Hallo,
dank Deiner umfassenden Umschreibung deines gewünschten Zieles, gibt es
mehrere Möglichkeiten.
1. Ein I2C Temperatursensor z.B. AD7418, der ist allerding in einem SOIC
Gehäuse, könnte man aber mit etwas mechanischem Aufwand an den
Kühlkörper anbringen.
2. Ein PTC (oder NTC) in einem passenden (an)Schraubbaren Gehäuse,
nachgeschaltet ein wenig Hardware inkl. ADC mit I2C Schnittstelle.
3. Eine Diode im TO-220 Gehäuse, und deren Spannung auswerten (etwas
kompliziert aber genau) ebenso mit nachgeschalteter Hardware... siehe 2.
MFG