I-Regler ist glaub ich nicht so toll, weil das Stellglied schon I-Verhalten hat. Dreipunktschrittregler wäre glaub ich besser geeignet.
Ich würde eher folgendermaßen regeln: alle z.B. 180s die Temperaturdifferenz Soll - Ist bestimmen und mit einem Kp multiplizieren. Das Ergebnis ist die Stellzeit, mit der du das Ventil ansteuerst.
Stellzeit= Kp * (Solltemperatur - Isttemperatur)
Die Ansteuerung wird limitiert, also z.B. wenn Temperaturdifferenz < 0.5°C oder Stellzeit < 1s dann Stellzeit = 0.

Das Kp kannst du nur experimentell bestimmen, dazu am besten den Temperatur grafisch in einem Zeitdiagramm z.B. mit einem Tabellenprogramm wie Excel oder OpenOffice Calc aufzeichnen (zu meiner Zeit hätte man noch Millimeterpapier genommen). Immer weiter erhöhen bis die Temperatur nach einem Sollwert-Sprung sichtlich anfängt zu schwingen, dann Faktor 2 runter. Damit bekommst du einen recht robusten Regler. Und am besten im Winter bzw. bei einer hohen Vorlauftemperatur optimieren.
Es wäre gut den Reglerparameter Kp von außen einstellbar zu machen, über Poti oder Display und Tasten.