本发明首先提出了一种基于M循环的单管式制冷单元，包括隔热外管，隔热外管内设有与其同轴的导热管，导热管两端开口，导热管外壁与所述隔热外管内壁之间设有间隙，导热管内部形成干通道，导热管与所述隔热外管之间的间隙形成湿通道，隔热外管的一端内部设有分流区，导热管外壁上设有水膜。干、湿通道呈管状构造，相同干湿比时，湿通道内气流流速更大，蒸发更强烈，吸取热量更多，降温幅度更大，将逆流区扩展变成直接由外壳包裹的空腔，对逆流气流的扰动较小，且管状制冷通道在单位体积下能一定程度增大换热面积，能获得更大的单位体积制冷量，圆形管道截面设计使干空气能从各个方向经由导热材料充分换热，降温幅度大。本发明还提出了一种换热器。