱中，冷凝盘管同时释放出的冷凝热将蓄热水箱中的水进行加热，多层设置的冷凝盘管可节省空间，而且能增大换热面积，使保温水箱内部储存的水快速变热，继而提高加热效率，使用更便利。