Человек имеет возможность ранжировать интенсивность ощущений по степени возрастания, например, «холодно-тепло-горячо». Как этот механизм сравнения однородных ощущений устроен на уровне работы мозга?

А эти ощущения вовсе не однородны.

Тепло в пределах "комфортной температуры" воспринимается как приятное.

Очень холодное или очень горячее причиняет острую боль.

А между ними еще много градаций, и это весьма разные ощущения.

Если температура более 200℃ то тепловые рецепторы уже ни чего не успевают, ткани организма просто разрушаются и боль такая, как будто вырвали кусок мяса... по сути оно так и есть, ткани умерли.