La détermination d’une surface d’échangeur s’effectue toujours à débit optimisé, c’est à dire au débit nécessaire pour obtenir les performances optimum de l’échangeur.
Le tableau 1 et la figure 2 permettent d’estimer ces débits pour un échantillonnage d’échangeurs.

ΔT : Ecart de température entre l’eau et le moût ou le vin

Tableau 2 : Coefficients du polynôme par type d'échangeur

Pour ce débit optimisé, la détermination de la puissance au m² de l’échangeur (Q/m²) dépend du type d’échangeur utilisé et de l’écart de température DTlog entre le moût ou le vin et la température de l’eau qui circule dans l’échangeur.
Cette relation peut être obtenue soit à l’aide des polynômes de degré 2 du tableau 2 soit à l’aide des abaques de la figure 3.

La surface d’échange nécessaire pour la cuve à équiper dépend de la puissance maximum à fournir pour cette cuve, déterminée au bilan thermique (voir chapitre « Evaluations des besoins thermiques »).
La surface d’échange calculée est donnée par la relation :
S calculée (m²) =   Puissance maxi cuve /Puissance au m² de l’échangeur 

La surface d’échange à installer est alors donnée par la relation :
Surface d’échange S (m²) = S calculée (m²) + Coef. d’encrassement * S calculée (m²)
* Sur ce type d’échangeur, le coefficient d’encrassement est fixé à 25 % 

Exemple numérique :
Une cuve de vinification de 200 hl nécessite une puissance maxi Q = 5747 frig/h pour le maintien de sa température de fermentation à 18 °C (voir chapitre « Evaluation des besoins thermiques »).
L’eau glacée à l’entrée de l’échangeur est à une température de 6 °C et sort de l’échangeur à 9 °C. Le débit d’eau est de l’ordre de 2 m3/h.
DT log =( (18-6) + (18-9)) / 2 = 10.5 °C
Pour un serpentin Inox la puissance au m² est :
Q/m² = 13.535 * (10.5²) + 323.15 * 10.5 - 207.02
Q/m² = 4678 frig/h/m²
La surface d’échange calculée est  : S calculée  = Q / (Q/m²) = 5747 / 4678 = 1.23 m²
La surface d’échange à installer est alors : S = 1.23 + (1.23 * 0.25) = 1.6 m²

Dans le cas d’échangeurs ceinture ou double enveloppe, il est nécessaire de tenir compte des pertes thermiques vers l’air ambiant de ce type d’échangeur. Cette puissance doit être ajouter au bilan thermique global. La figure 4, permet d’estimer ces pertes.

Exemple numérique :
Une cuve de vinification de 200 hl nécessite une puissance Q = 5747 frig/h pour le maintien en température de fermentation à 18 °C.
L’eau glacée à l’entrée de l’a ceinture est à une température de 6 °C et sort à 9 °C.
Q/m² = 1891 frig/h/m² ( 5.0389 * (10.5²) + 142.03 * 10.5 - 155.78)
S calculée  = Q / (Q/m²) = 5747 / 1891 = 3.04 m²
Surface d’échange à installer : S = 3 + (3 * 0.25) = 3.75 m²
Perte thermique de la ceinture Q = 3.75 m² * 500 frig/h/m2 = 1875 frig/h (voir abaque)

* L’eau glycolée s’impose lorsqu’il est nécessaire d’atteindre des températures de moût ou de vin inférieures à 10 °C (Stabulation à froid, stabilisation tartrique etc.).