Lo que estas buscado hacer es un sistema de control ON-OFF para el control de temperatura. No es muy caro lo que quieres hacer, necesitas conectar tu señal del sensor (entre 0 y 5v) a la entrada negativa del OPAMP, te recomiendo el LM324, y un potenciometro para el control de tu voltaje de referencia conectado a la entrada positiva del OPAMP, en Vs+ pon 5v y en Vs- pon a tiera, de esta forma estas ocupando el opamp como comparador de tal forma que tengas de salida 5v mientras la temperatura sea menor a la de referencia, y cuando la temperatura supere el valor de referencia te estaran saliendo 0v.
la salida de este circuito lo puedes conectar a un transitor en configuración de switch y éste a un relevador donde conectaras tu calefactor.