> "Es müsste sich also um einen Proportionalanteil der Temperaturdifferenz handeln, was ja dann trotzdem wieder ein integrierendes Verfahren wäre."

Nein... Man differenziert die Temperatur indem man die Temperaturdifferenz bildet, und das was man rausbekommt integriert man wieder durch das auf-den-PWM-Wert-draufaddieren. Beim Integralregler wird dagegen die Abweichung vom Sollwert gemessen und integriert. Würde man noch einen Differentialteil nutzen wollen, müsste man dafür 2x differenzieren und anschließend den Wert aufintegrieren. Direkt geht das meines Wissens nicht, wenn man mehrere Regler (Integral und Proportional) kombinieren will.

Den dazugehörigen Regelparameter kann man experimentell bestimmen... Stell es beispielsweise so ein, dass wenn die Temperatur um 0,5°C steigt / sinkt, die Regelgröße um 5 Prozentpunkte verringert / erhöht wird. Wenn es in die richtige Richtung geht, kannste den Wert noch erhöhen.
Im Regelungstechnik-Artikel gibt es ein paar mehr oder weniger einfache Designregeln... Das mit der Schwingungsmethode sieht noch relativ einfach aus.

Zum Verständnis: Die beiden Regelteile arbeiten kurz vorm Erreichen der korrekten Temperatur gegeneinander, der Integralregler will die Heizleistung erhöhen, während der Proportionalregler dauernd die Heizleistung verringert, weil die Temperatur steigt. Dadurch wird die Heizleistung schon vor dem Erreichen der Solltemperatur verringert.
Der Proportionalregler dient letztlich nur dazu, den Integralregler zu stabilisieren, die Endtemperatur wird weiterhin durch den Integralregler bestimmt.