Мне вот кажется что никакая это не инерционность, просто температура как-то туго до датчика доходит, вероятно установка спроектирована не лучшим образом или датчик температуры не правильно установлен(подобран), по инерции, это когда воздействие пропадает(нагрев) и тело начинает медленно остывать(температура уменьшается), а здесь температура растет, это другое!
А так я бы присмотрелся к чему-нибудь программируемому, например к ПР200 5-ой модификации(с 4 транзисторными выходами) там широкие возможности в плане реализации нужного алгоритма работы, если обычный ПИД-регулятор не устроит, можно как угодно подправить алгоритм работы под свои особенности!