дело оказалось в излишней инерционности термопары. шкаф нагревается намного быстрее, чем остывает. отсюда и слишком завышенная температура при нагреве.
заменил на термопару с открытым рабочим спаем, сразу получил приемлемый результат – стабильный диапазон в 10 градусов.